2018鲁科版选修3-5教师用书:第2章 章末分层突破

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2018鲁科版选修3-5教师用书:第2章 章末分层突破

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莲山 课件 w w w.5Y k J.C om 章末分层突破
 
原子结构
 
自我校对]
①电子
②α粒子
③Em-En
④E1n2
⑤n2r1
⑥巴尔末
 
原子核式结构模型
1.α粒子散射实验
(1)实验结果:α粒子穿过金箔后,绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进;少数α粒子有较大的偏转;极少数α粒子的偏角超过90°,有的甚至达到180°.
(2)原因:α粒子与金核间的库仑力使靠近金核的α粒子发生了大角度偏转.
2.核式结构学说
(1)核式结构学说:在原子的中心有一个很小的原子核,原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内,电子绕核运转.
(2)电子由离核近的轨道跃迁到离核远的轨道,能量增加,电势能增加,动能减少,受到的库仑力变小.
  (多选)关于α粒子散射实验现象的分析,下列说法正确的是(  )
A.绝大多数α粒子沿原方向运动,说明正电荷在原子内均匀分布,是α粒子受力平衡的结果
B.绝大多数α粒子沿原方向运动,说明这些α粒子未受到明显的力的作用,说明原子内部是很“空旷”的
C.极少数α粒子发生大角度偏转,说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小
D.极少数α粒子发生大角度偏转,绝不是α粒子与原子内的电子撞击引起的
【解析】 在α粒子散射实验中,绝大多数α粒子沿原方向运动,说明α粒子未受到原子核明显的力的作用,也说明原子核相对原子来讲很小,原子内大部分空间是空的,故A错、B对;极少数发生大角度偏转,说明受到金原子核力的作用的空间在原子内很小,α粒子偏转,而金原子核未动,说明金原子核的质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量,故C对;α粒子比电子的质量大得多,α粒子撞击到电子上对α粒子的运动不会产生大的影响,故D正确.
【答案】 BCD
 
玻尔理论和能级跃迁
在玻尔的轨道量子化模型中,原子的轨道半径只能是某些分立的数值,而原子的能量也是量子化的.故原子在跃迁过程中对光子或实物粒子能量的吸收是有一定条件的,具体而言可分为以下三种情况:
1.当光子的能量小于电离能时,只有满足光子的能量为两定态间能量差时才能被吸收.
2.当光子的能量大于电离能时,由于原子已电离,故对光子的能量没有要求.光子的能量一部分用来使原子电离,大于电离能的那部分则用来增加自由电子的动能.
3.当实物粒子与原子碰撞时,由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收,故只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差,则可以使原子受激发而向较高能级跃迁.
  大量氢原子处于不同能量激发态,发生跃迁时放出三种不同能量的光子,其能量值分别是:1.89 eV、10.2 eV、12.09 eV.跃迁发生前这些原子分布在________个激发态能级上,其中最高能级的能量值是________eV(基态能量为-13.6 eV).
【解析】 大量氢原子跃迁发出三种不同能量的光子,跃迁情况为n=3的激发态到n=2的激发态或直接到n=1的基态,也可能是n=2的激发态到n=1的基态,所以跃迁发生前这些原子分布在2个激发态能级上,最高能量值满足E=-13.6 eV+12.09 eV,即E为-1.51 eV.
【答案】 2 -1.51
  一个氢原子处于基态,用光子能量为15 eV的电磁波去照射该原子,问能否使氢原子电离?若能使之电离,则电子被电离后所具有的动能是多大?
【解析】 氢原子从基态n=1处被完全电离至少吸收13.6 eV的能量.所以15 eV的光子能使之电离,由能量守恒可知,完全电离后还剩余动能Ek=15 eV-13.6 eV=1.4 eV.
【答案】 能 1.4 eV
 
1吸收光子能量发生电离.当光子能量大于或等于13.6 eV时,可以被处于基态的氢原子吸收,使氢原子电离;当光子能量大于13.6 eV时,氢原子电离后,电子具有一定的初动能.
2与实物粒子撞击发生电离.由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于或等于氢原子所处的能级的能量,均可使原子发生电离.
 
 
1.(多选)关于原子结构的认识历程,下列说法正确的是(  )
A.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B.α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
C.对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路
D.玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象,说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
【解析】 汤姆孙发现了电子后,认为原子是一个带正电的均匀球体,电子一个个镶嵌在其中,选项A错误;由卢瑟福对α粒子散射实验现象的分析所得出的结论说明选项B正确;根据原子光谱产生的机理进行探究,可知选项C正确;玻尔理论虽然不能解释较为复杂原子的光谱现象,但其理论是正确的,只是具有一定的局限性,故D错误.
【答案】 BC
2.处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有(  )
A.1种       B.2种
C.3种  D.4种
【解析】 大量氢原子从n=3能级向低能级跃迁时,能级跃迁图如图所示,有3种跃迁情况,故辐射光的频率有3种,选项C正确.
 
【答案】 C
3.(多选)氢原子能级如图2­1所示,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是(  ) 【导学号:64772035】
 
图2­1
A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nm
B.用波长为325 nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级
C.用波长为633 nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级
D.氢原子从n=3跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长一定小于656 nm
【解析】 由E初-E终=hν=hcλ可知,氢原子跃迁时始末能级差值越大,辐射的光子能量越高、波长越短,由能级图知E3-E2<E2-E1,故A错误.由-1.51--3.4-3.4--13.6=λ656得λ=121.6 nm<325 nm,故B错误.因跃迁中所吸收光子的能量必须等于始末能级的差值,即从n=2跃迁到n=3的能级时必须吸收λ=656 nm的光子,故C正确.氢原子从n=3跃迁到n=1的能级时,辐射光子的能量为E3-E1>E3-E2=hcλ=hc656 nm,故D正确.
【答案】 CD
4.根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+)的能级图如图2­2所示.电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”).当大量He+处在n=4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有________条.
 
图2­2
【解析】 根据玻尔理论rn=n2r1可知电子处在n=3的轨道上比处在n=5的轨道上离氦核的距离近.大量He+处在n=4的激发态时,发射的谱线有6条.
【答案】 近 6
5.处于n=3的氢原子能够自发地向低能级跃迁,
 
图2­3
(1)跃迁过程中电子动能和原子能量如何变化?
(2)可能辐射的光子波长是多少?(普朗克常量h=6.63×10-34 J•s) 【导学号:64772036】
【解析】 (1)由于电子从外轨道进入内轨道,半径变小,由于ke2r2=mv2r,则Ek=12mv2=ke22r,由此可知动能增大;在此过程中,原子向外辐射光子,因此原子能量减少.
(2)原子的可能跃迁及相应波长
①从n=3到n=2
而E3=-1.51 eV E2=-3.4 eV
由hν=hcλ=Em-En得
λ1=hcE3-E2=6.63×10-34×3×1081.89×1.6×10-19 m=6.58×10-7 m.
②从n=3到n=1而E1=-13.60 eV
λ2=hcE3-E1=6.63×10-34×3×10812.09×1.6×10-19 m
=1.03×10-7 m.
③从n=2到n=1
则λ3=hcE2-E1
=6.63×10-34×3×10810.2×1.6×10-19 m
=1.22×10-7 m.
【答案】 (1)电子动能增大,原子能量减少
(2)6.58×10-7 m 1.03×10-7 m 1.22×10-7 m 文 章来源
莲山 课件 w w w.5Y k J.C om
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