原子的能級結構 (建議用時：45分鐘)學業(yè)達標1根據玻爾理論，以下說法正確的是 ()A電子繞核運動有加速度，就要向外輻射電磁波B處于定態(tài)的原子，其電子做變速運動，但它并不向外輻射能量 C原子內電子的可能軌道是不連續(xù)的D原子能級躍遷時，輻射或吸收光子的能量取決于兩個軌道的能量差E原子能級躍遷時，輻射或吸收光的能量取決于初始狀態(tài)的能量【解析】根據玻爾理論，電子繞核運動有加速度，但并不向外輻射能量，也不會向外輻射電磁波，故選項A錯誤，選項B正確玻爾理論中的第二條假設，就是電子繞核運動可能的軌道半徑是量子化的，不連續(xù)的，選項C正確原子在發(fā)生能級躍遷時，要放出或吸收一定頻率的光子，光子能量取決于兩個軌道的能量差，故選項D正確、E錯誤【答案】BCD2根據玻爾理論，下列關于氫原子的論述正確的是 ()A若氫原子由能量為En的定態(tài)向低能級m躍遷，則氫原子要輻射的光子能量為hEnEmB電子沿某一軌道繞核運動，若圓周運動的頻率為，則其發(fā)光的頻率也是C一個氫原子中的電子從一個半徑為ra的軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為rb的軌道，已知ra>rb，則此過程原子要輻射某一頻率的光子D氫原子吸收光子后，將從高能級向低能級躍遷E氫原子放出光子后，將從高能級向低能級躍遷【解析】原子由能量為En的定態(tài)向低能級躍遷時，輻射的光子能量等于能級差，故A、E對；電子沿某一軌道繞核運動，處于某一定態(tài)，不向外輻射能量，故B錯；電子由半徑大的軌道躍遷到半徑小的軌道，能級降低，因而要輻射某一頻率的光子，故C正確；原子吸收光子后能量增加，能級升高，故D錯【答案】ACE3一群處于基態(tài)的氫原子吸收某種光子后，向外輻射了1、2、3三種頻率的光子，且123，則()A被氫原子吸收的光子的能量為h1B被氫原子吸收的光子的能量為h2C123D312Eh1h2h3【解析】氫原子吸收光子能向外輻射出三種頻率的光子，說明氫原子從基態(tài)躍遷到了第三能級態(tài)(如圖所示)，在第三能級態(tài)不穩(wěn)定，又向低能級躍進，發(fā)出光子，其中從第三能級躍遷到第一能級的光子能量最大，為h1，從第二能級躍遷到第一能級的光子能量比從第三能級躍遷到第二能級的光子能量大，由能量守恒可知，氫原子一定是吸收了能量為h1的光子，且關系式h1h2h3，123存在【答案】ACE4氫原子的能級如圖344所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.623.11 eV.下列說法正確的是()圖344A處于n3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離B大量氫原子從高能級向n3能級躍遷時，可能發(fā)出可見光C大量處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的光D一個處于n3能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可能發(fā)出3種不同頻率的光E一個處于n3能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可能發(fā)出2種不同頻率的光子【解析】由于E31.51 eV，紫外線光子的能量大于可見光光子的能量，即E紫EE31.51 eV，可以使氫原子電離，A正確；大量氫原子從高能級向n3能級躍遷時，最大能量為1.51 eV，即輻射出光子的能量最大為1.51 eV，小于可見光光子的能量，B錯誤；n4時躍遷發(fā)出光的頻率數(shù)為C6種，C正確；一個處于n3能級的氫原子向低能級躍遷時最多可能發(fā)出(31)2種不同頻率的光，D錯誤，E正確【答案】ACE5根據玻爾的氫原子理論，電子在各條可能軌道上運動的能量是指電子的_【解析】根據玻爾理論，電子繞核在不同軌道上做圓周運動，庫侖力提供向心力，故電子的能量指電子的總能量，包括動能和電勢能【答案】電勢能與動能之和6根據玻爾理論，某原子從能量為E的軌道躍遷到能量為E的軌道，輻射出波長為的光以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，E等于_【解析】釋放的光子能量為hh，所以EEhEh.