2025年大學(xué)《化學(xué)》專業(yè)題庫——化學(xué)原子結(jié)構(gòu)及其對性質(zhì)的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題只有一個選項符合題意。）1.根據(jù)玻爾理論，氫原子電子從n=3能級躍遷到n=2能級時，發(fā)射光子的能量（）。A.大于從n=4能級躍遷到n=2能級時發(fā)射的光子能量B.小于從n=4能級躍遷到n=2能級時發(fā)射的光子能量C.等于從n=4能級躍遷到n=3能級時發(fā)射的光子能量D.無法比較2.下列原子或離子的電子排布式屬于錯誤的是（）。A.Na?:1s22s22p?B.Mg:[Ne]3s2C.Al:1s22s22p?3s23p1D.Si??:[Ne]3s23p?3.在多電子原子中，決定電子能量高低的主要因素是（）。A.主量子數(shù)nB.角量子數(shù)lC.磁量子數(shù)mD.自旋量子數(shù)ms4.下列元素中，第一電離能最小的是（）。A.BeB.BC.CD.N5.下列元素中，電負(fù)性最大的是（）。A.OB.FC.NeD.Cl6.下列性質(zhì)中，不屬于原子核性質(zhì)的是（）。A.原子質(zhì)量B.半衰期C.化學(xué)鍵強(qiáng)度D.放射性7.根據(jù)構(gòu)造原理、洪特規(guī)則和泡利原理，下列原子軌道表示式中，正確的是（）。（注：此處為文字描述軌道表示式，無圖形）A.2p軌道：↑↓B.3d軌道：↑↓↑C.4s軌道：↑↑D.4p軌道：↑↓↑↓8.原子半徑的大小主要取決于（）。A.原子核的電荷數(shù)B.原子核的質(zhì)量數(shù)C.核外電子層數(shù)D.核外電子排布方式9.元素周期表中，同一周期從左到右，元素的第一電離能呈現(xiàn)遞增趨勢，但存在反常現(xiàn)象，主要是由于（）。A.原子半徑逐漸減小B.核電荷數(shù)逐漸增加C.d或f軌道電子開始填充D.元素的金屬性逐漸減弱10.下列關(guān)于同位素的敘述，正確的是（）。A.同位素是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子B.同位素的化學(xué)性質(zhì)完全相同，物理性質(zhì)也完全相同C.同位素的質(zhì)量數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)D.同位素在自然界中不存在二、填空題（每空2分，共30分。）1.描述原子中電子運動狀態(tài)所需的四個量子數(shù)是__________、__________、__________和__________。2.玻爾模型成功地解釋了氫原子光譜，其核心思想是將電子限制在特定的__________上運動，并只能吸收或輻射能量等于能級差的__________。3.原子核由__________和__________組成，其中質(zhì)子數(shù)決定原子的__________，中子數(shù)決定原子的__________。4.填寫下列元素原子的核外電子排布式或離子符號：Si:__________;S2?:__________;Fe2?:__________;Kr:__________5.根據(jù)洪特規(guī)則，在等價p軌道上，電子將優(yōu)先占據(jù)__________態(tài)；在等價d軌道上，半充滿（__________）和全充滿（__________）的構(gòu)型比其他構(gòu)型更穩(wěn)定。6.元素周期表中，從左到右，元素的金屬性逐漸__________，非金屬性逐漸__________；從上到下，主族元素的金屬性逐漸__________，非金屬性逐漸__________。7.放射性元素經(jīng)歷一次α衰變，其原子序數(shù)減少__________，質(zhì)量數(shù)減少__________；經(jīng)歷一次β?衰變，其原子序數(shù)增加__________，質(zhì)量數(shù)__________（不變/增加/減少）。三、簡答題（每小題5分，共15分。）1.簡述量子數(shù)n=3時，原子中核外電子可能有的原子軌道類型及其空間形狀。2.解釋為什么同一周期中，雖然核電荷數(shù)增加，但從左到右原子半徑總體上卻逐漸減小。3.簡述電離能的概念，并說明為什么第一電離能存在周期性變化？四、計算題（每小題10分，共20分。）