第一章 原子结构与性质 达标练习题（含解析） 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 达标练习题
一、单选题
1．若某原子的外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是（　　）
A．该元素位于周期表中第五周期IIIB族
B．该元素原子价电子数为2个
C．该元素为非金属元素
D．该元素原子N能层共有8个电子
2．在下面的电子构型中，通常第一电离能最小的原子具有哪一种构型(　　)
A．ns2np3 B．ns2np4 C．ns2np5 D．ns2np6
3．电子亚层2p的三个轨道之间具有不同的（　　）
A．能量 B．形状
C．空间伸展方向 D．可容纳电子数
4．化学与人类生产、生活密切相关。下列说法错误的是（　　）
A．烟花燃放、霓虹灯发光等现象均与电子跃迁有关
B．热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强
C．可作为造影剂用于X射线检查胃肠道疾病
D．将硬水加热或向其中加入均可以降低硬水中、的浓度
5．下列有关电子云的叙述中，正确的是(　　)
A．电子云形象地表示了电子在核外某处单位体积内出现的概率
B．电子云直观地表示了核外电子的数目
C．1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零
D．电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾
6．同周期有下列电子排布式的原子中，第一电离能最小的是（　　）
A．ns2np3 B．ns2np4 C．ns2np5 D．ns2np6
7．四种元素的基态原子的价电子排布图如下，下列说法中正确的是（　　）
①②③④
A．原子半径：③＞④＞②＞① B．未成对电子数：①=④＞③＞②
C．电负性：②＞①＞④＞③ D．第一电离能：②＞①＞③＞④
8．下列说法不正确的是（　　）
A．和轨道均为哑铃形
B．从空间角度看，轨道比轨道大，其空间包含了轨道
C．用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱即为原子光谱
D．整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定
9．磷原子核外3p亚层中的电子，不相同的是（　　）
A．电子云伸展方向 B．电子云形状
C．能量 D．自旋方向
10．一定条件下，乙烯(CH2=CH2)可与HCl反应生成氯乙烷(CH3CH2Cl)。下列说法不正确的是（　　）
A．HCl分子中的σ键为s-sσ键
B．乙烯分子中总共有5个σ键和1个π键
C．氯乙烷中碳原子均采用sp3杂化
D．碳碳双键中的π键键能比σ键的小，易断裂，因此乙烯易发生加成反应
11．下列说法正确的是(　　)
A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量相等
C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
D．各能层含有的能级数为n(n为能层序数)
12．已知 As元素的部分信息如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．H3AsO4和H3PO4都能与NaOH溶液反应生成相应的盐
B．热稳定性：AsH3、H2S、HCl逐渐增强
C．As的一种核素表示为 ，中子数为40
D．原子半径由大到小的顺序：As、Cl、Si
13．下列说法不正确的是（　　）
A．p-p π键电子云轮廓图：
B．基态铜原子的价层电子排布图：
C．的离子结构示意图为：
D．某原子核外电子排布式为，它违背了泡利原理
14．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，W与Y同主族；X是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是（　　）
A．原子半径：X>Y>W
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y>W
C．X、Y的常见氧化物均能与NaOH溶液反应
D．化合物WZ2中各原子均满足鼓外层8电子稳定结构
15．原子序数小于 18 的元素 X，其原子最外层中未成对电子数最多，含这种元素的阴离子可能是（　　）
A． B． C． D．
16．气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是（　　）
A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D．1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1
