高中化学鲁科版选修3课后练习：1-1-2 量子力学对原子核外电子运动状态的描述

高中化学鲁科版选修3课后练习：1-1-2 量子力学对原子核外电子运动状态的描述

www.ks5u.com 第2课时　量子力学对原子核外电子运动状态的描述 一、非标准 ‎1.电子作为微观粒子,其运动特征与宏观物体的运动特征有着明显的区别,下列关于电子运动特征的叙述中,正确的是(　　)‎ A.电子的运动根本就不存在运动轨迹 B.电子在原子核周围的空间内围绕原子核做圆周运动,只不过每一个圆周的半径不同而已 C.电子的运动速率特别快,所以其能量特别大 D.电子的运动速率特别快,运动范围特别小,不可能同时准确地测定其位置和速度 解析:电子的存在是客观事实,每一个瞬间肯定都有客观存在的位置,所以肯定存在运动轨迹,只不过这个运动轨迹到底是什么样的,两个相邻的时间间隔内有什么关系就不能确定了;电子的运动速率虽然很快,但是其质量特别小,所以其能量也不会特别大;电子的运动速率特别快,运动范围特别小,故不能准确地测定其位置和速度。‎ 答案:D ‎2.下列能级中轨道数为5的是(　　)‎ A.s能级 B.p能级 C.d能级 D.f能级 解析:对于给定的能级,轨道数目为2l +1,s、p、d、f能级的l 分别是0、1、2、3,因此s、p、d、f能级中的轨道数分别是1、3、5、7,选C。‎ 答案:C ‎3.下列有关核外电子运动状态的说法正确的是(　　)‎ A.电子自旋就是电子围绕轴“自转”‎ B.原子轨道可用来描述核外电子的运动状态 C.第二电子层有自旋相反的两个轨道 D.原子轨道可用来描述核外电子的运动轨迹 解析:电子的自旋表示处于同一原子轨道上电子的量子化运动,自旋不是“自转”;原子轨道可用来描述原子中单个电子的空间运动状态,它只能描述核外电子高频出现的“区域”,而不是核外电子运动的轨迹;第二电子层有四个轨道,分别为2s、2px、2py、2pz。综合上述分析,可知B项正确。‎ 答案:B ‎4.n、l、m确定后,仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的(　　)‎ A.数目 B.空间伸展方向 C.能量高低 D.电子数目 解析:n、l、m确定后,原子轨道数目、空间伸展方向、能量高低都可以确定,而只有每个轨道所填充的电子数尚不知道。例如,对n=1,l=0,m=0,可知其轨道的数目为1,轨道能量高低也可确定,其空间伸展方向呈球形,而填充的电子数目无法确定。‎ 答案:D ‎5.下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是(　　)‎ 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能级原子轨道呈球形,处于该轨道上的电子只能在球壳内运动 C.p能级原子轨道呈哑铃形,随着电子层的增加,p能级原子轨道也在增多 D.p能级原子轨道与s能级原子轨道的平均半径都随电子层序数的增大而增大 解析:电子云表示电子在核外某一区域出现的概率,故A项错误;原子轨道是电子出现概率约为90%的电子云空间,只是表明电子在这一空间区域内出现的机会大,‎ 在此空间区域外出现的机会少,故B项错误;无论电子层序数n如何变化,每个p能级都有3个原子轨道且相互垂直,故C项错误;电子的能量越高,电子在离核越远的区域出现的机会越大,电子云将向更大的空间扩展,原子轨道半径会逐渐增大,D项正确。‎ 答案:D ‎6.对于钠原子的第3层电子的p轨道3px、3py、3pz间的差异,下列几种说法中正确的是(　　)‎ A.电子云形状不同 B.原子轨道的对称类型不同 C.电子(基态)的能量不同 D.电子云空间伸展的方向不同 解析:3px、3py、3pz所表示的是同一能级中的三个不同的原子轨道,其能量相同。3px、3py、3pz的电子云、原子轨道都是哑铃(或纺锤)形,对称性类型都是轴对称。在空间伸展方向上,3px电子云沿x轴方向伸展,3py电子云沿y轴方向伸展,3pz电子云沿z轴方向伸展。‎ 答案:D ‎7.观察1s轨道电子云示意图,判断下列说法正确的是(　　)‎ A.一个小黑点表示1个自由运动的电子 B.1s轨道的电子云形状为圆形的面 C.电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转 D.1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小 解析:尽管人们不能确定某一时刻原子中的电子的精确位置,但能够统计出电子在什么地方出现的概率大,在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况,人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方,表示电子在那里出现的概率大;点稀疏的地方,表示电子在那里出现的概率小。这种形象地描述电子在空间出现的概率大小的图形称为电子云图。由图可知,处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称,而且电子在原子核附近出现的概率最大,离核越远,出现的概率越小。图中的小黑点不表示电子,而表现电子曾经出现过的位置。‎ 答案:D ‎8.下列说法正确的为(　　)‎ A.只用n、l,就能确定一个原子轨道 B.原子轨道的能量在任何原子中都必须取决于n、l C.要确定核外电子的运动状态必须用量子数n、l、m表示 D.对于碳原子来说,由于原子核外有六个电子,所以可以找到四个量子数完全相同的情况 解析:原子轨道是由n、l、m三个量子数决定的;要确定核外电子的运动状态必须用n、l、m表示;在任何原子中没有运动状态完全相同的两个电子,即找不到四个量子数完全相同的情况;在单电子原子如氢原子中,原子轨道的能量只由n决定。‎ 答案:C ‎9.下列各原子轨道中容纳电子数最多的是(　　)‎ A.4f B.5p C.6s D.4d 解析:s、p、d、f轨道包含的原子轨道数分别为1、3、5、7,容纳的电子数分别为2、6、10、14,容纳电子数最多的原子轨道为f轨道。‎ 答案:A ‎10.写出具有下列指定量子数的能级符号:‎ ‎(1)n=2,l=1　　　　　;(2)n=3,l=0　　　　; ‎ ‎(3)n=5,l=2　　　　　;(4)n=4,l=3　　　　。 ‎ 解析:对多电子原子来说,电子运动状态的能量不仅与n有关,还与l有关。n、l值均相同的电子具有相同的能量。因此我们用能级来标记具有相同n、l值的电子运动状态。对于第n层的s轨道,记作ns;对于第n层的p轨道,记作np。‎ 答案:(1)2p　(2)3s　(3)5d　(4)4f ‎11.比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。‎ ‎(1)1s　　　2s;(2)2s　　　2p;(3)3px　　　3py;(4)3d　　　4d;(5)3p　　　2p。 ‎ 解析:比较多电子原子的原子轨道的能量高低,从以下几个方面比较:‎ ‎(1)同一电子层上,s能级‎ ‎12.(1)玻尔原子结构模型成功地解释了　　　　的实验事实,电子所处的轨道的能量是　　　　的。最大不足之处　。 ‎ ‎(2)p能级上有　　　　个原子轨道,在空间沿　　　　对称,记为　　　　,　　　　,　　　　,其能量关系为　　　　。 ‎ 答案:(1)氢原子光谱是线状光谱　量子化　某些光谱现象难以用该模型解释 ‎(2)3　x、y、z轴　px　py　pz　px=py=pz ‎13.下图画出了氢原子的4个能级,并注明了相应的能量E。处于n=4的一群氢原子的电子向低能级跃迁时,能够发出不同频率光波的种数为　。 ‎ 氢原子能级和氢原子光谱的产生示意图 解析:这群电子向低能级跃迁的情况有以下6种:‎ 答案:6‎