第一章原子結構與性質第一節原子結構第1課時能層與能級基態與激發態原子光譜培優第一階——基礎過關練1．（2022·吉林油田第十一中學高二期末）在M能層中，能級數目為A．1 B．3 C．9 D．18【答案】B【詳解】M能層是第三能層，含有3個能級，分別是3s、3p、3d，答案選B。2．（2022·甘肅·民勤縣第一中學高二期中）下列能級符號正確的是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，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，故②錯誤；③f亞層至少在第四層及以上，第三能層只有3s、3p、3d能級，故③錯誤；④p亞層至少在第二層及以上，因此存在4p能級，故④正確；故選：A。3．（2022·河南宋基信陽實驗中學高二階段練習）以下現象與核外電子躍遷有關的是①棱鏡分光

②石油蒸餾

③凸透鏡聚光

④日光燈通電發光

⑤冷卻結晶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，與電子躍遷無關，故①不符題意；②石油蒸餾是利用石油中各成分的沸點不同加以分離，與電子躍遷無關，故②不符題意；③凸透鏡聚光是由光的折射形成的，與電子躍遷無關，故③不符題意；④日光燈通電發光，是因為電子發生能級躍遷時將多余的能量以光的形式放出，與電子躍遷有關，故④符合題意；⑤冷卻結晶，是由于溫度降低，溶液的溶解度減小析出溶質，與電子躍遷無關，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高二期中）下列說法中正確的是A．能層就是電子層 B．不同能層，s能級能量相同C．s能級的能量一定比p能級的低 D．高能層的所有能級能量都比低能層能級能量高【答案】A【詳解】A．能層是電子層，能級是電子亞層，A正確；B．不同能層，s能級能量不同，能層越大，s能級能量越高，B錯誤；C．s能級的能量也有可能比p能級高，如4s能級的能量高于2p能級的能量，C錯誤；D．高能層能級的能量不一定比低能層能級的能量高，如3d能級的能量比4s能級的能量高，D錯誤；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出現的能級交錯現象導致能量是5s＜4d，所以原子軌道中能量最高的是4d，故選A選項。6．（2022·上海交大附中高一期中）可容納電子數目最多的能級(亞層)是A．3s B．4f C．2p D．5d【答案】B【詳解】A．3s最多容納電子數為2；B．4f最多容納電子數為14；C．2p最多容納電子數為6；D．5d最多容納電子數為10；故選B。7．（2022·四川成都·高二期中）下列關于能層和能級的說法錯誤的是A．每個能層中的能級數都等于該能層序數B．原子核外每個能層容納的電子數都是n2(n表示能層序數)C．d能級最多能容納10個電子D．任一能層的能級總是從s能級開始【答案】B【分析】任一能層的能級總是從s能級開始，而且能級數等于該能層序數，即原子軌道類型數目等于該電子層序數，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，根據核外電子排布規律，各能層最多容納電子數都是2n2（n為電子層數）。【詳解】A．由分析可知，每個能層中的能級數都等于該能層序數，故A正確；B．由分析可知，原子核外每個能層最多容納電子數都是2n2（n為電子層數），故B錯誤；C．d能級有5個軌道，每個軌道最多能容納2個電子，所以d能級最多能容納10個電子，故C正確；D．由分析可知，任一能層的能級總是從s能級開始，故D正確；故選B。8．（2022·黑龍江省饒河縣高級中學高二期末）氫原子的3d和4s能級的能量高低是A．3d>4s B．3d<4s C．3d=4s D．無3d、4s能級，無所謂能量高低【答案】A【詳解】比較能量相對大小，首先看能層序數，大者能量高，然后再看能級，一般s<p<d<f，但要注意能級交錯現象，要根據構造原理判斷，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個能級(1s)，第2電子層有2個能級(2s和2p)，第3電子層有3個能級(3s、3p和3d)，依次類推。