17． 、 是短周期的两种主族元素，它们的逐级电离能（ ）数据如下表所示：
电离能（ ） ……
496 4562 6912 9543 13353 ……
738 1451 7733 10540 13630 ……
下列有关说法正确的是（　　）
A． 的最外层电子数为3 B．与水反应剧烈程度：
C． 的最高化合价为 D．电负性：
18．以下对核外电子运动状态的描述正确的是（　　）
A．电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转
B．能量低的电子只能在s轨道上运动，能量高的电子总是在f轨道上运动
C．能层序数越大，s原子轨道的半径越大
D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同
19．下列叙述中，正确的是（　　）
A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布式
C．两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素
D．阴离子的核外电子排布与上一周期稀有气体元素原子核外电子排布相同
20．量子点的发现和合成掀开了元素周期表研究的新视角．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的元素，W的一种同位素常用作测定文物年代，Y是地壳中含量最多的元素．血红素中的价电子排布式为．下列说法不正确的是（　　）
A．元素电负性：
B．第一电离能：
C．血红素能发生氧化反应、酯化反应
D．血红素的配位键中，由提供空轨道，X提供孤电子对
二、综合题
21．转化的方法主要有电催化、热还原等。
（1）电催化制CO。在电解过程中向电解质中加入离子导体( )可以提高CO的选择性(CO是指转化生成CO的百分比，下同)。
①离子导体M中含有H、B、C、N、F等元素，其中B、C、N、F四种元素的第一电离能由小到大的顺序为　 　。的空间构型是　 　。
②电催化还原制CO的示意图如下图所示。请在虚线框中画出还有可能得到的中间体的结构示意图　 　。
（2）热还原制和CO。在常压、催化下，和混和气体(体积比1：4)进行反应，测得转化率、和CO的选择性随温度变化如图所示。
反应I：
反应II：
①400℃后，随温度升高转化率不断上升的原因是　 　。
②反应II中和在(存在O空位)催化剂的作用下，可以提高CO的选择性，反应机理如图所示。从电负性的角度，过程①和②能发生的原因是　 　。
22．砷化镓是继硅之后研究最深入、应用最广泛的半导体材料。回答下列问题：
（1）Ga基态原子核外电子排布式为　 　，As基态原子核外有　 　个未成对电子。
（2）Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序是　 　，Ga、As、Se 的电负性由大到小的顺序是　 　。
（3）比较下列镓的卤化物的熔点和佛点，分析其变化规律及原因：　 　。
镓的卤化物 GaI3 GaBr3 GaCl3
熔点/℃ 77.75 122.3 211.5
沸点/℃ 201.2 279 346
GaF3的熔点超过1000 ℃，可能的原因是　 　。
（4）二水合草酸镓的结构如图1所示，其中镓原子的配位数为　 　，草酸根中碳原子的杂化轨道类型为　 　。
（5）砷化镓的立方晶胞结构如图2所示，晶胞参数为a=0.565nm，砷化镓晶体的密度为　 　g/ cm3(设NA为阿伏加德罗常数的值，列出计算式即可)。
23．2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学做出贡献的科学家。点击化学的代表反应为铜([Cu])催化的叠氮 炔基Husigen成环反应，其原理如下图。
下列说法不正确的是
A．上述循环中H+ 是中间产物之一
B．上述循环过程中只有极性键的断裂和形成
C．Cu能降低反应的活化能，但不改变总反应的焓变
D．中间产物中N采取sp2、杂化
24．周期表前四周期的元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大，A是周期表中原子半径最小的元素，B的基态原子中只有1个未成对电子，C基态原子中有7种不同运动状态的电子，D的最外层电子数是其所处周期数的3倍，E与D同主族，F的一价阳离子最外层有18个电子。回答下列问题：
（1）F在周期表中的位置是　 　，它的基态原子的电子排布式为　 　
（2）A元素与其他元素形成的含氧酸中，酸根呈三角锥结构的酸是　 　，该酸的中心原子的杂化方式为　 　
（3）CA3极易溶于水，试从下图中判断CA3溶于水后形成CA3·H2O的合理结构为　 　（填字母代号），推理依据是　 　
（4）元素B可形成H3BO3，已知H3BO3的电离方程式为H3BO3+2 H2O [B(OH)4]一+H3O+
①基态B、D原子的第一电离能由小到大的顺序为　 　(用元素符号表示)
②[B(OH)4]一中B原子的杂化类型为　 　
