4.氫原子光譜和玻爾的原子模型

4.氫原子光譜和玻爾的原子模型A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.氫是自然界中最簡(jiǎn)單的元素,下列關(guān)于氫原子光譜的說(shuō)法正確的是()A.氫原子光譜是連續(xù)譜B.氫原子光譜是氫原子的特征譜線C.經(jīng)典物理學(xué)可以解釋氫原子光譜D.不同化合物中的氫的光譜不同2.(多選)由玻爾理論可知,下列說(shuō)法正確的是()A.電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度,就要向外輻射電磁波B.處于定態(tài)的原子,其電子做變速運(yùn)動(dòng),但它并不向外輻射能量C.原子內(nèi)電子的軌道可能是連續(xù)的D.原子的軌道半徑越大,原子的能量越大3.一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為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,則在此過(guò)程中()A.原子發(fā)出一系列頻率的光子B.原子要吸收一系列頻率的光子C.原子要吸收某一頻率的光子D.原子要輻射某一頻率的光子4.(多選)關(guān)于太陽(yáng)光譜,下列說(shuō)法正確的是()A.太陽(yáng)光譜是吸收光譜B.太陽(yáng)光譜中的暗線,是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的C.根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線,可以分析太陽(yáng)的物質(zhì)組成D.根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線,可以分析地球大氣層中含有哪些元素5.(2022河南洛陽(yáng)高二期中)氫原子的能級(jí)圖如圖所示,如果大量氫原子處在基態(tài),則下列說(shuō)法正確的是()A.由于氫原子只吸收特定能量的光子,所以能量為12.5eV的光子不會(huì)被基態(tài)氫原子吸收B.由于氫原子只吸收特定能量的光子,故動(dòng)能為12.5eV的電子的能量不會(huì)被基態(tài)氫原子吸收C.能量為14eV的光子不會(huì)被基態(tài)氫原子吸收D.動(dòng)能為14eV的電子不會(huì)被基態(tài)氫原子吸收6.(2022山東棗莊二模)氫原子的能級(jí)圖如圖所示。現(xiàn)有一群處于n=3能級(jí)的氫原子,則這群氫原子()A.只可能輻射2種頻率的光子B.輻射光子的最大能量為1.89eVC.輻射光子的最大能量為10.2eVD.若被光照射后,發(fā)生了電離,則電離氫原子的光子能量至少為1.51eVB級(jí)關(guān)鍵能力提升練7.原子從一個(gè)能級(jí)躍遷到一個(gè)較低的能級(jí)時(shí),有可能不發(fā)射光子,例如在某種條件下,鉻原子從n=2能級(jí)上的電子躍遷到n=1能級(jí)上時(shí)并不發(fā)射光子,而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n=4能級(jí)上的電子,使之能脫離原子,這一現(xiàn)象叫作俄歇效應(yīng),以這種方式脫離原子的電子叫作俄歇電子。已知鉻原子的能級(jí)公式可簡(jiǎn)化為En=An2,式中n=1,2,3,…表示不同的能級(jí),A是正的已知常數(shù)。上述俄歇電子的動(dòng)能是(A.316A B.716A C.1116A D8.一種利用紅外線感應(yīng)控制的紫外線燈,人在時(shí)自動(dòng)切斷紫外線燈電源,人離開時(shí)自動(dòng)開啟紫外線燈殺菌消毒。已知紅外線的光子最高能量是1.61eV,紫外線的光子最低能量是3.11eV,如圖所示是氫原子能級(jí)示意圖,則大量氫原子()A.從n=2躍遷到低能級(jí)過(guò)程只可能輻射出紅外線B.從n=3躍遷到低能級(jí)過(guò)程不可能輻射出紅外線C.從n=4躍遷到低能級(jí)過(guò)程只可能輻射出紫外線D.從n=5躍遷到低能級(jí)過(guò)程不可能輻射出紫外線9.(2022江西九江一模)2020年6月23日北斗全球組網(wǎng)衛(wèi)星的收官之星發(fā)射成功,其中“北斗三號(hào)”采用星載氫原子鐘,通過(guò)氫原子的能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的電磁波校準(zhǔn)時(shí)鐘。氫原子的部分能級(jí)結(jié)構(gòu)如圖所示,則()A.氫原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后,核外電子動(dòng)能增大,原子的電勢(shì)能減小B.大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出2種不同頻率的光子C.用11eV的光子照射,能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)D.用4eV的光子照射處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子,可以使之電離10.(2022山西太原一模)描述氫光譜巴耳末譜線系的公式為1λ=R∞122-1n2,式中n=3,4,5,…,R∞=1.10×107m1。已知可見光的波長(zhǎng)范圍是4.0×107~7.6×107m,金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長(zhǎng)為5.4×A.從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光屬于紅外線B.從n=5能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光屬于紫外線C.從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光照射鈉時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)D.從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光照射鈉時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)

