第十八章 第3节 氢原子光谱
练能力、课后提升
一、选择题
1．(多选)(2018·重庆十八中期末)对原子光谱，下列说法正确的是( )
A．原子光谱是不连续的
B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的
C．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素
解析：选ACD 原子光谱为线状谱；各种原子都有自己的特征谱线，根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成．故选项A、C、D正确，B错误．
2．(2019·深圳检测)关于光谱，下列说法正确的是( )
A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱
B．线状谱由不连续的若干波长的光组成
C．作光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱
D．作光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱
解析：选B 大量原子发出的光谱不一定是连续谱，选项A错误；线状谱只包含特定波长的若干光，选项B正确；作光谱分析一定要用线状谱，既可以是发射光谱，也可以是吸收光谱，选项C、D错误．
3．(多选)有关氢原子光谱的说法正确的是( )
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱线的频率与氢原子的能级差无关
解析：选BC 原子光谱是明线光谱，则A错误，B正确；电子跃迁形成光谱线，光谱线不连续则能级不连续，则C正确；由hν＝Em－En知D错误．
4．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性谱线
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
解析：选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性谱线，故B正确；经典物理学不可以解释氢原子光谱的分立特性，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性谱线，故D错误．
5．以下说法正确的是( )
A．进行光谱分析，可以用连续谱，也可以用吸收光谱
B．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速
C．分析某种物质的化学组成，可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸汽取得吸收光谱进行分析
D．摄下月球的光谱可以分析出月球是由哪些元素组成的
解析：选B 连续谱不能用于光谱分析，故A错误；高温物体发出的白光通过低温物质的蒸汽后形成的吸收光谱与所经过的低温物质有关，故C错误；月球本身不发光，只反射光，故D错误；光谱分析的优点是灵敏、迅速，故B正确．
6．(多选)如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是( )
A．a元素 B．b元素
C．c元素 D．d元素
解析：选BD 将甲光谱和乙光谱对照没有的谱线即是该矿物质中缺少的，故选BD.
7．(多选)对于巴耳末公式＝R的理解，正确的是( )
A．此公式是巴耳末在研究氢原子的光谱特征时发现的
B．公式中n可取任意值，故氢原子的光谱是连续的
C．公式中n只能取不小于3的整数，故氢原子光谱是线状谱
D．该公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱分析
解析：选AC 此公式是巴耳末在研究氢原子光谱时从可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且n只能取大于或等于3的整数，所以波长λ不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱，故A、C选项正确，B、D错误．
8．下列对于氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是( )
A．因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光
B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线
C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线
D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关
解析：选B 氢原子核外只有一个电子，氢原子只能产生一些特殊频率的谱线，即产生一些特殊波长的光，A选项错误；氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线，B选项正确；氢原子光谱是氢原子发射光子时形成的发射光谱，为明亮彩色条纹．光谱都不是连续的，与亮度无关，C选项错误；氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱无关，D选项错误．
9．对于巴耳末公式，下列说法正确的是( )
A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应
B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长
C．巴耳末公式确定了氢原子发光一组谱线的波长，其中既有可见光，又有紫外光
D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长
解析：选C 巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一组谱线的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，故A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它也适用于可见光和紫外光，故B错误，C正确．
10．巴耳末对当时已知的、在可见光区的氢原子光谱的四条谱线进行了分析，发现这些谱线的波长满足公式＝R，式中n＝3,4,5，….在氢原子光谱可见光区，最长波长与最短波长之比为( )
A. B.
C. D.
解析：选D 能够引起人的视觉的可见光波长范围约为400～700 nm，根据巴耳末公式＝R计算可知，巴耳末系的前四条谱线在可见光区，n的取值分别为3,4,5,6.n越小，λ越大，故n＝3时波长最长，λmax＝；n＝6时波长最短，λmin＝，故＝，D正确．
二、非选择题
11．氢原子光谱中有一条谱线在真空中的波长为656.3 nm，这条谱线的频率为多少赫兹？对应于这条谱线的光子能量为多少焦耳？合多少电子伏？
解析：根据公式c＝λν可知，
ν＝＝ Hz＝4.57×1014 Hz
E＝hν＝6.63×10－34×4.57×1014 J＝3.03×10－19 J
E＝ eV＝1.89 eV.
答案：4.57×1014 Hz 3.03×10－19 J 1.89 eV
12．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的两条谱线所对应的n，它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？(R＝1.10×107 m－1)
解析：由巴耳末公式＝R(n＝3,4,5，…)可知，氢原子光谱在可见光范围内波长最长的2条谱线所对应的n应为3、4，
当n＝3时，得λ1＝6.55×10－7 m，
当n＝4时，得λ2＝4.85×10－7 m，
氢原子光谱是分立的线状谱．除了巴耳末系，在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式．
答案：见解析
13．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为＝R(n＝4,5,6，…)，R＝1.10×107 m－1.已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域．
(1)n＝6时，对应的波长为多少？
(2)帕邢系的氢原子光谱谱线对应的波在真空中的波速为多少？n＝6时，传播频率为多大？
解析：(1)根据帕邢系公式＝R
当n＝6时，有λ≈1.09×10－6 m.
(2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c＝3×108 m/s
ν＝＝ Hz≈2.75×1014 Hz.
答案：(1)1.09×10－6 m (2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz
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