③写出一种与H3O+互为等电子体的分子的化学式：　 　
④H3BO3晶体在热水中的溶解度大于冷水中的溶解度的原因为　 　
25．已知电负性和元素的化合价一样,也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性:
元 素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si
电 负 性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8
已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键;两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。
（1）根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是 　 。
（2）下列物质属离子化合物的是　 　,属于共价化合物的有　 　。
A.Mg3N2 B.BeCl2
C.AlCl3 D.SiC
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A.外围电子排布为4d15s2，为Y元素，位于第5周期第ⅢB族，故A符合题意；
B.外围电子排布为4d15s2，为Y元素，该元素原子价电子数为3个,故B不符合题意；
C.Y元素属于过渡元素，为金属元素，故C不符合题意；
D.Y元素第N层的电子排布为4s24p64d1，有9个电子，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.外围电子排布为4d15s2的元素是钇，是39号元素；
B.钇属于副族元素，价电子数是最外层电子书加上次外层d电子数，因此价电子数是3；
C.钇元素是d区元素，属于金属元素；
D.第N层就是第四层，电子数为9个。
2．【答案】B
【解析】【解答】价电子层为ns2np4的原子失去一个电子后形成ns2np3的稳定结构，因而其第一电离能最小。
【分析】当原子失去一个电子变为半充满状态时，就说明该原子特别容易失去一个电子形成离子，则其第一电离能最小。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．同一能级，能量相等，A不符合题意；
B.2p能级的三个轨道都是哑铃形，B不符合题意；
C.2p的三个轨道分别沿着x轴、y轴、z轴三个伸展方向延伸，所以具有不同的空间伸展方向，C符合题意；
D.2p的三个轨道分别能容纳的电子数都是2个电子，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.同一能级的能量相等；
B.2p能级的形状均为哑铃形；
C.2p能级有3个不同的伸展方向；
D.2p能级的三个轨道均能容纳2个电子。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态，能释放能量，光是释放能量的重要形式之一，霓虹灯广告、燃烧蜡烛、节日里燃放的焰火是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，故A不符合题意；
B．碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根离子在溶液中的水解反应是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，溶液中氢氧根离子浓度增大，洗涤油污的能力增强，则热纯碱溶液洗涤油污的能力比冷纯碱溶液强，故B不符合题意；
C．碳酸钡能与胃液中的盐酸反应生成有毒的氯化钡，则碳酸钡不能作为造影剂用于X射线检查胃肠道疾病，故C符合题意；
D．硬水加热时，碳酸氢钙和碳酸氢镁受热分解生成碳酸钙和氢氧化镁，溶液中钙、镁离子浓度减小，硬度减小；向硬水中加入碳酸钠溶液，钙离子、镁离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙和碳酸镁沉淀，溶液中钙、镁离子浓度减小，硬度减小，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.电子由能量较高的能级跃迁到能量较低能级时，以光的形式释放能量；
B.碳酸钠的水解吸热，加热促进其水解；
D.加热或加入Na2CO3均可使硬水中含量较多的Ca2+、Mg2+转化为氢氧化镁、碳酸钙沉淀。
5．【答案】A
【解析】【解答】为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现几率的大小；点密集的地方，表示电子出现的几率大；点稀疏的地方，表示电子出现的几率小，这就是电子云。1s电子云界面以外，电子出现的概率（几率）不为零，只是出现的几率很小。选项A符合题意。
故答案为：A
