1.1.1 能層與能級(jí) 基態(tài)與激發(fā)態(tài) 原子光譜-2022-2023學(xué)年高二化學(xué)課后培優(yōu)分級(jí)練（人教版2019選擇性必修2）（解析版）

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第1課時(shí)能層與能級(jí)基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1．（2022·吉林油田第十一中學(xué)高二期末）在M能層中，能級(jí)數(shù)目為A．1 B．3 C．9 D．18【答案】B【詳解】M能層是第三能層，含有3個(gè)能級(jí)，分別是3s、3p、3d，答案選B。2．（2022·甘肅·民勤縣第一中學(xué)高二期中）下列能級(jí)符號(hào)正確的是①1s

②2d

③3f

④4pA．①④ B．②③ C．③④ D．①②【答案】A【詳解】①s亞層在每一層上都有，因此存在1s能級(jí)，故①正確；②d亞層至少在第三層及以上，第二能層只有2s、2p能級(jí)，故②錯(cuò)誤；③f亞層至少在第四層及以上，第三能層只有3s、3p、3d能級(jí)，故③錯(cuò)誤；④p亞層至少在第二層及以上，因此存在4p能級(jí)，故④正確；故選：A。3．（2022·河南宋基信陽(yáng)實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二階段練習(xí)）以下現(xiàn)象與核外電子躍遷有關(guān)的是①棱鏡分光

