-新教材高中化學課時檢測1原子結構模型含解析魯科版選擇性必修

PAGEPAGE7原子結構模型(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括6小題,每小題3分,共18分)1.在實驗室中用下列裝置可以得到氫原子光譜,實驗證明該光譜為線狀光譜,該光譜的發(fā)現(xiàn)在原子結構的認識過程中,有極為重要的意義,根據(jù)它產(chǎn)生了 ()A.盧瑟福核式原子模型B.湯姆孫“葡萄干布丁”模型C.玻爾核外電子分層排布模型D.原子結構的量子力學模型【解析】選C。玻爾的原子結構模型是為了解釋氫原子光譜為線狀光譜而不是連續(xù)光譜而提出的?！狙a償訓練】1.為揭示氫原子光譜是線狀光譜這一事實,玻爾提出了核外電子的分層排布理論,下列說法中,不符合這一理論的是 ()A.電子繞核運動具有特定的半徑和能量B.在給定的穩(wěn)定軌道上,運動的核外電子不輻射能量C.電子躍遷時,會吸收或放出特定的能量D.揭示氫原子光譜存在多條譜線【解析】選D。玻爾的原子結構模型只能解釋氫原子光譜是線狀光譜,要解釋氫原子光譜的多重譜線,需用量子力學理論來解釋。2.在自由原子中,電子從n=1的原子軌道上躍遷到n=2的某原子軌道上,理論上產(chǎn)生光譜線的條數(shù)是 ()A.1B.2C.3D.4【解析】選B。n=1的原子軌道只有1s能級,n=2的原子軌道有2s、2p兩種,并且這兩種軌道的能量不同,所以電子既可以從1s能級躍遷到2s能級,也可以從1s能級躍遷到2p能級,相應地,也就可以產(chǎn)生兩條對應不同能量差的譜線。2.(2021·棗莊高二檢測)下列能級中,能級符號正確且軌道數(shù)為5的是 ()A.2d B.3p C.4d D.5s【解析】選C。2d指第2能層的d能級,電子層為2,能級只有s和p,不存在2d能級,故A錯誤;3p指第3能層的p能級,電子層為3,有s、p、d三種能級,存在3p能級,有3個軌道,故B錯誤;4d指第4能層的d能級,電子層為4,有s、p、d、f四種能級,存在4d能級,有5個軌道,故C正確;5s指第5能層的s能級,電子層為5,有s、p、d、f、g五種能級,存在5s能級,有2個軌道,故D錯誤。3.圖a和b分別是1s電子的概率分布圖和原子軌道圖。下列有關認識正確的是 ()A.a中的每個小點表示1個電子B.b表示1s電子只能在球體內(nèi)出現(xiàn)C.b表明1s軌道呈球形,有無數(shù)條對稱軸D.a中的小點表示某一時刻,電子在核外所處的位置【解析】選C。電子云圖中的小點的疏密程度表示電子在該區(qū)域出現(xiàn)概率大小,單個小點無實際意義,A、D錯;圖b所示電子在該區(qū)域出現(xiàn)的概率大,在此之外也能出現(xiàn),不過概率很小,B錯;1s軌道在空間呈球形對稱,C正確?！狙a償訓練】1.下列有關電子云和原子軌道的說法正確的是 ()A.電子云圖中,小點密集表示該處的電子多B.原子軌道表示原子核外電子運動的軌跡C.3p軌道比2p軌道數(shù)目多D.多電子原子中電子離核的平均距離4s>3s>2s【解析】選D。電子云是對電子運動的形象化描述,小點的密集程度表示電子在該處出現(xiàn)的概率的大小。核外電子運動不可描畫軌跡,原子軌道是指一定能量的電子運動的主要空間區(qū)域。由以上概念可知A、B項錯誤;不管2p或3p或任何其他電子層的p軌道,總是3個互相垂直的軌道,所以C項錯誤;電子層序數(shù)越大,則它的各種軌道伸展程度就越大,即電子運動離核平均距離就越遠,D項正確。2.下列有關電子云的敘述中,正確的是 ()A.電子云是用來形象地描述電子運動狀態(tài)的B.電子云直觀地表示了核外電子的數(shù)目C.1s電子云界面圖是一個球面,表示在這個球面以外,電子出現(xiàn)的概率為零D.電子云是電子繞核運動形成了一團帶負電荷的云霧【解析】選A。為了形象地表示電子在原子核外空間的分布狀況,人們常用單位體積內(nèi)小點的疏密程度來表示電子在原子核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率的大小:點密集的地方,表示在那里電子在單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大;點稀疏的地方,表示在那里電子在單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率小,這就是電子云。1s電子云界面以外,電子出現(xiàn)的概率不為零,只是出現(xiàn)的概率很小。4.(雙選)下列關于碳原子的描述正確的是 ()A．碳-12原子：eq\o\al(\s\up1(6),\s\do1(12))C B．原子結構示意圖：C．原子軌道數(shù)：5 D．原子中的能級數(shù)：6【解析】選B、C。元素符號的左下角表示質(zhì)子數(shù)，左上角表示質(zhì)量數(shù)，則碳-12原子可表示為eq\o\al(\s\up1(12),\s\do1(6))C，A錯誤；碳原子結構示意圖為，B正確；碳原子的原子軌道數(shù)為5，C正確；碳原子有3個能級，D錯誤。5.(2021·德州高二檢測)關于1s、2s、3s、4s原子軌道的說法,正確的是 ()A.電子只能在電子云輪廓圖中運動B.能級不同,電子云輪廓圖形狀可能相同C.軌道數(shù)目相同,電子云輪廓圖形狀、大小完全相同D.能層不同,電子云輪廓圖形狀不相同【解析】選B。電子云表示電子出現(xiàn)的幾率,電子在電子云輪廓圖中出現(xiàn)的機會多,但也會出現(xiàn)在輪廓圖外,但機會較少,故A錯誤;1s、2s、3s、4s的能級不同,能層也不同,但都是s軌道,其電子云輪廓圖形狀均為球形,故B正確、D錯誤;軌道數(shù)目相同,電子云輪廓圖形狀相同,大小不同,故C錯誤。【補償訓練】下列說法正確的是 ()A.s軌道呈圓形B.科學家們采用統(tǒng)計的方法來描述電子在原子核外某一區(qū)域出現(xiàn)的機會C.電子云中小點的密度表示了電子的多少D.f軌道有5個伸展方向【解析】選B。s軌道為球形,A錯誤;電子云的小點不是真正的電子,而是電子在這一區(qū)域曾經(jīng)出現(xiàn)過,C錯誤;f軌道有7個伸展方向,D錯誤。6.(雙選)(2021·青島高二檢測)下列說法正確的是 ()A.不同的原子軌道形狀可能相同B.p軌道相對于x、y、z軸對稱,因此p軌道上的電子運動軌跡也沿x、y、z三個方向?qū)ΨQC.2p能級有3個p軌道D.氫原子的電子運動軌跡呈球形【解析】選A、C。不同能級的原子軌道形狀可以相同,如1s、2s能級的原子軌道都是球形,只是半徑不同,A正確?，F(xiàn)在的技術無法測定電子在原子核外的運動軌跡,原子軌道只是體現(xiàn)電子的運動狀態(tài),B、D錯。任何電子層的p能級都有3個p軌道,C正確?！狙a償訓練】(雙選)下面有關“核外電子的運動狀態(tài)”的說法中,錯誤的是 ()A.各原子軌道的伸展方向按p、d、f的順序分別為1、3、5B.只有在電子層、原子軌道、原子軌道伸展方向及電子的自旋狀態(tài)都確定時,電子的運動狀態(tài)才能被確定下來C.原子核外可能有兩個電子的運動狀態(tài)是相同的D.原子軌道伸展方向與能量大小是無關的【解析】選A、C。各原子軌道的伸展方向按p、d、f的順序分別為3、5、7,A錯誤;原子核外不可能有運動狀態(tài)相同的兩個電子,C錯誤。二、非選擇題(本題包括1小題,共12分)7.(2020·銀川高二檢測)填空:(1)符號3px所代表的含義是________(填字母,下同)。

