保定高中化学知识点跟踪训练2能量最低原理基态与激发态电子云与原子轨道含解析

课时跟踪训练(二)
[基础巩固]
1．有人造小太阳美称的氦灯通电，灯泡发出耀眼的白光，产生这一现象的原因是( ) A．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红外线以外的光线
B．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
C．在电流的作用下，氦原子与构成灯光的物质发生反应
D．氦原子获得电子后转变成发出白光的物质
[解析]解决此类问题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化和现象。

在电流的作用下，基态氦原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量不会发出白光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生白光，故B项正确。

[答案] B
2．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是( )
A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量
B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量
C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同
D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似
[解析]基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2，由基态转化成激发态，电子能量增大，需要吸收能量，故A正确；镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，由基态转化成激发态，故B错误；同一轨道不可能有自旋状态相同的两个电子，故C错误；转化后镁原子与硅原子电子层结构不同，化学性质不同，故D错误。

[答案] A
3．在下列所示的微粒中，氧化性最强的是( )
A．1s22s22p2B．1s22s22p5
C．1s22s22p63s1D．1s22s22p6
[解析]由电子排布式判断四种微粒分别为C、F、Na、Ne，根据四者在元素周期表中的位置可判断F的非金属性最强、氧化性最强。

[答案] B
4．图1和图2分别是1s电子的概率分布图和原子轨道图。

下列有关认识正确的是( )
A．图1中的每个小黑点表示1个电子
B．图2表示1s电子只能在球体内出现
C．图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴
D．图1中的小黑点表示某一时刻，电子在核外所处的位置
[解析]A、D项，小黑点只表示概率分布；B项，电子在球体内出现机会多，在球体外也出现，但机会较少。

[答案] C
5．以下对核外电子运动状态的描述正确的是( )
A．电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转
B．能量低的电子只能在s轨道上运动，能量高的电子总是在f轨道上运动
C．能层序数越大，s电子云的半径越大
D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同
[解析]电子运动是无序的，没有固定轨道。

能量低的电子在离核近的区域运动，能量高的电子在离核远的区域运动。

同一能级上运动的电子，如果是处于不同能层，则运动状态也不相同。

[答案] C
6．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( )
A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p能级的原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多
D．与s原子轨道相同，p原子轨道的平均半径随能层的增大而增大
[解析]电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，并非原子核真被电子云雾所笼罩，A项错；原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，B项错；无论能层序数n怎样变化，每个p能级都有3个原子轨道且相互垂直，C项错；电子的能量随着能层序数的增大而增大，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，D项对。

[答案] D
7.下列有关碳原子的电子排布图中，能量最低的是( )
[解析]A项中2p能级上的2个电子挤在同一个轨道上，B项、C项中两个2p轨道上电子的自旋状态相反，均与洪特规则相违背，只有D项中的排布符合洪特规则，此时整个原子的能量最低。

[答案] D
8．下列图像表述的现象与电子的跃迁无关的是( )
[解析]电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化，并以光(辐射)的形式体现，故B项、C项、D项所表述的现象均与电子的跃迁有关。

而平面镜成像只是光的反射原理，与电子的跃迁无关，故选A项。

[答案] A
9．下列有关光谱的说法中不正确的是( )
A．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)，这也是原子光谱产生的原因
B．原子光谱只有发射光谱
C．通过原子光谱可以发现新的元素
D．通过光谱分析可以鉴定某些元素
[解析]电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化，主要以光(辐射)的形式体现。

电子从基态跃迁到激发态时，会吸收能量，形成吸收光谱；电子从激发态跃迁到基态时，会放出能量，形成发射光谱，B项错。

[答案] B
10．电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取到( )
A．电子的运动轨迹图像
B．原子的吸收光谱
C．电子体积大小的图像
D．原子的发射光谱
[解析]由于4p能级的能量要高于3d能级的，电子由3d能级跃迁至4p能级时需要吸收能量，故得到的是原子的吸收光谱。

[答案] B
11．第4层所含有的原子轨道种类数、原子轨道数目和最多容纳电子数分别为( ) A．3、9、18 B．4、12、24
C．5、16、32 D．4、16、32
[解析]第四能层含s、p、d、f四种原子轨道，原子轨道数为1＋3＋5＋7＝16，每个轨道最多容纳2个电子且自旋状态相反，即最多共容纳电子数为16×2＝32个。

