《第四节 搭建原子结构模型》（同步训练）初中化学九年级上册-北京版-2024-2025学年

《第四节搭建原子结构模型》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有12小题，每小题3分，共36分）1、下列关于原子的描述中，正确的是：A.原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，质子带负电，中子不带电。B.原子核外的电子按一定能量分层排列，不同层的电子能量不同。C.原子的质子数等于中子数，原子核内的质子数等于核外电子数。D.原子核是由电子和质子组成的。2、在原子结构模型中，以下哪个说法是正确的？A.电子的质量远小于质子和中子的质量。B.质子和中子的质量相等。C.原子核是由电子和质子构成的。D.原子的质量主要集中在原子核上。3、下列关于原子结构模型的描述中，正确的是：A.汤姆森的“葡萄干布丁模型”认为电子是均匀分布在带正电的球体中。B.卢瑟福的α粒子散射实验结果表明，原子中的正电荷和大部分质量集中在原子的外层。C.汤姆森的“葡萄干布丁模型”认为原子中的正电荷和负电荷是均匀分布的。D.卢瑟福的原子模型认为电子像行星一样绕着原子核旋转。4、根据波尔理论，下列关于氢原子电子运动的描述中，正确的是：A.电子在氢原子中可以沿任意轨道运动。B.电子在氢原子中只能沿特定轨道运动，并且这些轨道的半径是固定的。C.电子在氢原子中只能沿特定轨道运动，但轨道的半径可以随时间改变。D.电子在氢原子中只能沿特定轨道运动，并且这些轨道的半径可以随时间改变。5、下列关于原子结构的描述，正确的是（）A.原子由原子核和核外电子构成B.原子核内只有质子，没有中子C.原子的质子数等于中子数D.原子核带正电，核外电子带负电6、根据原子结构模型，下列说法正确的是（）A.原子核的半径小于核外电子轨道的半径B.原子的电子层越多，其电子的轨道半径越小C.原子的电子层数越多，其原子核的半径越大D.原子的电子层数越多，其原子核的电荷数越多7、下列关于原子结构模型的描述，正确的是：A.原子核由质子和中子组成，核外电子在原子核外作圆周运动。B.原子核由质子和电子组成，核外电子在原子核外作椭圆运动。C.原子核由中子和电子组成，核外电子在原子核外作螺旋运动。D.原子核由质子和中子组成，核外电子在原子核外作随机运动。8、下列关于原子结构的实验现象，能够直接证明原子核内存在质子的是：A.铀原子核被α粒子轰击后，产生了具有放射性的钚原子核。B.氢原子光谱线在通过紫色光栅后，发生了衍射现象。C.锂原子核在吸收能量后，发射出一个电子。D.氦原子核与碳原子核发生核反应，生成了氧原子核。9、在原子结构模型中，原子核由质子和中子组成，而电子则围绕原子核运动。以下关于电子性质的描述，正确的是：A.电子的质量比质子小，但电荷量比质子大。B.电子带有负电荷，但它们的运动轨迹是直线。C.电子在原子核外按照一定的能级分布，每个能级上的电子数有限。D.电子的移动速度和方向在原子中是完全随机的。10、以下关于原子结构的描述，不正确的是：A.原子的质子数等于原子的电子数，因此原子是电中性的。B.原子核中的质子数决定了元素的化学性质。C.同位素是指质子数相同但中子数不同的原子。D.原子中的电子总是以固定的速度围绕原子核运动。11、下列关于原子结构模型的描述，错误的是：A.卢瑟福提出了原子核式结构模型。B.汤姆孙提出了“葡萄干面包”模型。C.波尔提出了电子层模型。D.量子力学提出了电子云模型。12、下列关于电子云的描述，正确的是：A.电子云是真实存在的，可以直观地观察。B.电子云是电子在空间中分布的概率分布。C.电子云的密度表示电子出现的概率大小。D.电子云的形状与原子的化学性质无关。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题3分，共9分）1、下列关于原子结构模型的描述中，正确的是：A.原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。B.原子核的体积相对于整个原子来说非常小，但几乎集中了原子的全部质量。C.电子在原子核外按照一定的能级进行运动，每个能级上可以容纳一定数量的电子。D.原子结构模型的变化反映了科学家对原子结构的不断认识和发展。2、以下关于原子结构模型的实验中，哪些实验可以用来验证原子结构模型？