A.3px軌道上有3個電子B.第3個電子層3px軌道有三個伸展方向C.px電子云有3個伸展方向D.第3電子層相對于x軸對稱的p軌道(2)基態(tài)鋁原子核外電子云有________種不同的伸展方向,共有________種不同能級的電子,有________種不同運動狀態(tài)的電子。

(3)O2-核外電子的運動狀態(tài)有________種。

(4)對于排布在2s軌道上的電子,不能確定的是______。

a.電子所在的電子層 b.電子的自旋狀態(tài)c.電子云的形狀 d.電子云的伸展方向【解析】(1)3px中,3表示第3電子層,p原子軌道在空間的分布分別沿x、y、z三個方向,px表示相對于x軸對稱的p軌道。(2)s軌道只有1個伸展方向、p軌道有3個伸展方向,Al核外電子排布為1s22s22p63s23p1,涉及3個s軌道、2個p軌道,因此其核外電子云(軌道)的伸展方向有9種;核外13個電子的運動狀態(tài)各不相同,因此核外有13種不同運動狀態(tài)的電子。(3)O2-核外有10個電子,O2-核外有幾個電子就有幾種運動狀態(tài),則O2-核外有10種不同運動狀態(tài)的電子。(4)排布在2s軌道上的電子,在第2電子層的s軌道上,s能級的電子云形狀為球形,不能確定電子的自旋狀態(tài)。答案:(1)D(2)9513(3)10(4)b【補償訓練】(1)在基態(tài)多電子原子中,關于核外電子能量的敘述錯誤的是________(填字母)。