【分析】核外电子的运动没有真实的轨道，用电子云来描述在空间出现的概率的大小。
6．【答案】B
【解析】【解答】同周期元素的原子，其第一电离能从左到右呈递增趋势，但第IIA和第第VA的高于邻近的两种元素。
A.ns2np3是第VA族元素
B.ns2np4是第VIA族元素
C.ns2np5是第VIIA元素
D.ns2np6是0族元。
综上所述，具有B选项中电子构型的基态原子失去一个电子后，达到半充满状态，故其第一电离能最小。
故答案为：B。
【分析】本题考查的是在元素周期表中原子第一电离能大小的递变规律。
7．【答案】B
【解析】【解答】根据上述分析可知：①是N元素，②是F元素，③是S元素，④是P元素。
A．原子核外电子层数越多，原子半径越大；同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小。则原子半径大小关系为：④＞③＞①＞②，A不符合题意；
B．根据元素的基态原子的价电子排布图可知原子核外未成对电子数：①=④＞③＞②，B符合题意；
C．同一周期元素的电负性随原子序数的增大而增大；同一主族元素的电负性随原子序数的增大而减小，则电负性大小关系为：②＞①＞③＞④，C不符合题意；
D．一般情况下同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，若元素处于第ⅡA、第ⅤA的全充满、半充满的稳定状态时，其第一电离能大于同一周期相邻元素；同一主族元素的第一电离能随原子序数的增大而减小，则第一电离能大小关系为：②＞①＞④＞③，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据元素的基态原子的价电子排布图可知①是N元素，②是F元素，③是S元素，④是P元素，然后利用元素周期律及物质的性质解答。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．p轨道为哑铃形，A不符合题意；
B．从空间角度看，
轨道空间包含了
轨道，比
轨道大，B不符合题意；
C．用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱C符合题意；
D．整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.p轨道均是哑铃状
B.2s轨道比1s轨道大
C.原子光谱包括发射光谱和吸收光谱
D.原子的能量与核电荷数电子数以及状态决定
9．【答案】A
【解析】【解答】A.磷原子核外3p亚层中的电子电子云伸展方向在三维坐标中沿着x、y、z伸展，所以电子云伸展方向不同，故A符合题意；
B.p轨道电子云形状都为哑铃型，即磷原子核外3p亚层的电子云形状相同，故B不符合题意；
C.磷原子核外3p亚层中的3个电子分别位于伸展方向不同的3个3p轨道上，自选方向相同，能量相同，故C不符合题意；
D.P的最外层电子排布图为3s23p3，3p亚层有三个轨道，则3p亚层中的电子自旋方向相同，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】本题结题关键掌握P原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p3，3px1、3py1、3pz1上的电子能量相同，电子云形状相同，电子自旋方向相同，能量相同，电子云伸展方向不同。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．HCl分子中的H-Cl键属于σ键，该σ键为H原子的s电子与Cl原子的p电子形成的s-pσ键，A符合题意；
B．共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键，所以乙烯分子中总共有5个σ键和1个π键，B不符合题意；
C．氯乙烷分子中的碳原子都是饱和碳原子，因此这两个碳原子均采用sp3杂化类型，C不符合题意；
D．碳碳双键中的σ键是头碰头重叠，而π键是肩并肩重叠，由于头碰头重叠程度大，因此σ键键能大，难断裂；而π键的肩并肩重叠程度小，给其键能比σ键的小，易断裂，故乙烯易发生加成反应，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.HCl分子中的σ键是由H原子的s电子与Cl原子的p电子形成的s-pσ键。
B.根据乙烯的结构式，4个C-H键均为σ键，碳碳双键中有1个是σ键，1个是π键。
C.sp3杂化轨道是由1个s轨道和3个p轨道组合而成的，杂化轨道呈正四面体形。
D.σ键是头碰头重叠，π键是肩并肩重叠。头碰头重叠程度大，所以σ键键能大，难断裂；而π键的肩并肩重叠程度小，键能比σ键的小，易断裂。
11．【答案】D
【解析】【解答】在同一原子中，对于不同能层相同能级的电子来说，能层序数越大，能量越高，A、B项错误；离核越远，电子的能量越高，C项错误。
【分析】依据在同一原子中，对于不同能层相同能级的电子来说，能层序数越大，能量越高；离核越远，电子的能量越高分析。