【答案】Eh7氫原子部分能級的示意圖如圖345所示，不同色光的光子能量如下表所示：色光紅橙黃綠藍靛紫光子能量范圍(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10圖345處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光譜線在可見光范圍內僅有2條，其顏色分別為_【解析】由七種色光的光子的不同能量可知，可見光光子的能量范圍在1.613.10 eV，故可能是由第4能級向第2能級躍遷過程中所輻射的光子，E10.85 eV(3.40) eV2.55 eV，即藍靛光；也可能是氫原子由第3能級向第2能級躍遷過程中所輻射的光子，E21.51 eV(3.40) eV1.89 eV，即紅光【答案】紅、藍靛能力提升8氫原子能級圖如圖346所示，a，b，c分別表示原子在不同能級之間的三種躍遷途徑，設a、b、c在躍遷過程中，放出光子的能量和波長分別是Ea、Eb、Ec和a、b、c，若a光恰能使某金屬產生光電效應，則()圖346AabcB.CEbEaEcDc光也能使該金屬產生光電效應Eb光一定能使該金屬發(fā)生光電效應【解析】EaE2E1，EbE3E1，EcE3E2，故EbEaEc，C項正確；又因為Ehh，故，A項錯誤，B項正確；a光恰能使某金屬發(fā)生光電效應，而EaEb，Ea>Ec.故D項錯誤，E項正確【答案】BCE9根據玻爾原子結構理論，氦離子(He)的能級圖如圖347所示電子處在n3軌道上比處在n5軌道上離氦核的距離_(選填“近”或“遠”)當大量He處在n4的激發(fā)態(tài)時，由于躍遷所發(fā)射的譜線有_條圖347【解析】由玻爾理論知，能級越低，電子的軌道半徑越小，電子離核越近；當大量的氦離子處在n4的激發(fā)態(tài)時，由于躍遷所發(fā)射的譜線條數(shù)為C6.【答案】近610氫原子第n能級的能量為En，其中E1為基態(tài)能量當氫原子由第4能級躍遷到第2能級時，發(fā)出光子的頻率為1；若氫原子由第2能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為2，則_.【解析】根據En可得h1，h2E1，兩式聯(lián)立解得.【答案】11氫原子處于基態(tài)時，原子的能量為E113.6 eV.問：(1)氫原子在n4的定態(tài)上時，可放出幾種光子？(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，要用多大頻率的電磁波照射此原子. 【導學號：78220039】【解析】(1)原子處于n1的定態(tài)，這時原子對應的能量最低，這一定態(tài)是基態(tài)，其他的定態(tài)均是激發(fā)態(tài)原子處于激發(fā)態(tài)時不穩(wěn)定，會自動地向基態(tài)躍遷，而躍遷的方式多種多樣，當氫原子從n4的定態(tài)向基態(tài)躍遷時，可釋放出6種不同頻率的光子(2)要使處于基態(tài)的氫原子電離，就是要使氫原子第一條可能軌道上的電子獲得能量脫離原子核的引力束縛，則hEE113.6 eV2.1761018 J即 Hz3.281015 Hz.【答案】(1)6種(2)3.281015 Hz12已知氫原子的基態(tài)能量為13.6 eV，核外電子的第一軌道半徑為0.531010 m，電子質量me9.11031 kg，電荷量為1.61019 C，求電子躍遷到第三軌道時，氫原子的能量、電子的動能和原子的電勢能各多大？ 【導學號：78220040】【解析】氫原子能量E3E11.51 eV電子在第三軌道時半徑為r3n2r132r19r1電子繞核做圓周運動的向心力由庫侖力提供，所以由可得電子動能為Ek3mev eV1.51 eV由于E3Ek3Ep3，故原子的電勢能為Ep3E3Ek31.51 eV1.51 eV3.02 eV.【答案】1.51 eV1.51 eV3.02 eV