[答案] D
12．下列说法正确的是( )
A．因为p轨道是“8”字形的，所以p电子是“8”字形
B．能层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道
C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道
D．原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的
[解析]A项p轨道是哑铃形，说的是电子出现频率高的“区域”的形状；B项能层数为3时，共有9条轨道；C项氢原子中有一个电子，但轨道是人们规定的，可以是空轨道。

[答案] D
13．下列说法中正确的是( )
A．s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状
B．p电子云的形状是对顶双球
C．L电子层有d轨道
D．2p轨道有一个未成对电子的基态原子和价电子排布为2s22p5的原子是同种元素的原子
[解析]s电子云是球形对称的；p电子云是哑铃形；L电子层只有2s、2p两个能级，
故无d轨道；2p轨道上有一个未成对电子的基态原子为B或F。

[答案] A
14．下列这些粒子：O2－、S2－、Cl－、Al3＋、F－、Na＋、Mg2＋、Ca2＋、K＋。

(1)与氖原子电子排布相同的粒子有_________________。

(2)与氩原子电子排布相同的粒子有________________。

[解析]氖原子电子排布式为1s22s22p6，氩原子电子排布式为1s22s22p63s23p6。

在元素周期表中，第二周期的元素可形成阴离子(O2－、F－)，与氖原子电子排布相同，第三周期的元素可形成阳离子(Na＋、Mg2＋、Al3＋)，与氖原子电子排布相同；第三周期的元素可形成阴离子(S2－、Cl－)，与氩原子电子排布相同，第四周期的元素可形成阳离子(Ca2＋、K＋)与氩原子电子排布相同。

[答案](1)O2－、Al3＋、F－、Na＋、Mg2＋
(2)S2－、Cl－、Ca2＋、K＋
15．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半。

请回答下列问题：
(1)该元素原子的电子排布式(基态)为________，原子结构示意图为________，价电子排布式为________。

(2)该元素的单质能与NaOH溶液反应产生H2，有关反应的化学方程式为______________________。

(3)对该元素单质及化合物性质的描述正确的是( )
A．在自然界中只以化合态的形式存在
B．单质常用作半导体材料和光导纤维
C．最高价氧化物不与酸反应
D．气态氢化物比甲烷稳定
[解析]本题主要考查Si元素的单质及其化合物的性质，同时应注意电子排布式、价电子排布式、原子结构示意图三种化学用语的区别与联系。

[答案](1)1s22s22p63s23p23s23p2
(2)Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑
(3)A
16．不看元素周期表，填写下表：
[答案]
17．下图①—⑥是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。

其中图________是原子由基态转化为激发态时的光谱，图________是原子由激发态转化为基态时的光谱。

不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。

[答案]①③⑤②④⑥
[能力提升]
18．科学研究证明核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子数及核电荷数有关。

氩原子与硫离子的核外电子排布相同，核外电子排布式都是1s22s22p63s23p6。

下列说法正确的是( )
A．两粒子1s能级上电子的能量相同
B．两粒子3p能级上的电子离核的距离相同
C．两粒子的电子发生跃迁时，释放出的能量不同
D．两粒子都达到8电子稳定结构，化学性质相同
[解析]核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子数及核电荷数有关。

核电荷数不同，原子核对电子的吸引能力就不同，电子离原子核的距离以及电子所具有的能量也就不同。

氩原子与硫离子的核外电子排布相同，即核外电子数相同，但两者的核电荷数不同，所以核外相同能级上电子的能量不同，电子发生跃迁时，释放出的能量不同。

氩和硫是不同的元素，故两粒子的化学性质不同。

[答案] C
19．如图是s能级和p能级的电子云轮廓图，试回答问题。

(1)s电子云轮廓图呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p电子云轮廓图呈________状，每个p能级有________个原子轨道，其能量关系为________(填“相同”或“不相同”)。

(2)元素X的原子最外层的电子排布式为n s n n p n＋1，原子中能量最高的是________电子；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是______________。

(3)若元素Y的原子最外层的电子排布式为n s n－1n p n＋1，那么Y的元素符号应为________，原子的电子排布图为________。

[解析](1)n s能级均有1个轨道，n p能级均有3个轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃状的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以p x、p y、p z表示，能量关系为p x＝p y＝p z，即能量相同。

