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1、第3節(jié) 玻爾的原子模型
(時(shí)間:60分鐘)
考查知識(shí)點(diǎn)及角度
難度及題號(hào)
基礎(chǔ)
中檔
稍難
對(duì)玻爾理論的理解
1、2、3、4
氫原子能級(jí)及躍遷
5
6、7、8、9、10
綜合提升
11、12、13
知識(shí)點(diǎn)一 對(duì)玻爾理論的理解
1.根據(jù)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λ的光.以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,E′等于 ( ).
A.E-h(huán) B.E+h
C.E-h(huán) D.E+h
解析 釋放的光子能量為hν=h,所以E′=E-h(huán)ν=E-h(huán).
答案 C
2.大量氫原
2、子從n=5的激發(fā)態(tài),向低能級(jí)躍遷時(shí),產(chǎn)生的光譜線條數(shù)是( ).
A.4條 B.6條 C.8條 D.10條
解析 由題意可知,當(dāng)大量氫原子從n=5能級(jí)躍遷時(shí),有C52=10條光譜線
產(chǎn)生.
答案 D
3.下列對(duì)玻爾原子理論的評(píng)價(jià)正確的是 ( ).
A.玻爾原子理論成功解釋了氫原子光譜規(guī)律,為量子力學(xué)的建立奠定了基
礎(chǔ)
B.玻爾原子理論的成功之處是引入了量子概念
C.玻爾原子理論的成功之處是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀點(diǎn)
D.玻爾原子理論與原子的核式結(jié)構(gòu)是完全對(duì)立的
答案 ABC
4.一群氫原子處于同一較高的激發(fā)態(tài),它們向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍
3、遷的過程中
( ).
A.可能吸收一系列頻率不同的光子,形成光譜中的若干條暗線
B.可能發(fā)出一系列頻率不同的光子,形成光譜中的若干條亮線
C.只吸收頻率一定的光子,形成光譜中的一條暗線
D.只發(fā)出頻率一定的光子,形成光譜中的一條亮線
解析 當(dāng)原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),原子將發(fā)出光子,由于不只是兩個(gè)
特定能級(jí)之間的躍遷,所以它可以發(fā)出一系列頻率的光子,形成光譜中的若
干條亮線.
答案 B
知識(shí)點(diǎn)二 氫原子能級(jí)及躍遷
5.光子的發(fā)射和吸收過程是 ( ).
A.原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要放出光子,放出光子的能量等于原子在始、
末兩個(gè)能級(jí)的能量差
4、
B.原子不能從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷
C.原子吸收光子后從低能級(jí)躍遷到高能級(jí),放出光子后從較高能級(jí)躍遷到
較低能級(jí)
D.原子無論是吸收光子還是放出光子,吸收的光子或放出的光子的能量恒
等于始、末兩個(gè)能級(jí)的能量差值
答案 CD
6.氫原子的能級(jí)圖如圖2-3-6所示.欲使一處于基態(tài)的氫原子釋放出一個(gè)電子而變成氫離子,則該氫原子需要吸收的能量至少是 ( ).
圖2-3-6
A.13.60 eV B.10.20 eV
C.0.54 eV D.27.20 eV
解析 要使氫原子變成氫離子,是使氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷,需要吸
收的能量大于等于
5、ΔE=En-E1=0-(-13.60) eV=13.60 eV,選項(xiàng)A滿足題
意.
答案 A
7.根據(jù)玻爾理論,下列關(guān)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(jí)躍遷,則氫原子要輻射的光子能量
為hν=En
B.電子沿某一軌道繞核運(yùn)動(dòng),若圓周運(yùn)動(dòng)的頻率為ν,則其發(fā)光的頻率也是
ν
C.一個(gè)氫原子中的電子從一個(gè)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(jí)向低能級(jí)躍遷
解析 原子由能量為En的定態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射的光子能量等于能級(jí)
差
6、,與En無關(guān),故A錯(cuò);電子沿某一軌道繞核運(yùn)動(dòng),處于某一定態(tài),不向外
輻射能量,故B錯(cuò);電子由半徑大的軌道躍遷到半徑小的軌道,能級(jí)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(jí)升
高,故D錯(cuò).
答案 C
8.(2010·重慶)氫原子部分能級(jí)的示意圖如圖2-3-7所示,不同色光的光子能量如下表所示:
圖2-3-7
色光
紅
橙
黃
綠
藍(lán)—靛
紫
光子能量范圍(eV)
1.61~2.00
2.00~2.07
2.07~2.14
2.14~2.53
2.53~2.76
2.76~3.10
處于某激發(fā)態(tài)的氫原子,發(fā)射的光的譜線
7、在可見光范圍內(nèi)僅有2條,其顏色
分別為 ( ).