12．【答案】D
【解析】【解答】A. H3AsO4和H3PO4都为多元弱酸，均能与NaOH溶液反应生成相应的盐，选项A不符合题意；
B. 元素非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性AsC. As的一种核素表示为 ，中子数为73-33=40，选项C不符合题意；
D. 同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上而下原子半径逐渐增大，故原子半径由大到小的顺序：As、Si、Cl，选项D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.酸与强碱反应生成对应的盐；
B.非金属性越强对应气态氢化物的稳定性越强；
C.根据质量数等于质子数与中子数之和进行计算；
D.电子层数越多原子半径越大，相同电子层数的原子随核电荷数的增加而减小。
13．【答案】C
【解析】【解答】A． p-p π键是肩并肩重叠，电子云呈镜面对称，A不符合题意；
B． 基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，B不符合题意；
C． Fe 原子变为 Fe3+时先失去最外层电子，C符合题意；
D．泡利原理是每个轨道最多容纳两个电子且自旋相反，p轨道最多容纳6个电子，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A． p-p π键是肩并肩重叠，电子云呈镜面对称；
B． 基态铜原子的价电子排布式为3d104s1；
C． 原子变为离子时先失去最外层电子；
D．每个轨道最多容纳两个电子且自旋相反。
14．【答案】B
【解析】【解答】A．电子层数越多原子半径越大，电子层数相同核电荷数越小原子半径越大，所以原子半径Al>Si>C，即X>Y>W，A不符合题意；
B．非金属性S>C>Si，所以最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W>Y，B符合题意；
C．X、Y的常见氧化物分别为Al2O3、SiO2，二者均可以和NaOH溶液反应，C不符合题意；
D．化合物WZ2为CS2，C原子与两个S原子分别共用两对电子，各原子均满足鼓外层8电子稳定结构，D不符合题意；
故答案为B。
【分析】W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则W为C元素，W与Y同主族，则Y为Si元素；X是地壳中含量最丰富的金属元素，则为Al元素；Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，原子序数大于Al，则为S元素。
15．【答案】D
【解析】【解答】原子序数小于18的元素X，其原子最外层中未成对电子数最多，原子最外层中未成对电子数最多的元素位于第VA族，则X可能是N或P元素，N元素化合价有+3价、+5价等，P元素有+5价等，
A． 中X为+7价，N或P元素没有这种化合价，故A不符合题意；
B． 中X为+4价，N或P元素没有这种化合价，故B不符合题意；
C． 中X为+6价，N或P元素没有这种化合价，故C不符合题意；
D． 中的X为+5价，可能为 ，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】原子序数小于18的元素X，其原子最外层中未成对电子数最多，原子最外层中未成对电子数最多的元素，p能级含有3个电子，故最外层电子数为5，位于第VA族，则X可能是N或P元素，再结合其形成的含氧酸根离子判断。
16．【答案】B
【解析】【解答】能级上电子处于半满、全满、全空，这样的原子相对稳定，不易失去电子，p能级上最多容纳6个电子，s能级上最多容纳2个电子，选项B中3p能级上有3个电子处于半满，相对稳定，不易失去电子，即失去电子消耗的能量多，B符合题意；
故答案为：B
【分析】能级上电子处于半满、全满、全空，这样的原子相对稳定，不易失去电子，据此结合选项分析。
17．【答案】D
【解析】【解答】A． 是Na，最外层电子数为1，故A不符合题意；
B．X是Na元素、Y是Mg元素，与水反应剧烈程度Na>Mg ，故B不符合题意；
C．Y是Mg元素，最高化合价为 ，故C不符合题意；
D．同周期元素从左到右电负性增大，电负性Na故答案为：D。
【分析】短周期主族元素X的第一电离能很低，第二电离能剧增，说明该元素原子很难失去第二个电子，所以X最外层有1个电子，X是Na元素；短周期主族元素Y的第一、第二电离能之间变化不大，第三电离能剧增，且第一电离能很低，说明该元素原子很难失去第三个电子，最高化合价为+2，应为第IIA族元素，Y是Mg元素；
18．【答案】C
【解析】【解答】A.电子运动不是围绕原子核在固定的轨道上高速旋转，只是在某个区域出现的概率大些，A不符合题意；