4.氫原子光譜和玻爾的原子模型1.B氫原子光譜是線狀譜,不是連續(xù)譜,故A錯(cuò)誤;不同原子的原子光譜是不同的,氫原子光譜是氫原子的特征譜線,故B正確;經(jīng)典物理學(xué)不可以解釋氫原子光譜的分立特征,故C錯(cuò)誤;不同化合物中的氫的光譜相同,氫原子光譜是氫原子的特征譜線,故D錯(cuò)誤。2.BD按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn),電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度,一定會(huì)向外輻射電磁波,很短時(shí)間內(nèi)電子的能量就會(huì)消失,與客觀事實(shí)相矛盾,由玻爾假設(shè)可知選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,B正確;原子軌道半徑越大,原子能量越大,選項(xiàng)D正確。3.D一個(gè)氫原子的核外只有一個(gè)電子,這個(gè)電子在某時(shí)刻只能處在某一個(gè)可能的軌道上,在某段時(shí)間,由某一軌道直接躍遷到另一軌道時(shí),可能的情況只有一種,因?yàn)閞a>rb,所以電子是從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,躍遷過(guò)程中要輻射光子,故D正確。4.AB太陽(yáng)是一個(gè)高溫物體,它發(fā)出的白光通過(guò)溫度較低的太陽(yáng)大氣層時(shí),會(huì)被太陽(yáng)大氣層中的某些元素的原子吸收,從而使我們觀察到的太陽(yáng)光譜是吸收光譜,所以分析太陽(yáng)光譜可知太陽(yáng)大氣層的物質(zhì)組成。故A、B正確,C、D錯(cuò)誤。5.A根據(jù)玻爾理論,氫原子吸收光子可以從低能級(jí)躍遷至高能級(jí),光子的能量恰好等于兩能級(jí)差,如果不等于,則光子不能被吸收,基態(tài)與第3能級(jí)的能級(jí)差為12.09eV,與第4能級(jí)的能級(jí)差為12.75eV,所以12.5eV的光子不會(huì)被吸收,故A正確;氫原子被外來(lái)自由電子撞擊俘獲能量被激發(fā),電子的能量為12.5eV,氫原子最高可躍遷到第3能級(jí),剩余能量可以以動(dòng)能形式存在,所以,可以被吸收,故B錯(cuò)誤;當(dāng)光子的能量大于13.6eV時(shí),氫原子吸收光子后發(fā)生電離,多余的能量作為脫離氫原子后電子的動(dòng)能,因此,可以被吸收,故C錯(cuò)誤;動(dòng)能為14eV的電子最高可以使氫原子電離,因此,可以被吸收,故D錯(cuò)誤。6.D一群處于n=3能級(jí)的氫原子,最多可輻射的光子種數(shù)為C32=3,故A錯(cuò)誤;輻射光子的最大能量為εmax=E3E1=12.09eV,故B、C錯(cuò)誤;若被光照射后,發(fā)生了電離,則電離氫原子的光子能量至少為εmin=0E3=1.51eV,故7.C鉻原子n=2的能級(jí)E2=A22=A4,n=1的能級(jí)E1=A,所以電子從n=2能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)釋放的能量ΔE=E2E1=34A。又鉻原子n=4的能級(jí)E4=A42=A16,說(shuō)明電子從n=4能級(jí)躍遷到無(wú)窮遠(yuǎn)能級(jí)(E∞=0),即脫離原子需吸收A16的能量,由能量守恒知,該俄歇電子的能量應(yīng)為Ek=ΔE(E48.B根據(jù)能級(jí)躍遷公式ΔE=EmEn可知,由于E21=E2E1=3.4eV(13.6eV)=10.2eV>3.11eV,所以從n=2躍遷到低能級(jí)過(guò)程只可能輻射出紫外線,故A錯(cuò)誤;從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)過(guò)程中光子能量最小,由于E32=E3E2=1.89eV>1.61eV,所以從n=3躍遷到低能級(jí)過(guò)程不可能輻射出紅外線,故B正確;由于E43=E4E3=0.66eV<1.61eV,所以從n=4躍遷到低能級(jí)過(guò)程中可能輻射紅外線,故C錯(cuò)誤;由于E51=E5E1=13.06eV>3.11eV,所以從n=5躍遷到低能級(jí)過(guò)程中可能輻射出紫外線,故D錯(cuò)誤。9.D氫原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后,運(yùn)動(dòng)半徑變大,核外電子動(dòng)能減小,原子的電勢(shì)能增大,故A錯(cuò)誤;大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出的光子的頻率種類為N=3×(3-1)2=3種,