A.紅、藍(lán)—靛 B.黃、綠
C.紅、紫 D.藍(lán)—靛、紫
解析 本題意在考查考生對(duì)氫原子能級(jí)的理解,并能正確結(jié)合電磁波譜解決
氫原子躍遷的能級(jí)問題.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1.61~3.10 eV,故可能是由第4能級(jí)向第2能級(jí)躍遷過程中所輻
射的光子,E1=-0.85-(-3.40)=2.55 eV,即藍(lán)—靛光;也可能是氫原子由
第3能級(jí)向第2能級(jí)躍遷過程中所輻射的光子,E2=-1.51-(-3.40)=1.89
eV,即紅光.
答案 A
8、
9.(2010·新課標(biāo)全國卷)用頻率為ν0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子,在所發(fā)射的光譜中僅能觀測(cè)到的頻率分別為ν1、ν2、ν3的三條譜線,且ν3>ν2>ν1,則
( ).
A.ν0<ν1 B.ν3=ν2+ν1
C.ν0=ν1+ν2+ν3 D.=+
解析 大量氫原子躍遷時(shí)只有三種頻率的光譜,這說明氫原子受激發(fā)躍遷到
n=3的激發(fā)態(tài),然后從n=3能級(jí)向低能級(jí)躍遷,產(chǎn)生三種頻率的光譜,根
據(jù)躍遷規(guī)律有:hν0=hν3=hν2+hν1,解得:ν0=ν3=ν2+ν1,故選項(xiàng)B正確.
答案 B
圖2-3-8
10.如圖2-3-8所示為氫原子最低的四個(gè)能級(jí),當(dāng)氫原子在這
9、些能級(jí)間躍遷時(shí),
(1)有可能放出幾種能量的光子?
(2)在哪兩個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí),所發(fā)出的光子波長
最長?波長是多少?
解析 (1)由N=Cn2,可得N=C42=6種;
(2)氫原子由第四能級(jí)向第三能級(jí)躍遷時(shí),能級(jí)差最小,輻射的光子能量最小,
波長最長,根據(jù)hν=E4-E3=-0.85-(-1.51) eV=0.66 eV,λ==
m=1.88×10-6 m.
答案 (1)6 (2)第四能級(jí)向第三能級(jí) 1.88×10-6 m
11.關(guān)于氫原子能級(jí)躍遷,下列敘述中正確的是 ( ).
A.用波長為 60 nm的X射線照射,可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子
10、
B.用能量為10.2 eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)
C.用能量為11.0 eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)
D.用能量為12.5 eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)
解析 波長為60 nm的X射線能量E=h=6.63×10-34× J=
3.32×10-18 J=20.75 eV,氫原子的電離能
ΔE=0-(-13.6) eV=13.6eV
11、eV
Em3=12.5+(-13.6)eV=-1.1 eV
由E=得,只有Em1=-3.4 eV對(duì)應(yīng)于n=2的狀態(tài).由于原子發(fā)生躍遷時(shí)
吸收光子只能吸收恰好為兩能級(jí)差能量的光子,所以只有B可使氫原子從基
態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài).
答案 AB
12.汞原子的能級(jí)圖如圖2-3-9所示,現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)的汞原子上,汞原子只發(fā)出三種不同頻率的單色光.那么,關(guān)于入射光的能量,下列說法正確的是 ( ).
圖2-3-9
A.可能大于或等于7.7 eV
B.可能大于或等于8.8 eV
C.一定等于7.7 eV
D.包含2.8 eV、4.9 eV
12、、7.7 eV三種
解析 由玻爾理論可知,軌道是量子化的,能級(jí)是不連續(xù)的,只能發(fā)射不連
續(xù)的單色光,于是要發(fā)出三種不同頻率的光,從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)上,
其能級(jí)差ΔE=E3-E1=7.7 eV,選項(xiàng)C正確.
答案 C
13.根據(jù)玻爾理論,氫原子核外電子在n=1和n=2的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)的
( ).
A.軌道半徑之比為1∶4 B.動(dòng)能之比為4∶1
C.速度大小之比為4∶1 D.周期之比為1∶8
解析 玻爾的原子理論表明:氫原子核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其向心
力由原子核對(duì)它的庫侖引力提供.
因?yàn)閞n=n2r1,所以r1∶r2=1∶4.
由=,得電子在某條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ekn=,
Ek1∶Ek2=4∶1.
由電子運(yùn)動(dòng)的速度 vn=e ,得 v1∶v2=2∶1;
由電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 Tn== ,
得T1∶T2=1∶8.
答案 ABD
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