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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第一课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱
基础达标
1.以下能级符号正确的是（ ）
A. 3f B. 2d C. 4s D. 2f
【答案】C
【解析】第三能层有3个能级(3s、3p、3d),没有3f能级，故A错误；第二能层有2个能
级(2s和2p),没有2d能级，故B错误；第四能层有4个能级(4s、4p、4d、4f),故C正确；第
二能层有个能级(2s和2p),没有2f能级，故D错误。
2.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
【答案】B
【解析】在同一个原子中，能层的能量由低到高的顺序是 K、L、M、N、O、P、
Q…，故B正确。
3.下列各电子能层，含有f能级的是（ ）
A.K层 B.L层 C.M层 D.N层
【答案】D
【解析】K层只有s能级，L层有s、p两个能级，M层有s、p、d三个能级，N层有
s、p、d、f四个能级。
4.某元素原子的核外有三个能层，最外能层有4个电子，则该原子核内的质子数为（
）
A.14 B.15 C.16 D.17
【答案】A
【解析】原子核外有3个能层，每层最多能容纳的电子数为2n2,所以最内层最多有2个
电子，第二层有8个电子，第三层为最外层，有4个电子，所以原子核外共有14个电子，
因为原子核内质子数等于原子核外电子数，所以核内质子数为14。
5.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
【答案】D
【解析】第N能层为第4层，含有的能级分别为s、p、d、f,最多可以容纳32个电子，
D正确。
6.下列关于能级的说法正确的是（ ）
A.所有能层都包含p能级 B.p能级的能量一定比s能级的能量高
C.d能级的能量一定比p能级的能量高 D.2p、3p、4p能级的能量逐渐增大
【答案】D
【解析】K层仅包含s能级，A项错误；同一能层的p能级的能量一定比s能级的能量
高，但若能层不同，可能不符合上述关系，如3s能级的能量比2p能级的能量高，同理，d
能级的能量不一定比p能级的能量高，B、C项错误。
7.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节日燃
放的焰火⑦日光灯通电发光⑧冷却结晶
A.①③⑥⑦ B.②④⑤⑧ C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦
【答案】A
【解析】核外电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时释放能量，
主要体现为光(辐射),因此，许多可见光，如日光灯灯光、霓虹灯灯光、激光、焰火等均与
电子跃迁有关。
8.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
【答案】C
【解析】同一原子处于激发态时能量较高，较不稳定，A、B不正确；电子从能量较
低的基态跃迁到能量较高的激发态时，也会产生原子光谱，D不正确。
9.下列说法正确的是（ ）
A.自然界中的所有原子都处于基态
B.同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量
C.无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D.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
【答案】B
【解析】处于最低能量状态的原子叫作基态原子。电子由较低能级向较高能级跃迁，
叫激发。激发态原子的能量总是比原来基态原子的能量高。如果电子仅在内层激发，电子
未获得足够的能量，不会失去。
10.氯化钠在灼烧过程中发出黄色的光，下列对此现象的描述正确的是（ ）
A.形成发射光谱，物理变化
B.形成发射光谱，化学变化
C.形成吸收光谱，物理变化
D.形成吸收光谱，化学变化
【答案】D
【解析】原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光（辐
射），不同元素原子中的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取得到
各种吸收光谱或发射光谱，A项正确；焰色试验是元素的性质，是元素原子中电子跃迁引
起的，不同元素原子中的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，B项正确；不同元素原
子中的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，因此，可以利用原子光谱上的特征谱线来
鉴定元素和发现新的元素，C项正确；同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置是
相同的，D项错误。
能力提升
11.以下能级符号表示正确的是( )
①5s ②1d ③2f ④1p ⑤2d ⑥3f ⑦4f ⑧5d ⑨3p ⑩6s
A.③⑤⑦⑧⑨⑩ B.①⑦⑧⑨⑩ C. ①③⑤⑦⑨ D.②④⑥⑧⑩
【答案】B
【解析】每一个能层都有s能级，从第二能层开始出现p能级，从第三能层开始出现d
能级，从第四能层开始出现f能级，B项正确。
12.(双选题)下列关于能层和能级的说法正确的是（ ）
A.电子由3s能级跃迁至4s能级，可通过光谱仪摄取得到原子的吸收光谱
B.能层与能级的划分，均以电子的能量高低为依据
C.任一能层都有s、p能级，但不一定有 d 能级
D.同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多【答案】AB
【解析】由于电子由3s能级跃迁至4s能级时需要吸收能量，故可通过光谱仪摄取得
到原子的吸收光谱，A项正确；核外电子分成不同的能层和能级，其依据为电子的能量高
低，B项正确；K层只有s能级，不含p能级，C项错误；不同能层的相同能级能容纳的电
子数相同，D项错误。
13.下列情况中，原子可能含有的电子数最多的是( )
A.最外层为K层 B.次外层为M层 C.倒数第三层为M层 D.最外层为P层
【答案】D
【解析】最外层为K层的原子最多含有2个电子；次外层为M层的原子最多含有36
个电子；倒数第三层为M层的原子最多含有54个电子；最外层为P层的原子最多含有86
个电子。
14.M原子的结构示意图为 ， 则 x、y及该原子 3d 能级上的电子数不可
能的组合是（ ）
A.18、8、0 B.20、8、0 C.25、13、5 D.30、18、10
【答案】A
【解析】若x、y及该原子3d能级上的电子数的组合是18、8、0,核内质子数与核外电
子数不相等，A项不可能；若x、y及该原子3d能级上的电子数的组合是20、8、0，符合
钙原子的结构，B项可能；若x、y及该原子3d能级上的电子数的组合是25、13、5，符合
锰原子的结构，C项可能；若x、y及该原子3d能级上的电子数的组合是30、18、10，符
合锌原子的结构，D项可能。
15. (双选题)W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大，且原子核外L层
的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
A.X和Y元素原子核外排有电子的能级均有3 个
B.W元素原子核外只有1个能级
C.Z元素原子的M层有3个能级、7个电子
D.X、Y、Z元素形成的简单离子具有相同的电子层结构
【答案】BC
【解析】由题给信息可知，W、X、Y、Z元素分别为H、N、P、Cl。X(N)元素原子核
外排有电子的能级有1s、2s、2p(3个),Y(P)元素原子核外排有电子的能级有1s、2s、2p、
3s、3p(5个)，A项错误；W(H)元素原子核外只有1s能级，B项正确；Z(Cl)元素原子的M
层有3s、3p、3d 3个能级，其中3s能级有2个电子，3p能级有5个电子，C项正确；
X(N)、Y(P)、Z(Cl)元素形成的简单离子分别为N3-、P3-和Cl-，其中P3-和Cl-具有相同的电
子层结构，D项错误。直 击 高 考
16.有两种常见气态单质A 和B ，已知2.4gA 和2.1 gB 所含的原子个数相等，分子数
m n m n
之比为2:3。A原子L层的电子数是K层的3倍。
(1)A、B 的元素符号分别为 。
(2)A 中 m 的值为 。
m
(3)B 原子含有的能层数目为 。
(4)A、B形成的一种气态化合物与水反应能生成由A、B形成的另一种气态化合物。写
出该反应的化学方程式： 。
【答案】(1)O、N (2)3 (3)2 (4)3NO +H O=2HNO +NO
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【解析】 由A原子L层的电子数是K层的3倍，可知A为O。根据题意，设A、B的
相对原子质量分别为x、y，则 解得7x=8y，2m=3n。由此可知B为N，A
m
为O，Bn为N。
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17.下表给出了五种元素的相关信息，其中X、Y、Z、W为短周期元素。