A.通过α粒子散射实验观察原子核的大小和结构。B.通过质谱仪分析同位素的质量和相对原子质量。C.通过光谱分析确定电子在原子中的能级分布。D.通过核磁共振实验研究电子的自旋和轨道角动量。3、下列关于原子结构模型的描述，正确的是：A.氢原子的原子核内只有一个质子，核外只有一个电子。B.原子核由质子和中子组成，电子在核外绕核运动。C.原子核的体积非常小，但是质量几乎等于整个原子的质量。D.电子云是描述电子在原子核周围分布的一种模型。三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分）第一题：请简述汤姆生提出“葡萄干布丁模型”的实验依据和模型的基本特征。第二题：在卢瑟福的α粒子散射实验中，为什么绝大多数α粒子能够穿过金箔而没有发生大角度偏转？第三题：请简述卢瑟福的α粒子散射实验的基本原理，并解释该实验如何导致了对原子结构的重新认识。第四题：请简述卢瑟福的α粒子散射实验的主要过程、实验结果以及由此提出的原子核式结构模型。四、计算题（5分）某原子的核外电子排布为2,8,1，请计算该原子在化学反应中可能形成的化合价，并解释原因。五、综合题（本大题有2小题，每小题10分，共20分）第一题：根据下列原子的电子排布，判断它们分别属于哪个元素周期表中的哪个族，并简述理由。A.1s²2s²2p⁶3s²3p⁶B.1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²C.1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶D.1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰第二题：已知某元素的原子序数为12，请根据原子结构模型的相关知识，回答以下问题：（1）该元素原子的核外电子层数是多少？（2）该元素原子的核外最外层电子数是多少？（3）该元素在周期表中位于第几周期、第几族？《第四节搭建原子结构模型》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有12小题，每小题3分，共36分）1、下列关于原子的描述中，正确的是：A.原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，质子带负电，中子不带电。B.原子核外的电子按一定能量分层排列，不同层的电子能量不同。C.原子的质子数等于中子数，原子核内的质子数等于核外电子数。D.原子核是由电子和质子组成的。答案：B解析：选项A中，质子带正电，中子不带电；选项C中，原子的质子数不一定等于中子数；选项D中，原子核是由质子和中子组成的，而不是由电子和质子组成。因此，选项B正确，原子核外的电子按一定能量分层排列，不同层的电子能量不同。2、在原子结构模型中，以下哪个说法是正确的？A.电子的质量远小于质子和中子的质量。B.质子和中子的质量相等。C.原子核是由电子和质子构成的。D.原子的质量主要集中在原子核上。答案：AD解析：选项A正确，因为电子的质量约为质子和中子质量的1/1836，所以电子的质量远小于质子和中子的质量；选项B错误，因为质子和中子的质量并不相等；选项C错误，因为原子核是由质子和中子构成的，而不是由电子和质子构成；选项D正确，因为原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量相对较小。因此，选项AD正确。3、下列关于原子结构模型的描述中，正确的是：A.汤姆森的“葡萄干布丁模型”认为电子是均匀分布在带正电的球体中。B.卢瑟福的α粒子散射实验结果表明，原子中的正电荷和大部分质量集中在原子的外层。C.汤姆森的“葡萄干布丁模型”认为原子中的正电荷和负电荷是均匀分布的。D.卢瑟福的原子模型认为电子像行星一样绕着原子核旋转。答案：A解析：汤姆森的“葡萄干布丁模型”确实认为电子是均匀分布在带正电的球体中，这是对该模型的一个准确描述。卢瑟福的α粒子散射实验表明原子中的正电荷和大部分质量集中在原子核中，而不是外层。因此，B、C、D选项都是错误的。4、根据波尔理论，下列关于氢原子电子运动的描述中，正确的是：A.电子在氢原子中可以沿任意轨道运动。B.电子在氢原子中只能沿特定轨道运动，并且这些轨道的半径是固定的。C.