②石油蒸餾

③凸透鏡聚光

④日光燈通電發(fā)光

⑤冷卻結(jié)晶A．③④ B．①②③⑤ C．④ D．①②③④【答案】C【詳解】①棱鏡分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故①不符題意；②石油蒸餾是利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同加以分離，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故②不符題意；③凸透鏡聚光是由光的折射形成的，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故③不符題意；④日光燈通電發(fā)光，是因?yàn)殡娮影l(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)將多余的能量以光的形式放出，與電子躍遷有關(guān)，故④符合題意；⑤冷卻結(jié)晶，是由于溫度降低，溶液的溶解度減小析出溶質(zhì)，與電子躍遷無(wú)關(guān)，故⑤不符題意；④符合題意；答案選C。4．（2022·新疆·烏魯木齊市第四中學(xué)高二期中）下列說(shuō)法中正確的是A．能層就是電子層 B．不同能層，s能級(jí)能量相同C．s能級(jí)的能量一定比p能級(jí)的低 D．高能層的所有能級(jí)能量都比低能層能級(jí)能量高【答案】A【詳解】A．能層是電子層，能級(jí)是電子亞層，A正確；B．不同能層，s能級(jí)能量不同，能層越大，s能級(jí)能量越高，B錯(cuò)誤；C．s能級(jí)的能量也有可能比p能級(jí)高，如4s能級(jí)的能量高于2p能級(jí)的能量，C錯(cuò)誤；D．高能層能級(jí)的能量不一定比低能層能級(jí)的能量高，如3d能級(jí)的能量比4s能級(jí)的能量高，D錯(cuò)誤；答案選A。5．（2022·福建·高二期中）下列原子軌道中能量最高的是A．4d B．2s C．4p D．5s【答案】A【詳解】具體的能級(jí)能量高低排列順序是：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4d，是由于電子屏蔽效應(yīng)出現(xiàn)的能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象導(dǎo)致能量是5s＜4d，所以原子軌道中能量最高的是4d，故選A選項(xiàng)。6．（2022·上海交大附中高一期中）可容納電子數(shù)目最多的能級(jí)(亞層)是A．3s B．4f C．2p D．5d【答案】B【詳解】A．3s最多容納電子數(shù)為2；B．4f最多容納電子數(shù)為14；C．2p最多容納電子數(shù)為6；D．5d最多容納電子數(shù)為10；故選B。7．（2022·四川成都·高二期中）下列關(guān)于能層和能級(jí)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．每個(gè)能層中的能級(jí)數(shù)都等于該能層序數(shù)B．原子核外每個(gè)能層容納的電子數(shù)都是n2(n表示能層序數(shù))C．d能級(jí)最多能容納10個(gè)電子D．任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開(kāi)始【答案】B【分析】任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開(kāi)始，而且能級(jí)數(shù)等于該能層序數(shù)，即原子軌道類型數(shù)目等于該電子層序數(shù)，如第一層（K層）上只有1S亞層，第二電子層（L層）只有2s和2p亞層，第三電子層（M層）只有3s、3p和3d亞層，第四電子層（N層）只有4s、4p、4d和4f亞層，根據(jù)核外電子排布規(guī)律，各能層最多容納電子數(shù)都是2n2（n為電子層數(shù)）。【詳解】A．由分析可知，每個(gè)能層中的能級(jí)數(shù)都等于該能層序數(shù)，故A正確；B．由分析可知，原子核外每個(gè)能層最多容納電子數(shù)都是2n2（n為電子層數(shù)），故B錯(cuò)誤；C．d能級(jí)有5個(gè)軌道，每個(gè)軌道最多能容納2個(gè)電子，所以d能級(jí)最多能容納10個(gè)電子，故C正確；D．由分析可知，任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開(kāi)始，故D正確；故選B。8．（2022·黑龍江省饒河縣高級(jí)中學(xué)高二期末）氫原子的3d和4s能級(jí)的能量高低是A．3d>4s B．3d<4s C．3d=4s D．無(wú)3d、4s能級(jí)，無(wú)所謂能量高低【答案】A【詳解】比較能量相對(duì)大小，首先看能層序數(shù)，大者能量高，然后再看能級(jí)，一般s<p<d<f，但要注意能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象，要根據(jù)構(gòu)造原理判斷，如能量3d>4s。答案：A。9．下列各電子層中不包含d能級(jí)的是A．N電子層 B．M電子層 C．L電子層 D．O電子層【答案】C【詳解】第1電子層只有1個(gè)能級(jí)(1s)，第2電子層有2個(gè)能級(jí)(2s和2p)，第3電子層有3個(gè)能級(jí)(3s、3p和3d)，依次類推。前兩個(gè)電子層沒(méi)有d能級(jí)，從第3電子層才開(kāi)始出現(xiàn)d能級(jí)，即L層不含d能級(jí)，故選C。10．下列說(shuō)法正確的是A．第三電子層有s、p共2種軌道B．3d軌道最多容納5個(gè)電子C．第二電子層最多容納18個(gè)電子D．無(wú)論是哪一電子層的s軌道，最多容納的電子數(shù)均為2【答案】D【詳解】A．第三電子層有s、p、d共3種軌道，A錯(cuò)誤；B．3d軌道最多容納的電子數(shù)為10，B錯(cuò)誤；C．每一電子層最多容納的電子數(shù)為2n2，第二電子層最多容納8個(gè)電子，C錯(cuò)誤；D．無(wú)論是哪一電子層的s軌道，最多容納的電子數(shù)均為2，D正確；故選D。11．下列有關(guān)認(rèn)識(shí)中正確的是A．在同一能層不同能級(jí)上的電子，其能量肯定不同B．各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開(kāi)始至f能級(jí)結(jié)束C．各能層含有的能級(jí)數(shù)為D．各能層含有的電子數(shù)為【答案】A【詳解】A．在多電子原子中，同一能層不同能級(jí)上的電子具有的能量不同，A正確；B．各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開(kāi)始，但不都是至f能級(jí)結(jié)束，如L能層只有2s、2p兩個(gè)能級(jí)，M能層只有3s、3p、3d三個(gè)能級(jí)，B錯(cuò)誤；C．各能層含有的能級(jí)數(shù)與能層序數(shù)相同，C錯(cuò)誤；D．各能層最多容納電子數(shù)為，D錯(cuò)誤；故選A。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練12．（2022·福建省泉州實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中）以下可正確表示一個(gè)明確的原子軌道的是A．2d B．3p C．2s D．L層【答案】C【詳解】A．L(n=2)能層沒(méi)有d能級(jí)，只有2s和2p，共2個(gè)能級(jí)，A不符合題意；B．3p能級(jí)含有3個(gè)原子軌道，分別是3px、3py、3pz，共3個(gè)原子軌道，B不符合題意；C．2s能級(jí)只有一個(gè)原子軌道就是2s，C符合題意；D．L層含有2s和2p，共2個(gè)能級(jí)；含有2s、3px、3py、3pz，共4個(gè)原子軌道，D不符合題意；答案選C。13．（2022·湖南·邵東創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二期中）下列各能級(jí)中能量最高的是A．4f B．4p C．3d D．4s【答案】A【詳解】依據(jù)電子進(jìn)入軌道的順序，電子首先進(jìn)入能量最低的軌道，然后依次進(jìn)入能量較高的軌道。電子進(jìn)入4f、4p、3d、4s軌道的先后順序?yàn)?s、3d、4p、4f，則能量最高的軌道為4f，故選A。14．