高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构第1课时导学案及答案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构第1课时导学案及答案，共9页。
第1课时 能层与能级 基态与激发态
[核心素养发展目标] 1.通过认识原子结构与核外电子排布理解能层与能级的关系。2.通过核外电子能量不同分析，理解激态与激发态的含义与关系。3.能辨识光谱与电子跃迁之间的关系。
一、能层与能级
1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出 ，开启了用原子结构解释 的篇章。1925年以后，玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。1936年，德国科学家马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理。
1．能层
(1)含义：根据核外电子的 不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。
(2)序号及符号
能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用 、 、 、 、 、 、 ……表示，其中每层所容纳的电子数最多为 个。
(3)能量关系
能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为 。
2．能级
(1)含义：根据多电子原子的同一能层的电子的 也可能不同，将它们分为不同能级。
(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母 等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。
3．能层、能级与最多容纳的电子数
由上表可知：
(1)能层序数 该能层所包含的能级数，如第三能层有 个能级。
(2)s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为 、 、 、 的2倍。
(3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是 (n为能层的序数)。
(1)2d表示L层上的d能级( )
(2)同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小( )
(3)各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束( )
(4)4s、4p、4d、4f能量的高低顺序为E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)( )
(5)3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数不相同( )
1．根据Be、N、Ne、Na、Mg五种元素的原子结构，回答下列问题：
(1)只有K层与L层的原子有________。
(2)含有M层的原子有________。
(3)最外层电子数相同的原子有________。
(4)每一层电子数都符合2n2的有________。
2．若n＝3，以下能级符号错误的是( )
A．np B．nf C．nd D．Ns
3．下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是( )
A．1s、2p、3d B．1s、2s、3s
C．2s、2p、2d D．3p、3d、3f
二、基态与激发态 原子光谱
1．基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于 状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子 能量，它的电子会跃迁到 能级，变成激发态原子。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化
基态原子eq \(,\s\up7(吸收能量),\s\d5(释放能量，主要形式为光))激发态原子
2.光谱
(1)光谱的成因及分类
(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的 来鉴定元素，称为光谱分析。
(1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一( )
(2)霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关( )
(3)产生激光的前提是原子要处于激发态( )
(4)电子跃迁时只吸收能量( )
(5)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量( )
(6)激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性( )
1．回答下列问题：
吸收光谱是________的电子跃迁为________的电子产生的，此过程中电子________能量；发射光谱是________的电子跃迁为________的电子产生的，此过程中电子________能量。
2．如图是锂、氦、汞原子的吸收光谱和发射光谱。其中图________是原子由基态转化为激发态时的光谱，图________是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在图中将同种元素原子的吸收光谱和发射光谱连接起来。
1．下列叙述正确的是( )
A．能级就是电子层
B．每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C．同一能层中的不同能级的能量高低相同
D．不同能层中的s能级的能量高低相同
2．以下能级符号正确的是( )
A．3f B．2d
C．4s D．2f
3．第N能层所含能级数、最多容纳电子数分别为( )
A．3、18 B．4、24
C．5、32 D．4、32
4．下列现象和应用与电子跃迁无关的是( )
A．激光 B．焰色试验
C．燃烧放热 D．霓虹灯
5．K层有________个能级，用符号表示为________；L层有________个能级，用符号分别表示为__________；M层有________个能级，用符号分别表示为________。由此可推知n能层最多可能有________个能级，能量最低的两个能级其符号分别表示为________。
6．(1)已知短周期元素A、B，A元素原子的最外层电子数为m，次外层电子数为n；B元素原子的M层(有电子)电子数为m－n－1，L层电子数为m＋n＋2，则A为________(填元素符号，下同)，B为________。
(2)已知X元素原子的L层比Y元素原子的L层少3个电子，Y元素原子的核外电子总数比X元素原子的多5，则X、Y分别为________、________。