电子在氢原子中只能沿特定轨道运动，但轨道的半径可以随时间改变。D.电子在氢原子中只能沿特定轨道运动，并且这些轨道的半径可以随时间改变。答案：B解析：根据波尔理论，电子在氢原子中只能沿特定轨道运动，这些轨道的半径是固定的，且每个轨道对应一个特定的能量水平。电子不能处于两个能量水平之间的状态。因此，选项B是正确的。选项A、C和D都与波尔理论不符。5、下列关于原子结构的描述，正确的是（）A.原子由原子核和核外电子构成B.原子核内只有质子，没有中子C.原子的质子数等于中子数D.原子核带正电，核外电子带负电答案：A解析：原子的基本结构是由原子核和核外电子构成的，原子核带正电，由质子和中子组成，核外电子带负电。因此，A选项正确。B选项错误，因为原子核内既有质子也有中子；C选项错误，原子的质子数和中子数不一定相等；D选项虽然描述了电荷分布，但并未完全描述原子结构的全部内容，因此不是最佳选项。6、根据原子结构模型，下列说法正确的是（）A.原子核的半径小于核外电子轨道的半径B.原子的电子层越多，其电子的轨道半径越小C.原子的电子层数越多，其原子核的半径越大D.原子的电子层数越多，其原子核的电荷数越多答案：A解析：根据原子结构模型，原子核位于原子的中心，其半径远小于核外电子轨道的半径，因此A选项正确。B选项错误，电子层数越多，电子的轨道半径实际上越大；C选项错误，原子核的半径与电子层数无直接关系；D选项错误，原子核的电荷数由质子数决定，与电子层数无直接关系。7、下列关于原子结构模型的描述，正确的是：A.原子核由质子和中子组成，核外电子在原子核外作圆周运动。B.原子核由质子和电子组成，核外电子在原子核外作椭圆运动。C.原子核由中子和电子组成，核外电子在原子核外作螺旋运动。D.原子核由质子和中子组成，核外电子在原子核外作随机运动。答案：A解析：根据现代原子理论，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，而核外电子带负电，在原子核外作近似圆周运动。因此，选项A正确。8、下列关于原子结构的实验现象，能够直接证明原子核内存在质子的是：A.铀原子核被α粒子轰击后，产生了具有放射性的钚原子核。B.氢原子光谱线在通过紫色光栅后，发生了衍射现象。C.锂原子核在吸收能量后，发射出一个电子。D.氦原子核与碳原子核发生核反应，生成了氧原子核。答案：C解析：在选项C中，锂原子核吸收能量后发射出一个电子，这个电子就是从原子核中的一个质子转化而来，这个过程被称为β衰变。因此，这个实验现象直接证明了原子核内存在质子。其他选项描述的现象不能直接证明原子核内存在质子。9、在原子结构模型中，原子核由质子和中子组成，而电子则围绕原子核运动。以下关于电子性质的描述，正确的是：A.电子的质量比质子小，但电荷量比质子大。B.电子带有负电荷，但它们的运动轨迹是直线。C.电子在原子核外按照一定的能级分布，每个能级上的电子数有限。D.电子的移动速度和方向在原子中是完全随机的。答案：C解析：电子确实带有负电荷，且在原子核外按照一定的能级分布，每个能级上最多可以容纳一定数量的电子。根据量子力学原理，电子在原子中的运动轨迹并不是直线，而是概率云。选项A错误，因为电子的质量比质子小得多，但电荷量比质子小。选项B错误，电子的运动轨迹是量子化的，不是直线的。选项D错误，电子的运动受到量子力学规律的限制，不是完全随机的。10、以下关于原子结构的描述，不正确的是：A.原子的质子数等于原子的电子数，因此原子是电中性的。B.原子核中的质子数决定了元素的化学性质。C.同位素是指质子数相同但中子数不同的原子。D.原子中的电子总是以固定的速度围绕原子核运动。答案：D解析：选项A正确，因为在中性原子中，质子的正电荷和电子的负电荷数量相等，因此原子整体不带电。选项B正确，元素的化学性质主要由其最外层电子的排布决定，而最外层电子的数量由原子核中的质子数决定。选项C正确，同位素是指具有相同质子数但中子数不同的原子。选项D错误，电子在原子中的运动并不是以固定的速度围绕原子核运动，而是以概率云的形式存在，且受到量子力学规律的约束。11、下列关于原子结构模型的描述，错误的是：A.卢瑟福提出了原子核式结构模型。B.汤姆孙提出了“葡萄干面包”模型。C.波尔提出了电子层模型。D.量子力学提出了电子云模型。答案：C解析：卢瑟福的原子核式结构模型认为原子由一个小而重的原子核和围绕原子核运动的电子组成。