B.能量高的电子也可以在s轨道上运动 如7S轨道上的电子能量也很高，比4f能量还高，B不符合题意；
C.能层序数越大，电子离原子核越远，所以能层序数越大，s轨道上的电子距离原子核越远，则s原子轨道的半径越大，C符合题意；
D.同一能级上的同一轨道上最多排2个电子，两个电子的自旋方向不同，则其运动状态肯定不同，所以在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.电子的运动不在固定轨道上进行；
B.能量高的电子也能在s轨道上运动；
C.能层序数越大，距离原子核越远，s轨道半径越大；
D.同一能级上的同一轨道上最多排2个电子，两个电子的自旋方向不同，其运动状态不同；
19．【答案】C
【解析】【解答】A.两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质不一定相同，例如钠离子和氟离子，A不符合题意；
B.凡单原子形成的离子，不一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布，例如H+肯定不满足稀有气体的核外电子排布，B不符合题意；
D.H－与He核外电子排布相同，但不属于同一种元素，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.核外电子排布相同的微粒可能是原子、离子或分子，化学性质不一定相同；
B.氢离子的核外电子排布不符合稀有气体元素的排布；
C.原子的核电荷数等于质子数，核外电子排布相同的原子的质子数相等，即为同种元素；
D.简单阴离子的核外电子排布与本周期稀有气体元素原子的排布相同。
20．【答案】B
【解析】【解答】A、元素的非金属性越强，电负性越大，非金属性：O>C>Fe，即 ，故A不符合题意；
B、同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，则第一电离能：CC、由图可知，血红素中含有羧基，能发生酯化反应，含有碳碳双键，能发生氧化反应，故C不符合题意；
D、血红素的配位键中，Fe2+含有空轨道，提供空轨道，N含有孤电子对，N提供孤电子对，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】W的一种同位素常用作测定文物年代，则W为C元素，Y是地壳中含量最多的元素，则Y为O元素， 血红素中的价电子排布式为 ，则Z为Fe元素，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的元素，则X为N元素。
21．【答案】（1）；正四面体；
（2）反应I的，反应Ⅱ的，400℃后随温度升高反应I平衡逆向移动，使的转化率不断下降，反应II平衡正向移动，使的转化率不断上升，且上升幅度超过下降幅度；中电负性较强氧吸附在含有氧空穴位的结构上形成中间体，由于中间体中的Fe与O的相互作用强于C与O的相互作用，因而会断键脱除CO，同时得到O-Fe-O的结构
【解析】【解答】（1）同周期元素第一电离能除了第二和第五主族的异常外逐渐增大，故B、C、N、F四种元素的第一电离能由小到大的顺序为。的价层电子对数为，故其空间构型是正四面体；还有可能得到的中间体的结构示意图为；
（2）400℃后，随温度升高转化率不断上升的原因是反应I的，反应Ⅱ的，400℃后随温度升高反应I平衡逆向移动，使的转化率不断下降，反应II平衡正向移动，使的转化率不断上升，且上升幅度超过下降幅度；从电负性的角度，过程①和②能发生的原因是中电负性较强氧吸附在含有氧空穴位的结构上形成中间体，由于中间体中的Fe与O的相互作用强于C与O的相互作用，因而会断键脱除CO，同时得到O—Fe—O的结构。
【分析】（1）同一周期的主族元素中，从左至右，元素的第一电离能呈“锯齿状”增大，其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素；依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；
（2）根据影响化学平衡移动的因素分析；从电负性的角度，考虑化学键的变化。
22．【答案】（1）[Ar]3d104s24p1；3
（2）As>Se>Ga；Se>As>Ga
（3）GaCl3、GaBr3、GaI3的熔沸点依次升高，原因是：它们均为分子晶体，相对分子质量依次增大；GaF3是离子晶体
（4）4；sp2
（5）