前兩個電子層沒有d能級，從第3電子層才開始出現d能級，即L層不含d能級，故選C。10．下列說法正確的是A．第三電子層有s、p共2種軌道B．3d軌道最多容納5個電子C．第二電子層最多容納18個電子D．無論是哪一電子層的s軌道，最多容納的電子數均為2【答案】D【詳解】A．第三電子層有s、p、d共3種軌道，A錯誤；B．3d軌道最多容納的電子數為10，B錯誤；C．每一電子層最多容納的電子數為2n2，第二電子層最多容納8個電子，C錯誤；D．無論是哪一電子層的s軌道，最多容納的電子數均為2，D正確；故選D。11．下列有關認識中正確的是A．在同一能層不同能級上的電子，其能量肯定不同B．各能層的能級都是從s能級開始至f能級結束C．各能層含有的能級數為D．各能層含有的電子數為【答案】A【詳解】A．在多電子原子中，同一能層不同能級上的電子具有的能量不同，A正確；B．各能層的能級都是從s能級開始，但不都是至f能級結束，如L能層只有2s、2p兩個能級，M能層只有3s、3p、3d三個能級，B錯誤；C．各能層含有的能級數與能層序數相同，C錯誤；D．各能層最多容納電子數為，D錯誤；故選A。培優第二階——拓展培優練12．（2022·福建省泉州實驗中學高二期中）以下可正確表示一個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)能層沒有d能級，只有2s和2p，共2個能級，A不符合題意；B．3p能級含有3個原子軌道，分別是3px、3py、3pz，共3個原子軌道，B不符合題意；C．2s能級只有一個原子軌道就是2s，C符合題意；D．L層含有2s和2p，共2個能級；含有2s、3px、3py、3pz，共4個原子軌道，D不符合題意；答案選C。13．（2022·湖南·邵東創新實驗學校高二期中）下列各能級中能量最高的是A．4f B．4p C．3d D．4s【答案】A【詳解】依據電子進入軌道的順序，電子首先進入能量最低的軌道，然后依次進入能量較高的軌道。電子進入4f、4p、3d、4s軌道的先后順序為4s、3d、4p、4f，則能量最高的軌道為4f，故選A。14．（2022·重慶實驗外國語學校高二階段練習）當原子的電子從3d能級躍遷到4s能級上時，可通過光譜儀直接攝取A．電子運動軌跡 B．原子的吸收光譜 C．電子云圖像 D．原子的發射光譜【答案】D【詳解】A．電子在原子核外作無規則運動，不能直接攝取運動軌跡，A項錯誤；B．由于E3d＞E4s，電子由3d能級躍遷至4s能級時，需釋放能量，故光譜儀攝取的是發射光譜，B項錯誤；C．電子云是用來描述電子在原子核外空間某處出現機會的大小，不能直接攝取，C項錯誤；D．由于E3d＞E4s，電子由3d能級躍遷至4s能級時，需釋放能量，故光譜儀攝取的是發射光譜，D項正確；答案選D。15．（2021·福建·上杭縣才溪中學高二期中）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、能級均相同的原子軌道能量相等如3px=3py=3pz；能層、能級均不同，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錯誤；C．由分析可知1s＜2s＜3s，故C錯誤；D．由分析可知4f＞4d＞5s，故D錯誤；故選：A。16．（2022·海南·儋州川綿中學高二階段練習）下列關于一定原子軌道上運動的電子的判斷正確的是A．一個原子軌道上只有一個電子B．處在同一原子軌道上的電子運動狀態完全相同C．處在同一能級中的電子(基態)能量一定相同D．處于同一能層上的電子(基態)能量一定不同【答案】C【詳解】A．一個原子軌道上可以容納兩個電子，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，運動狀態不完全相同，若處于同一能級的不同軌道上，自旋狀態可以相同，若處于同一軌道上，自旋方向必須相反，B不正確；C．處在同一能級中的電子(基態)，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)，若在同一能級中，電子的能量相同，D不正確；故選C。17．由玻爾的理論發展而來的現代量子物理學認為原子核外電子的可能狀態是不連續的，因此各狀態對應能量也是不連續的，這些能量值就是能級。