汤姆孙的“葡萄干面包”模型认为电子嵌在带正电的“面包”中。量子力学提出了电子云模型，描述电子在原子中的概率分布。波尔提出了电子层模型，认为电子在不同的能级上绕原子核运动，但这个描述不是错误的，因此C选项描述错误。正确答案应为C。12、下列关于电子云的描述，正确的是：A.电子云是真实存在的，可以直观地观察。B.电子云是电子在空间中分布的概率分布。C.电子云的密度表示电子出现的概率大小。D.电子云的形状与原子的化学性质无关。答案：B、C解析：电子云是电子在原子核外空间中的概率分布，不是真实存在的，因此A选项错误。B选项正确，因为电子云描述了电子在空间中的概率分布。C选项正确，因为电子云的密度表示电子在该区域内出现的概率大小。D选项错误，因为电子云的形状与原子的化学性质有关，例如s轨道电子云为球形，p轨道电子云为哑铃形。正确答案为B、C。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题3分，共9分）1、下列关于原子结构模型的描述中，正确的是：A.原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。B.原子核的体积相对于整个原子来说非常小，但几乎集中了原子的全部质量。C.电子在原子核外按照一定的能级进行运动，每个能级上可以容纳一定数量的电子。D.原子结构模型的变化反映了科学家对原子结构的不断认识和发展。答案：ABCD解析：A选项正确，原子确实由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。B选项正确，原子核的体积很小，但质量几乎集中在原子核上。C选项正确，电子在核外按照能级分布，每个能级有特定的电子容纳能力。D选项正确，原子结构模型的变化确实反映了科学家对原子结构的认知不断深化。因此，所有选项都是正确的。2、以下关于原子结构模型的实验中，哪些实验可以用来验证原子结构模型？A.通过α粒子散射实验观察原子核的大小和结构。B.通过质谱仪分析同位素的质量和相对原子质量。C.通过光谱分析确定电子在原子中的能级分布。D.通过核磁共振实验研究电子的自旋和轨道角动量。答案：AC解析：A选项正确，α粒子散射实验可以用来验证原子核的存在和大小。B选项不正确，质谱仪主要用于分析同位素的质量，不直接验证原子结构模型。C选项正确，光谱分析可以揭示电子在原子中的能级分布，从而验证原子结构模型。D选项不正确，核磁共振实验主要用于研究物质的磁性，不直接用于验证原子结构模型。因此，正确答案是A和C。3、下列关于原子结构模型的描述，正确的是：A.氢原子的原子核内只有一个质子，核外只有一个电子。B.原子核由质子和中子组成，电子在核外绕核运动。C.原子核的体积非常小，但是质量几乎等于整个原子的质量。D.电子云是描述电子在原子核周围分布的一种模型。答案：ABCD解析：选项A描述了氢原子的结构，氢原子核内只有一个质子，核外只有一个电子，这是正确的。选项B描述了原子的基本结构，原子核由质子和中子组成，电子在核外绕核运动，这也是正确的。选项C说明了原子核的体积和质量的关系，原子核的体积非常小，但是质量几乎等于整个原子的质量，这也是正确的。选项D提到了电子云的概念，电子云是描述电子在原子核周围分布的一种模型，这也是正确的。因此，所有选项都是正确的。三、简答题（本大题有4小题，每小题5分，共20分）第一题：请简述汤姆生提出“葡萄干布丁模型”的实验依据和模型的基本特征。答案：汤姆生提出“葡萄干布丁模型”的实验依据是汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，即原子内部存在带负电的粒子。模型的基本特征如下：原子由带负电的电子和带正电的物质组成；带正电的物质均匀分布在整个原子内部，类似于布丁；电子像葡萄干一样镶嵌在带正电的物质中，形成类似于葡萄干的布丁结构。解析：本题考查汤姆生提出的“葡萄干布丁模型”的实验依据和模型的基本特征。通过了解汤姆生的实验和模型，学生可以认识到原子结构的演变过程，以及不同模型之间的联系和区别。解题时，学生需要准确描述实验依据和模型的基本特征，注意区分模型中带电粒子的分布和作用。第二题：在卢瑟福的α粒子散射实验中，为什么绝大多数α粒子能够穿过金箔而没有发生大角度偏转？答案：α粒子散射实验中，绝大多数α粒子能够穿过金箔而没有发生大角度偏转的原因是：原子的质量和正电荷主要集中在原子核上，而原子核的体积相对于整个原子来说非常小。