(2)因为元素X的原子最外层的电子排布式为n s n np n＋1，n p能级已排布电子，说明n s能级上已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，元素X是氮。

(3)当元素Y的原子最外层的电子排布式为n s n－1n p n＋1时，有n－1＝2，则n＝3，那么元素Y的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，元素Y是硫。

[答案](1)球 1 哑铃 3 相同
赠送：高中生物必修一考前知识总结
1、蛋白质的基本单位氨基酸, 其基本组成元素是CH、O、N。

2、氨基酸的结构通式：肽键：—NH—CO—
3、肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数—肽链数
4、多肽分子量=氨基酸分子量 x氨基酸数—水分子数x18
5、核酸种类：DNA和RNA基本组成元素：C、H、O、N、P
6、DNA的基本组成单位：脱氧核苷酸； RNA的基本组成单位：核糖核苷酸。

7、核苷酸的组成包括：1分子磷酸1分子五碳糖1分子含氮碱基
8、DNA主要存在于细胞核中，含氮碱基为A、G、C、T；
RNA主要存在于细胞质中，含氮碱基为A、G、C、U；
9、细胞的主要能源物质是糖类，直接能源物质是ATP。

10、淀粉、纤维素、糖原属于多糖。

组成元素C、H、O
11、脂质包括：脂肪、磷脂和固醇。

固醇包括胆固醇、性激素和维生素D。

12、水在细胞中存在形式：自由水、结合水
13、自由水比例高，细胞代谢旺盛。

14、细胞中含有最多的化合物：水
15、血红蛋白中的无机盐是：Fe2+，叶绿素中的无机盐是：Mg2+动物血钙过低，导致抽搐。

16、被多数学者接受的细胞膜模型叫流动镶嵌模型。

17、细胞膜的成分：脂质、蛋白质和少量糖类。

细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层。

18、制备细胞膜用哺乳动物成熟的红细胞，没有细胞核众多的细胞器
细胞膜的结构特点是：具有流动性；功能特点是：具有选择透过性。

19、具有双层膜的细胞器：线粒体、叶绿体；
不具膜结构的细胞器：核糖体、中心体；
线粒体通过内膜向内折叠形成嵴增大膜面积；叶绿体内有基粒，由类囊体薄膜堆叠形成；线粒体和叶绿体中均有少量的DNA
蛋白质的合成场所是核糖体；有“消化车间”之称的是溶酶体；
中心体存在于动物和某些低等植物体内（如水绵）、与细胞有丝分裂有关。

与植物细胞细胞壁形成有关、与动物细胞分泌蛋白质有关的细胞器是高尔基体。

20、细胞核的结构包括：核膜、核仁和染色质。

（染色质由DNA和蛋白质结合而成。

）
细胞核的功能：是遗传物质储存和复制的场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。

21、原核细胞（细菌）和真核细胞（酵母菌）最本质的区别：有无以核膜为界限的细胞核
22、物质从高浓度到低浓度的跨膜运输方式是：自由扩散和协助扩散；
需要载体的运输方式是：协助扩散和主动运输；
需要消耗能量的运输方式是：主动运输；
23、酶的化学本质：多数是蛋白质，少数是RNA
24、酶的特性：高效性、专一性、作用条件较温和
25、ATP的名称是三磷酸腺苷，结构式是：A—P~P~P。

ATP是各项生命活动的直接能源，被称为能量“通货”。

26、ATP与ADP相互转化的反应式：
27、ATP，ADP，与DNA，RNA的基本组成元素均是C、H、O、N、P
28、叶片中的色素包括两类：叶绿素和类胡萝卜素。

前者又包括叶绿素a和叶绿素b，后者包括胡萝卜素和叶黄素。

以上四种色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上。

29、叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

因此蓝紫光和红光的光合效率较高。

30、光合作用的反应式：
31、光合作用释放出的氧气，其氧原子来自于水
32、在绿叶色素的提取和分离实验中，无水乙醇作用是溶解色素，二氧化硅能使研磨充分，碳酸钙作用是防止研磨中色素遭到破坏。