a.最易失去電子的能量最高b.同一個電子層上的不同能級上的原子軌道,能量大小不同c.p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量d.在離核最近區(qū)域內(nèi)運動的電子能量最低e.同一原子軌道上,原子核外電子的運動狀態(tài)相同(2)比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低。①1s,3d_________________________________________________;

②3s,3p,3d______________________________________________;

③2p,3p,4p______________________________________________;

④3px,3py,3pz______________________________________________。

【解析】(1)能量越高的電子在離核越遠的區(qū)域內(nèi)運動,也就越容易失去,a正確。多電子原子在第n層中不同能級的能量大小順序為E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf),b正確。同一電子層中的p軌道電子能量一定比s軌道電子能量高,但外層s軌道電子能量比內(nèi)層p軌道電子能量高,c不正確。離核越近,電子能量越低,d正確。同一原子軌道上的電子自旋狀態(tài)有兩種,所以電子的運動狀態(tài)不同,e不正確。(2)在多電子原子中,原子軌道能量的高低存在如下規(guī)律:①形狀相同的原子軌道能量的高低:1s<2s<3s<4s……,3d<4d<5d……;②相同電子層上原子軌道能量的高低:ns<np<nd<nf;③電子層和能級均相同的原子軌道的能量相等,如3px=3py=3pz軌道的能量相等。答案:(1)c、e(2)①1s<3d②3s<3p<3d③2p<3p<4p④3px=3py=3pz一、選擇題(本題包括2小題,每小題5分,共10分)8.下列有關核外電子運動狀態(tài)的說法正確的是 ()A.電子自旋就是電子圍繞軸“自轉”B.原子軌道可用來描述核外電子的運動狀態(tài)C.第二電子層有自旋狀態(tài)不同的兩個軌道D.原子軌道可用來描述核外電子的運動軌跡【解析】選B。電子的自旋表示處于同一原子軌道上電子的量子化運動,自旋不是“自轉”;原子軌道可用來描述原子中單個電子的空間運動狀態(tài),它只能描述核外電子高頻出現(xiàn)的“區(qū)域”,而不是核外電子運動的軌跡;第二電子層有四個軌道,分別為2s、2px、2py、2pz。綜上所述,B項正確。9.(雙選)下列有關電子層和能級的有關敘述中正確的是 ()A.M電子層有s、p共2個能級,最多能容納8個電子B.3d能級最多容納10個電子,4f能級最多容納14個電子C.無論哪一電子層的s能級最多容納的電子數(shù)均為2D.任何電子層都有s、p能級,但不一定有d能級【解析】選B、C。A項,M電子層有s、p、d共3個能級,最多容納18個電子;B項,3d能級最多容納10個電子,從N電子層開始有f能級,最多容納14個電子;C項,每個電子層都從s能級開始,且s能級最多容納2個電子;D項,K電子層只有s能級,不含有p能級。二、非選擇題(本題包括1小題,共10分)10.(1)如圖是某原子核外第2電子層的原子軌道示意圖,請?zhí)顚憣姆?(2)3d能級中原子軌道所在的電子層數(shù)是________,該能級的原子軌道最多可以有________種空間伸展方向,最多可容納________個電子。

(3)下列能級原子軌道數(shù)為5的是________(填字母)。

A.s能級B.p能級C.d能級D.f能級【解析】(1)電子層數(shù)為2時,有2s、2px、2py、2pz四個原子軌道。(2)3d能級中,n=3表示所在電子層為M層,該能級有5個原子軌道,表示原子軌道有5種伸展方向,每個原子軌道最多容納2個電子,所以3d能級最多容納10個電子。(3)s、p、d、f能級中的軌道數(shù)目分別為1、3、5、7。答案:(1)①2s②2py③2pz④2px(2)3510(3)C【補償訓練】(1)玻爾原子結構模型成功地解釋了________的實驗事實,電子所處的軌道的能量是__________的。最大不足之處是__________________。

(2)p能級上有________個原子軌道,在空間沿__________軸對稱,記為________,________,________,其能量關系為________。

(3)K層有________個能級,用符號分別表示為________,L層有__________個能級,用符號分別表示為________