4.氢原子光谱和玻尔的原子模型

4.氢原子光谱和玻尔的原子模型A级必备知识基础练1.氢是自然界中最简单的元素,下列关于氢原子光谱的说法正确的是()A.氢原子光谱是连续谱B.氢原子光谱是氢原子的特征谱线C.经典物理学可以解释氢原子光谱D.不同化合物中的氢的光谱不同2.(多选)由玻尔理论可知,下列说法正确的是()A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波B.处于定态的原子,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量C.原子内电子的轨道可能是连续的D.原子的轨道半径越大,原子的能量越大3.一个氢原子中的电子从一半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道,已知ra>rb,则在此过程中()A.原子发出一系列频率的光子B.原子要吸收一系列频率的光子C.原子要吸收某一频率的光子D.原子要辐射某一频率的光子4.(多选)关于太阳光谱,下列说法正确的是()A.太阳光谱是吸收光谱B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素5.(2022河南洛阳高二期中)氢原子的能级图如图所示,如果大量氢原子处在基态,则下列说法正确的是()A.由于氢原子只吸收特定能量的光子,所以能量为12.5eV的光子不会被基态氢原子吸收B.由于氢原子只吸收特定能量的光子,故动能为12.5eV的电子的能量不会被基态氢原子吸收C.能量为14eV的光子不会被基态氢原子吸收D.动能为14eV的电子不会被基态氢原子吸收6.(2022山东枣庄二模)氢原子的能级图如图所示。现有一群处于n=3能级的氢原子,则这群氢原子()A.只可能辐射2种频率的光子B.辐射光子的最大能量为1.89eVC.辐射光子的最大能量为10.2eVD.若被光照射后,发生了电离,则电离氢原子的光子能量至少为1.51eVB级关键能力提升练7.原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子,例如在某种条件下,铬原子从n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子,而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫作俄歇效应,以这种方式脱离原子的电子叫作俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化为En=An2,式中n=1,2,3,…表示不同的能级,A是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是(A.316A B.716A C.1116A D8.一种利用红外线感应控制的紫外线灯,人在时自动切断紫外线灯电源,人离开时自动开启紫外线灯杀菌消毒。已知红外线的光子最高能量是1.61eV,紫外线的光子最低能量是3.11eV,如图所示是氢原子能级示意图,则大量氢原子()A.从n=2跃迁到低能级过程只可能辐射出红外线B.从n=3跃迁到低能级过程不可能辐射出红外线C.从n=4跃迁到低能级过程只可能辐射出紫外线D.从n=5跃迁到低能级过程不可能辐射出紫外线9.(2022江西九江一模)2020年6月23日北斗全球组网卫星的收官之星发射成功,其中“北斗三号”采用星载氢原子钟,通过氢原子的能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图所示,则()A.氢原子由基态跃迁到激发态后,核外电子动能增大,原子的电势能减小B.大量处于n=3激发态的氢原子,向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光子C.用11eV的光子照射,能使处于基态的氢原子跃迁到激发态D.用4eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子,可以使之电离10.(2022山西太原一模)描述氢光谱巴耳末谱线系的公式为1λ=R∞122-1n2,式中n=3,4,5,…,R∞=1.10×107m1。已知可见光的波长范围是4.0×107~7.6×107m,金属钠发生光电效应的极限波长为5.4×A.从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光属于红外线B.从n=5能级跃迁到n=2能级辐射出的光属于紫外线C.从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射钠时能发生光电效应D.从n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射钠时能发生光电效应

4.氢原子光谱和玻尔的原子模型1.B氢原子光谱是线状谱,不是连续谱,故A错误;不同原子的原子光谱是不同的,氢原子光谱是氢原子的特征谱线,故B正确;经典物理学不可以解释氢原子光谱的分立特征,故C错误;不同化合物中的氢的光谱相同,氢原子光谱是氢原子的特征谱线,故D错误。2.BD按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加速度,一定会向外辐射电磁波,很短时间内电子的能量就会消失,与客观事实相矛盾,由玻尔假设可知选项A、C错误,B正确;原子轨道半径越大,原子能量越大,选项D正确。3.D一个氢原子的核外只有一个电子,这个电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间,由某一轨道直接跃迁到另一轨道时,可能的情况只有一种,因为ra>rb,所以电子是从高能级向低能级跃迁,跃迁过程中要辐射光子,故D正确。4.AB太阳是一个高温物体,它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时,会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收,从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱,所以分析太阳光谱可知太阳大气层的物质组成。故A、B正确,C、D错误。5.A根据玻尔理论,氢原子吸收光子可以从低能级跃迁至高能级,光子的能量恰好等于两能级差,如果不等于,则光子不能被吸收,基态与第3能级的能级差为12.09eV,与第4能级的能级差为12.75eV,所以12.5eV的光子不会被吸收,故A正确;氢原子被外来自由电子撞击俘获能量被激发,电子的能量为12.5eV,氢原子最高可跃迁到第3能级,剩余能量可以以动能形式存在,所以,可以被吸收,故B错误;当光子的能量大于13.6eV时,氢原子吸收光子后发生电离,多余的能量作为脱离氢原子后电子的动能,因此,可以被吸收,故C错误;动能为14eV的电子最高可以使氢原子电离,因此,可以被吸收,故D错误。6.D一群处于n=3能级的氢原子,最多可辐射的光子种数为C32=3,故A错误;辐射光子的最大能量为εmax=E3E1=12.09eV,故B、C错误;若被光照射后,发生了电离,则电离氢原子的光子能量至少为εmin=0E3=1.51eV,故7.C铬原子n=2的能级E2=A22=A4,n=1的能级E1=A,所以电子从n=2能级跃迁到n=1的能级释放的能量ΔE=E2E1=34A。又铬原子n=4的能级E4=A42=A16,说明电子从n=4能级跃迁到无穷远能级(E∞=0),即脱离原子需吸收A16的能量,由能量守恒知,该俄歇电子的能量应为Ek=ΔE(E48.B根据能级跃迁公式ΔE=EmEn可知,由于E21=E2E1=3.4eV(13.6eV)=10.2eV>3.11eV,所以从n=2跃迁到低能级过程只可能辐射出紫外线,故A错误;从n=3能级跃迁到n=2能级过程中光子能量最小,由于E32=E3E2=1.89eV>1.61eV,所以从n=3跃迁到低能级过程不可能辐射出红外线,故B正确;由于E43=E4E3=0.66eV<1.61eV,所以从n=4跃迁到低能级过程中可能辐射红外线,故C错误;由于E51=E5E1=13.06eV>3.11eV,所以从n=5跃迁到低能级过程中可能辐射出紫外线,故D错误。9.D氢原子由基态跃迁到激发态后,运动半径变大,核外电子动能减小,原子的电势能增大,故A错误;大量处于n=3激发态的氢原子,向低能级跃迁时可辐射出的光子的频率种类为N=3×(3-1)2=3种,