（2022·重慶實(shí)驗(yàn)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高二階段練習(xí)）當(dāng)原子的電子從3d能級(jí)躍遷到4s能級(jí)上時(shí)，可通過(guò)光譜儀直接攝取A．電子運(yùn)動(dòng)軌跡 B．原子的吸收光譜 C．電子云圖像 D．原子的發(fā)射光譜【答案】D【詳解】A．電子在原子核外作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不能直接攝取運(yùn)動(dòng)軌跡，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．由于E3d＞E4s，電子由3d能級(jí)躍遷至4s能級(jí)時(shí)，需釋放能量，故光譜儀攝取的是發(fā)射光譜，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．電子云是用來(lái)描述電子在原子核外空間某處出現(xiàn)機(jī)會(huì)的大小，不能直接攝取，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．由于E3d＞E4s，電子由3d能級(jí)躍遷至4s能級(jí)時(shí)，需釋放能量，故光譜儀攝取的是發(fā)射光譜，D項(xiàng)正確；答案選D。15．（2021·福建·上杭縣才溪中學(xué)高二期中）下列軌道按能量由高到低排列正確的是A．3d>3p>3s B．2px>2py>2pzC．1s>2s>3s D．5s>4f>4d【答案】A【分析】相同能層上，不同原子軌道能量的高低順序：ns＜np＜nd＜nf；不同能層上形狀相同的原子軌道能量的高低順序：1s＜2s＜3s＜4s…；能層、能級(jí)均相同的原子軌道能量相等如3px=3py=3pz；能層、能級(jí)均不同，原子軌道能量的高低順序：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4d＜5p＜6s＜4f…【詳解】A．由分析可知3s＜3p＜3d，故A正確；B．由分析可知2px=2py=2pz，故B錯(cuò)誤；C．由分析可知1s＜2s＜3s，故C錯(cuò)誤；D．由分析可知4f＞4d＞5s，故D錯(cuò)誤；故選：A。16．（2022·海南·儋州川綿中學(xué)高二階段練習(xí)）下列關(guān)于一定原子軌道上運(yùn)動(dòng)的電子的判斷正確的是A．一個(gè)原子軌道上只有一個(gè)電子B．處在同一原子軌道上的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同C．處在同一能級(jí)中的電子(基態(tài))能量一定相同D．處于同一能層上的電子(基態(tài))能量一定不同【答案】C【詳解】A．一個(gè)原子軌道上可以容納兩個(gè)電子，并且自旋方向相反，A不正確；B．處在同一原子軌道上的電子，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不完全相同，若處于同一能級(jí)的不同軌道上，自旋狀態(tài)可以相同，若處于同一軌道上，自旋方向必須相反，B不正確；C．處在同一能級(jí)中的電子(基態(tài))，不管是處于不同軌道還是同一軌道，電子的能量都相同，C正確；D．處于同一能層上的電子(基態(tài))，若在同一能級(jí)中，電子的能量相同，D不正確；故選C。17．由玻爾的理論發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代量子物理學(xué)認(rèn)為原子核外電子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，因此各狀態(tài)對(duì)應(yīng)能量也是不連續(xù)的，這些能量值就是能級(jí)。能級(jí)是用來(lái)表達(dá)在一定能層(K、L、M、N、O、P、Q)上而又具有一定形狀電子云的電子。下列說(shuō)法中不正確的是A．硫原子的L能層上有兩個(gè)能級(jí)，分別為2s、2pB．鈉原子3s能級(jí)的電子躍遷至低能級(jí)時(shí)，最多出現(xiàn)5條譜線C．灼燒含鉀元素的物質(zhì)時(shí)出現(xiàn)特征紫色是由電子的躍遷引起的D．基態(tài)砷原子的最高能級(jí)為4p【答案】B【詳解】A．硫原子核外有3個(gè)電子層，其中L層為第二層，該能層上有兩個(gè)能級(jí)，分別為2s、2p，故A正確；B．鈉原子3s能級(jí)的電子躍遷至低能級(jí)，可以是3s到2p、3s到2s、3s到1s、2p到2s、2p到1s以及2s到1s，因此最多會(huì)出現(xiàn)6條譜線，故B錯(cuò)誤；C．灼燒含鉀元素的物質(zhì)時(shí)，鉀元素原子的核外電子由低能狀態(tài)躍遷到高能狀態(tài)，再由高能狀態(tài)躍遷到低能狀態(tài)時(shí)釋放的能量與紫光的能量相同，從而呈現(xiàn)出紫色，故C正確；D．基態(tài)砷原子核外有4個(gè)電子層，其中能量最高的能級(jí)為4p能級(jí)，故D正確；故答案選B。18．（2022·新疆·烏蘇市第一中學(xué)高二階段練習(xí)）下列關(guān)于能層、能級(jí)和原子軌道的說(shuō)法正確的是A．各能層含有的能級(jí)數(shù)等于能層序數(shù)減1B．各能級(jí)的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7C．各能層所含有的電子數(shù)一定是該能層序數(shù)平方的2倍D．各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開(kāi)始至f能級(jí)結(jié)束【答案】B【詳解】A．各能層的能級(jí)數(shù)等于其能層序數(shù)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.各能級(jí)的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7，B項(xiàng)正確；C.各能層所含有的電子數(shù)不一定是該能層序數(shù)平方的2倍，例如H原子的K能層只有1個(gè)電子，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開(kāi)始、且能級(jí)數(shù)等于其能層序數(shù)，不一定都到f結(jié)束，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選B。19．（2021·吉林·白城一中高二期中）下列有關(guān)光譜的說(shuō)法中不正確的是A．原子中的電子在躍遷時(shí)會(huì)發(fā)生能量的變化，能量的表現(xiàn)形式之一是光(輻射)，這也是原子光譜產(chǎn)生的原因B．霓虹燈光、激光、焰火都與電子躍遷釋放能量有關(guān)C．通過(guò)原子光譜可以發(fā)現(xiàn)新的元素，也可以鑒定某些元素D．電子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)時(shí)，可通過(guò)光譜儀直接攝取原子的發(fā)射光譜【答案】D【解析】A．原子中的電子在躍遷時(shí)會(huì)發(fā)生能量的變化，能量的表現(xiàn)形式以光的形式體現(xiàn)，電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷形成吸收光譜，電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷形成發(fā)射光譜，故A正確；B．在日常生活中我們看到的許多可見(jiàn)光，如霓虹燈光、激光、焰火等都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)，故B正確；C．原子光譜用于測(cè)定原子種類，歷史上很多種元素是通過(guò)原子光譜發(fā)現(xiàn)的，故C正確；D．電子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)時(shí)，形成吸收光譜，故D錯(cuò)誤；選D。20．(1)原子核外電子總是先排能力_______的電子層，然后有里向外，依次排布即排滿了_______層才能排L層，排滿了_______層才能排M層。(2)原子核外每個(gè)電子層最多容納_______個(gè)電子(n為電子層序數(shù))(3)原子最外層電子數(shù)不超過(guò)_______個(gè)電子(K層為最外層時(shí)，不超過(guò)_______個(gè)電子)。(4)原子次外層電子數(shù)不超過(guò)_______個(gè)電子。(5)倒數(shù)第三層不超過(guò)_______個(gè)電子【答案】(1)