能級是用來表達在一定能層(K、L、M、N、O、P、Q)上而又具有一定形狀電子云的電子。下列說法中不正確的是A．硫原子的L能層上有兩個能級，分別為2s、2pB．鈉原子3s能級的電子躍遷至低能級時，最多出現5條譜線C．灼燒含鉀元素的物質時出現特征紫色是由電子的躍遷引起的D．基態砷原子的最高能級為4p【答案】B【詳解】A．硫原子核外有3個電子層，其中L層為第二層，該能層上有兩個能級，分別為2s、2p，故A正確；B．鈉原子3s能級的電子躍遷至低能級，可以是3s到2p、3s到2s、3s到1s、2p到2s、2p到1s以及2s到1s，因此最多會出現6條譜線，故B錯誤；C．灼燒含鉀元素的物質時，鉀元素原子的核外電子由低能狀態躍遷到高能狀態，再由高能狀態躍遷到低能狀態時釋放的能量與紫光的能量相同，從而呈現出紫色，故C正確；D．基態砷原子核外有4個電子層，其中能量最高的能級為4p能級，故D正確；故答案選B。18．（2022·新疆·烏蘇市第一中學高二階段練習）下列關于能層、能級和原子軌道的說法正確的是A．各能層含有的能級數等于能層序數減1B．各能級的原子軌道數按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7C．各能層所含有的電子數一定是該能層序數平方的2倍D．各能層的能級都是從s能級開始至f能級結束【答案】B【詳解】A．各能層的能級數等于其能層序數，A項錯誤；B.各能級的原子軌道數按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7，B項正確；C.各能層所含有的電子數不一定是該能層序數平方的2倍，例如H原子的K能層只有1個電子，C項錯誤；D.各能層的能級都是從s能級開始、且能級數等于其能層序數，不一定都到f結束，D項錯誤；答案選B。19．（2021·吉林·白城一中高二期中）下列有關光譜的說法中不正確的是A．原子中的電子在躍遷時會發生能量的變化，能量的表現形式之一是光(輻射)，這也是原子光譜產生的原因B．霓虹燈光、激光、焰火都與電子躍遷釋放能量有關C．通過原子光譜可以發現新的元素，也可以鑒定某些元素D．電子由低能級躍遷到高能級時，可通過光譜儀直接攝取原子的發射光譜【答案】D【解析】A．原子中的電子在躍遷時會發生能量的變化，能量的表現形式以光的形式體現，電子由基態向激發態躍遷形成吸收光譜，電子由激發態向基態躍遷形成發射光譜，故A正確；B．在日常生活中我們看到的許多可見光，如霓虹燈光、激光、焰火等都與原子核外電子發生躍遷釋放能量有關，故B正確；C．原子光譜用于測定原子種類，歷史上很多種元素是通過原子光譜發現的，故C正確；D．電子由低能級躍遷到高能級時，形成吸收光譜，故D錯誤；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)原子核外每個電子層最多容納_______個電子(n為電子層序數)(3)原子最外層電子數不超過_______個電子(K層為最外層時，不超過_______個電子)。(4)原子次外層電子數不超過_______個電子。(5)倒數第三層不超過_______個電子【答案】(1)

最低

K

L(2)2n2(3)

8

2(4)18(5)3221．能級(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，能級是樓梯的階級。(2)能級的符號和所能容納的最多電子數能層KLMNO能級____________…最多電子數____________…(3)能層與能級的有關規律①每一能層最多可容納的電子數為___________(n為能層序數)。②在每一個能層中，能級符號的順序是___________……(n為能層序數)。③任一能層的能級總是從s能級開始，而且能級數等于該___________，即第一能層只有1個能級___________，第二能層有2個能級___________，第三能層有3個能級___________，依次類推。④以s、p、d、f……排序的各能級可容納的最多電子數依次為___________的2倍。⑤英文字母相同的不同能級中所能容納的最多電子數相同。例如，1s、2s、3s、4s……能級最多都只能容納___________個電子。⑥多電子原子中，同一能層各能級的能量順序：___________【答案】(