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是( )
A．最易失去的电子能量最高
B．离核最远的电子能量最高
C．p能级电子能量一定高于s能级电子能量
D．在离核最近的区域内运动的电子能量最低
2．某元素原子的核外有三个能层，最外能层有4个电子，该原子核内的质子数为( )
A．14 B．15 C．16 D．17
3．在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量( )
A．前者大于后者 B．后者大于前者
C．前者等于后者 D．无法确定
4．下列说法中有错误的是( )
A．某原子K层上只有一个电子
B．某离子M层和L层上的电子数均为K层的4倍
C．某原子M层上的电子数为L层电子数的4倍
D．存在核电荷数与最外层电子数相等的离子
5．元素Na的焰色试验呈黄色，从能量变化的角度其光谱类型属于( )
A．发射光谱 B．吸收光谱
C．连续光谱 D．线状光谱
6．某一能层上nd能级最多所能容纳的电子数为( )
A．6 B．10 C．14 D．15
7．下列各能层不包含d能级的是( )
A．O能层 B．P能层 C．M能层 D．K能层
8．下列多电子原子不同能级能量高低的比较错误的是( )
A．1s＜2s＜3s B．2p＜3p＜4p
C．3s＜3p＜3d D．4s＞3d＞3p
9．下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中，正确的是( )
A．基态时的能量比激发态时高
B．激发态时比较稳定
C．由基态转化为激发态过程中吸收能量
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
10．以下现象与核外电子的跃迁有关的是( )
①霓虹灯发出有色光 ②棱镜分光 ③激光器产生激光 ④石油蒸馏 ⑤凸透镜聚光 ⑥燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花 ⑦日光灯通电发光 ⑧冷却结晶
A．①③⑥⑦ B．②④⑤⑧
C．①③⑤⑥⑦ D．①②③⑤⑥⑦
11．下列有关能层和能级的叙述中正确的是( )
A．M能层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子
B．3d能级最多容纳10个电子，4f能级最多容纳14个电子
C．无论哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2
D．任一能层都有s、p能级，但不一定有d能级
12．对焰色试验的描述正确的是( )
A．焰色试验只是金属单质特有的性质
B．焰色试验是物理变化
C．焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来
D．焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象
13．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )
14．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( )
A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
三、非选择题
15．填空。
(1)用符号填写能层所含能级种类：
K层：________；L层：________；M层：________；N层：________。
(2)用数字填写能级所能容纳最多电子数目：
s：________；p：________；d：________；f：________。
(3)比较下列能级的能量高低(填“”)。
①4s________3s________2s________1s；
②4f________4d________4p________4s；
③1s________2p________3d________4f。
16．(1)1861年德国人基尔霍夫()和本生()研究锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了铷元素，他们研究的是________________________________
________________________________________。
(2)含有钾元素的盐的焰色试验为________色。许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是________________________________________________________________________。
17．(1)Cl原子核外电子能量最高的电子所在的能级是________。
(2)基态Si原子中，核外电子占据最高能层的符号为________，该能层上有________个能级，电子数为________。
18．下表给出了五种元素的相关信息，其中A、B、C、D为短周期元素。
根据上述信息填空：
(1)B元素的基态原子含有________个能层，其中第二能层中有哪几个能级：________；画出D的原子结构示意图________________。
(2)C与A形成的某一化合物能和C与B形成的另一无色化合物(这两种化合物分子中原子个数比皆为1∶2)一起用作火箭助推剂，写出两者发生反应生成无毒物质的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)某矿藏主要含D、E两种元素组成的化合物，它在空气中高温条件下生成一种刺激性气体和一种红色氧化物。试写出化学方程式：______________________________________。
能层
(n)
一
二
三
四
五
六
七
……
符号
K
L
M
N
O
P
Q
……
能级
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
……
……
……
……
最多电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
2
……
……
……
……
2
8
18
32
……
……
……
2n2
元素
相关信息
A
在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为备受青睐的清洁燃料
B
工业上通过分离液态空气获得其单质，其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障
C
植物生长三要素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂
D
室温下其单质呈粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰
E
它是人体不可缺少的微量元素，其单质也是日常生产和生活中不可缺少的金属原材料，常用于制造桥梁、楼房等