最低

K

L(2)2n2(3)

8

2(4)18(5)3221．能級(jí)(1)含義：多電子原子中，同一能層的電子，能量也可能不同，所以，同一能層的電子，又被分成不同的___________，就好比能層是樓層，能級(jí)是樓梯的階級(jí)。(2)能級(jí)的符號(hào)和所能容納的最多電子數(shù)能層KLMNO能級(jí)____________…最多電子數(shù)____________…(3)能層與能級(jí)的有關(guān)規(guī)律①每一能層最多可容納的電子數(shù)為_(kāi)__________(n為能層序數(shù))。②在每一個(gè)能層中，能級(jí)符號(hào)的順序是___________……(n為能層序數(shù))。③任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開(kāi)始，而且能級(jí)數(shù)等于該___________，即第一能層只有1個(gè)能級(jí)___________，第二能層有2個(gè)能級(jí)___________，第三能層有3個(gè)能級(jí)___________，依次類推。④以s、p、d、f……排序的各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)依次為_(kāi)__________的2倍。⑤英文字母相同的不同能級(jí)中所能容納的最多電子數(shù)相同。例如，1s、2s、3s、4s……能級(jí)最多都只能容納___________個(gè)電子。⑥多電子原子中，同一能層各能級(jí)的能量順序：___________【答案】(