33、分离色素用层析液，溶解度越高，扩散速度越快。

34、色素分离后的滤纸条上，色素带从上到下的顺序是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
35、光合作用包括两个阶段：光反应和暗反应。

前者的场所是类囊体薄膜，后者的场所是叶绿体基质。

36、光反应为暗反应提供[H]和ATP
37、有氧呼吸反应式：
38、动物有氧细胞产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。

有氧呼吸的三个阶段均能产生ATP。

绿色植物细胞产生ATP除上述场所外，还有类囊体薄膜。

39、在最适温度、最适pH下，酶的活性最高。

酶的催化效率可用单位时间内反应物的剩余量（生成物的增加量）来表示。

39、淀粉遇碘液变蓝
41、检测还原糖用斐林试剂，其由0.1g/ml的NaOH溶液和0.05g/ml的CuSO4溶液组成，与还原糖发生反应生成砖红色沉淀。

使用时注意现配现用。

42、鉴定生物组织中的脂肪可用苏丹Ⅲ染液和苏丹Ⅳ染液。

前者将脂肪染成橘黄色，后者染成红色。

43、鉴定蛋白质（如蛋白酶）可用双缩脲试剂。

使用时先加NaOH溶液，后加2~3滴CuSO4溶液。

反应生成紫色络合物。

44、给染色体染色常用的染色剂是龙胆紫或醋酸洋红溶液。

45、“观察DNA和RNA在细胞中的分布”中，用甲基绿和吡罗红
两种染色剂染色，DNA被染成绿色，RNA被染成红色。

46、原生质层包括：细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质。

47、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中线粒体呈现蓝绿色。

48、在分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌过程中，有关的细胞器包括：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。

49、氨基酸形成肽链，要通过脱水缩合的方式。

50、只有活细胞才能发生质壁分离及复原。

质壁分离的外因是细胞液浓度<外界溶液浓度；内因是原生质层的伸缩性比细胞壁的伸缩性大。

51、细胞膜和其他生物膜都是选择透过性（功能特点）膜。

52、细胞有氧呼吸的场所包括：细胞质基质和线粒体。

53、有氧呼吸中，葡萄糖是第一阶段参与反应的，水是第二阶段参与反应的，氧气是第三阶段参与反应的。

第三阶段释放的能量最多。

54、酵母菌的异化作用类型是：兼性厌氧型
55、检测酵母菌培养液中CO2的产生可用澄清石灰水，也可用溴麝香草酚蓝水溶液。

CO2可使后者由蓝色变绿色再变黄色。

56、检测酒精的产生可用橙色的重铬酸钾溶液。

在酸性条件下，该溶液与酒精发生化学反应，变成灰绿色。

57、细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输效率就越低。

细胞的表面积与体积的关系限制了细胞的长大。

58、连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，称为一个细胞周期。

59、有丝分裂间期发生的主要变化是：完成DNA分子的复制和
有关蛋白质的合成（染色质复制）。

60、有丝分裂分裂期各阶段特点：
前期：染色体、纺锤体出现，核膜、核仁消失；
中期：染色体的着丝点整齐地排列在赤道板上；
后期：着丝点分裂，染色体数目暂时加倍；
末期：染色体、纺锤体消失，核膜、核仁出现。

有染色单体时，染色体：染色单体：DNA=1:2:2（前、中）
无染色单体时，染色体：DNA=1:1（间、后、末）
61、细胞有丝分裂的重要意义，是将亲代细胞的染色体经过复制，精确地平均分配到两个子细胞中。

62、赤道板是虚拟平面（观察不到），细胞板（壁）是真实结构。

动植物有丝分裂的区别：前期（纺锤体的形成机制不同）；末期子细胞形成方式不同（植物：细胞板→细胞壁；动物直接缢裂）
63、观察根尖分生区细胞的有丝分裂，选材后需经解离→漂洗→染色→制片（压片）。

解离的目的是用药液使组织细胞分散开来。

解离后细胞死亡，不能观察连续分裂的过程。

64、在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞分化。

细胞分化的实质：基因的选择性表达（遗传物质不变）。

65、植物组织培养利用的原理是：细胞全能性
66、由基因所决定的细胞自动结束生命的过程叫细胞凋亡。

是自然生理过程，有积极意义。

67、细胞癌变的根本原因是：原癌基因和抑癌基因发生突变。