由于原子核体积小，绝大多数α粒子在穿过原子时，与原子核之间的距离较大，相互作用力很小，因此没有发生显著偏转。α粒子带正电，而原子核也带正电，根据电荷之间的相互作用规律，同性电荷相互排斥，但由于α粒子与原子核之间的距离较大，排斥力不足以导致α粒子发生大角度偏转。解析：卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，即原子由一个带正电的原子核和围绕原子核运动的电子组成。在这个模型中，原子核的体积虽然很小，但占据了原子中心的大部分空间，且由于原子核带有正电荷，会对接近的α粒子产生强烈的库仑排斥力。然而，由于α粒子具有较大的质量和动量，当它们以较高的速度穿过原子时，只有在非常接近原子核的情况下，才会受到足够的库仑力产生大角度偏转。绝大多数α粒子在穿过原子时，与原子核的距离较大，因此所受的库仑力不足以使其发生大角度偏转，从而绝大多数α粒子能够穿过金箔。这一实验结果为原子核式结构模型提供了重要的实验证据。第三题：请简述卢瑟福的α粒子散射实验的基本原理，并解释该实验如何导致了对原子结构的重新认识。答案：卢瑟福的α粒子散射实验的基本原理如下：实验装置：卢瑟福将α粒子源、金箔和荧光屏依次排列成实验装置。α粒子源发射出高速的α粒子，这些α粒子带正电荷。实验过程：当α粒子射向金箔时，大部分α粒子穿过金箔，但有一部分α粒子发生了较大角度的偏转，甚至有少数α粒子几乎沿着原方向返回。解析：卢瑟福的α粒子散射实验导致了对原子结构的重新认识，主要表现在以下几个方面：实验结果与汤姆孙的“葡萄干布丁模型”不符：在汤姆孙的模型中，原子被视为一个均匀带正电的球体，电子像葡萄干一样嵌在其中。然而，根据α粒子散射实验的结果，大多数α粒子几乎不发生偏转，说明原子内部存在一个体积很小但质量和正电荷集中的区域，即原子核。原子核的存在：实验中α粒子发生较大角度偏转甚至反弹，说明原子核带正电荷，且体积远小于整个原子。这导致了对原子结构的重新认识，即原子由一个带正电的原子核和围绕它旋转的电子组成。原子核的结构：实验结果表明，原子核中的正电荷并非均匀分布，而是集中在原子核的中心区域，形成了核子（质子和中子）。综上所述，卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核的存在，并对原子结构有了更深入的认识。第四题：请简述卢瑟福的α粒子散射实验的主要过程、实验结果以及由此提出的原子核式结构模型。答案：卢瑟福的α粒子散射实验主要过程如下：将一束经过加速的α粒子射向一片薄金箔。α粒子通过金箔后，被放置在金箔后方的荧光屏或感光底片记录下α粒子的轨迹。实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，其轨迹几乎不发生改变。部分α粒子发生小角度偏转。极少数α粒子发生大角度偏转，甚至几乎沿着原路返回。由此提出的原子核式结构模型：原子中心存在一个带正电的原子核，核外存在绕核运动的电子。原子核体积很小，但质量很大，几乎集中了原子全部的质量。电子在原子核外的空间内做高速运动，其质量相对于原子核来说可以忽略不计。解析：卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，该模型认为原子由一个带正电的原子核和绕核运动的电子组成。实验结果证明了原子核的存在，并对原子结构的研究产生了深远影响。这一实验也为后来的量子力学奠定了基础。四、计算题（5分）某原子的核外电子排布为2,8,1，请计算该原子在化学反应中可能形成的化合价，并解释原因。答案：该原子可能形成的化合价为+1或-1。解析：根据题目给出的电子排布，该原子最外层有1个电子。在化学反应中，原子倾向于失去或获得电子以达到稳定的电子排布，即最外层电子数为8（满足八隅体规则）。如果该原子失去最外层的1个电子，则电子排布变为2,8，达到了稳定的电子排布，因此可能形成+1价的化合物。例如，钠（Na）原子失去1个电子后，形成Na+离子，与氯（Cl）原子结合形成NaCl。如果该原子获得1个电子，则电子排布变为2,8,8，同样达到了稳定的电子排布，因此也可能形成-1价的化合物。例如，氯（Cl）原子获得1个电子后，形成Cl-离子，与钠（Na）原子结合形成NaCl。综上所述，该原子在化学反应中可能形成