1.某元素的原子核經(jīng)過一次α衰變和兩次β?衰變后，變成另一種元素的原子核，該原子核的質(zhì)量數(shù)減少了26，原子序數(shù)增加了3。求原元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)。2.已知氫原子的基態(tài)電子排布式為1s1。根據(jù)玻爾理論，計算氫原子電子從n=5能級躍遷到n=2能級時，所發(fā)射光子的頻率（需寫出計算過程和公式，無需數(shù)值結(jié)果）。五、論述題（10分。）試結(jié)合原子結(jié)構(gòu)理論（包括核外電子排布、原子半徑、電離能、電負(fù)性等），闡述元素周期表中元素性質(zhì)周期性變化的主要規(guī)律及其原因。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.A4.A5.B6.C7.B8.C9.C10.A二、填空題1.主量子數(shù)；角量子數(shù)；磁量子數(shù)；自旋量子數(shù)2.軌道；光子3.質(zhì)子；中子；種類；質(zhì)量數(shù)4.1s22s22p?3s23p2；1s22s22p?；[Ar]3d?；[Ar]3d1?4s25.單電子；d?；d1?6.增強(qiáng)；增強(qiáng)；增強(qiáng)；減弱7.2；4；1；不變?nèi)?、簡答題1.當(dāng)n=3時，角量子數(shù)l可以取0,1,2，分別對應(yīng)s,p,d三種原子軌道類型。s軌道是球形對稱的，p軌道是啞鈴形對稱的，d軌道具有更復(fù)雜的空間形狀（如花瓣形）。2.隨著原子序數(shù)的增加，原子核的正電荷數(shù)增加，核對核外電子的吸引力增強(qiáng)。雖然電子層數(shù)增加會增大原子半徑，但核對外層電子的吸引力增強(qiáng)的效果更為顯著，導(dǎo)致原子半徑總體上呈減小趨勢。3.電離能是指從氣態(tài)原子（或離子）中移走一個電子所需的能量。隨著原子序數(shù)的增加，原子核對核外電子的吸引力增強(qiáng)，移走電子所需的能量越多，電離能越大。但周期性變化是由于電子排布的周期性變化引起的。例如，當(dāng)電子填滿一個電子層或亞層時，該層電子更穩(wěn)定，移走電子需要更多能量，導(dǎo)致電離能反常升高。四、計算題1.設(shè)原元素原子序數(shù)為Z，質(zhì)量數(shù)為A。α衰變：Z→Z-2，A→A-4β?衰變：Z-2→Z-1，A-4→A-4經(jīng)歷一次α衰變和兩次β?衰變后：Z-1，A-6根據(jù)題意：A-6=A-26，Z-1=Z+3解得：A=30，Z=28原元素原子序數(shù)為28，質(zhì)量數(shù)為30，為鎳（Ni）。（計算過程：設(shè)衰變前為Z,A；衰變后為Z',A'。根據(jù)兩次衰變方程：Z'=Z-2-1=Z-3；A'=A-4-0=A-4。結(jié)合題意A'=A-26，Z'=Z+3。代入求解A和Z。）2.根據(jù)玻爾理論，氫原子能級E_n=-13.6/n2(單位eV)。能量差ΔE=E_2-E_5=(-13.6/22)-(-13.6/52)=(-13.6/4)+(13.6/25)=-13.6*(1/4-1/25)eVΔE=-13.6*[(25-4)/100]eV=-13.6*[21/100]eV=-2.856eV光子頻率ν=ΔE/h，其中h為普朗克常數(shù)(h=4.135667696×10?1?eV·s)。ν=-2.856/(4.135667696×10?1?)s?1≈6.91×101?s?1（解析思路：利用玻爾公式計算n=2和n=5能級的能量，求出能級差ΔE。根據(jù)E=hν，計算發(fā)射光子的頻率ν。）五、論述題元素周期表中，隨著原子序數(shù)的增加（從左到右或從上到下），原子核外電子排布呈周期性變化，導(dǎo)致原子半徑、電離能、電負(fù)性等性質(zhì)也呈現(xiàn)周期性變化規(guī)律。主要原因在于原子核外電子排布遵循構(gòu)造原理、泡利原理和洪特規(guī)則，當(dāng)電子層和亞層逐漸填滿或填滿后再開始新的層或亞層時，元素性質(zhì)的周期性轉(zhuǎn)折就會出現(xiàn)。具體表現(xiàn)為：1.原子半徑：從左到右，隨核電荷數(shù)增加，核對電子吸引力增強(qiáng)，原子半徑減?。粡纳系较?，電子層數(shù)增加，原子半徑增大。2.