【解析】【解答】（1）Ga是第31号元素，其核外电子排布为：[Ar]3d104s24p1。As是第33号元素，核外电子排布为[Ar]3d104s24p3，所以其4p能级上有3个单电子。（2）同周期由左向右元素的第一电离能逐渐增大，但是As是p能级的半满稳定结构，所以第一电离能反常增大，所以第一电离能的顺序为：As>Se>Ga。同周期元素由左向右电负性增强，所以电负性顺序为：Se>As>Ga。（3）根据三种化合物的熔沸点（都比较低）得到，三种化合物的晶体类型应该都是分子晶体。分子晶体的熔沸点，一般比较其分子间作用力（明显三个分子不可能存在氢键）。GaCl3、GaBr3、GaI3的熔沸点依次升高，原因是：它们均为分子晶体，相对分子质量依次增大。GaF3的熔点超过1000 ℃，根据上述熔点数据，得到GaF3的晶体类型应该是离子晶体。（4）由图示，每个镓原子与4个氧相连，所以配位数为4。草酸根中的碳原子，形成了一个碳氧双键，所以是sp2杂化。（5）晶胞中Ga原子位于8个顶点和6个面心，所以Ga有：8× +6× =4个，As都在晶胞内也有4个，所以晶胞质量为 。晶胞边长为0.565nm=0.565×10-7cm，晶胞体积为边长的立方，晶胞质量除以晶胞体积得到晶胞密度，所以为： 。
【分析】（1）根据元素在周期表的位置来书写核外电子排布；（2）同周期由左向右元素的第一电离能逐渐增大，但要注意特殊情况。（3）一般比较其分子间作用力，经验规律为：结构相似，分子量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高。（4）根据图示分析；（5）根据晶胞结构分析。
23．【答案】B
【解析】【解答】A.A.H+在反应开始并没有，后续生成了H+释放出，所以H+是中间产物，A选项是正确的；
B.该过程中也有C-C键的断裂，C-C属于非极性键，B选项是错误的；
C.根据图示知，铜在该过程中是催化剂，催化剂的作用是降低活化能，加快反应速率，但是无法改变反应的焓变，C选项是正确的；
D. 中间产物 中N有 sp2、杂化 ，D选项是正确的。
故答案为：B。
【分析】A.中间产物指的是反应起始没有，但是中间某一步历程中生成了的物质；
B.极性键指的是不同原子之间形成的共价键，非极性键指的是相同的原子之间形成的共价键；
C.催化剂的作用是降低活化能，加快反应速率，但是无法改变反应的焓变，也无法改变可逆反应的限度；
D.形成双键的N有一对孤电子对，2个σ键，所以是sp2杂化，只形成单间的N有3个σ键，一对孤电子对，因此是sp3杂化。
24．【答案】（1）第四周期 IB族；1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
（2）H2SO3；sp3
（3）b；一水合氨电离产生铵根离子和氢氧根
（4）B【解析】【解答】A是周期表中原子半径最小的元素，即A为H；C基态原子中7种不同运动状态的电子，即C为N；D的最外层电子数是其所处周期数的3倍，即D为O；因为E与D同主族，且原子序数增大，即D为O、E为S；F的一价阳离子最外层有18个电子，即F的价电子为3d104s1，即F为Cu，B的基态原子中只有1个未成对电子，根据问题（4），且六种元素的原子序数依次增大，即推出B为B，
（1）F为Cu，位于第四周期IB族，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；
（2）能与H形成含氧酸的是B、N、S，酸根呈三角锥结构，应有3个σ键，1个孤电子对，即符合条件的是H2SO3；杂化轨道数等于价层电子对数，SO32－中心原子S的价层电子对数为4，S的杂化类型为sp3；
（3）CA3为NH3，NH3溶于水后，形成NH3·H2O，NH3·H2O为弱碱，其电离方程式为NH3·H2O NH4＋＋OH－，b正确；
（4）①同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此有B的第一电离能小于O；②根据其离子结构可知，B有4个σ键，无孤电子对，因此B的杂化类型为sp3；③根据等电子体的定义，H3O＋原子总数为4，价电子总数为8，即符合条件的分子为NH3、PH3、AsH3等；④H3BO3晶体中H3BO3分子间存在氢键，加热可以打破该氢键，使得H3BO3分子与水分子间形成氢键，从而溶解度更大。
【分析】根据原子核外电子的排布和元素周期表的结构推断出各种元素。
（1）根据Cu在周期表中的位置书写核外电子排布式；
（2）根据中心原子的成键特点判断酸根的空间结构和杂化方式；
（3）一水合氨电离生成氨根离子和氢氧根离子，氮原子有孤对电子，可结合氢原子；
（4）①非金属性越强第一电离能越大；
②根据成键特点判断中心原子的杂化方式；
③原子数和价电子数相等的粒子为等电子体。
25．【答案】（1）随原子序数的递增,元素的电负性与原子半径一样呈现周期性变化
（2）A；BCD
【解析】【解答】元素的电负性随原子序数的递增呈现周期性变化。根据已知条件及表中数值,可知Mg3N2中两元素的电负性差值为1.8,大于1.7,Mg与N之间形成离子键,Mg3N2为离子化合物;BeCl2、AlCl3、SiC中两元素的电负性差值分别为1.5、1.5、0.7,均小于1.7,Be与Cl,Al与Cl,Si与C之间均形成共价键,BeCl2、AlCl3、SiC为共价化合物。
【分析】（1）根据变革可知电负性具有周期性的变化规律；
（2）离子化合物是阴阳离子通过离子键作用而形成的化合物；共价化合物指的是原子之间通过共用电子对形成共价键而形成的化合物。