题目内容
【题目】已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的2p轨道上有2个未成对电子,Y元素原子的4p轨道上有3个未成对电子.X跟Y可形成化合物Y2X3 , Z元素可以形成正一价离子.请回答下列问题:
(1)X元素原子基态时的价电子排布式为 , X的元素符号是;
(2)Y元素在元素周期表中的位置是 , Y的元素名称是 , Y元素价层电子的电子排布图为;
(3)比较Y的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物沸点高低 , 并说明理由
(4)已知化合物Y2X3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为YZ3 , 产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是 .
【答案】
(1)2s22p4;O
(2)第4周期VA族;砷;
(3)NH3>AsH3>PH3;NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高
(4)As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O
【解析】解:已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42;Y元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3 , 处于第四周期第ⅤA族,故X为As元素;X元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,X的2p轨道上有2个电子或4个电子,所以X为碳元素或氧元素,X跟Y可形成化合物Y2X3 , 故X为氧元素;X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,则Z的质子数为:42﹣8﹣33=1,则Z为氢元素,氢原子可以形成正一价离子,(1)X为O元素,其原子基态时的价电子排布式为2s22p4;(2)Y的原子4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 , 元素名称为砷;处于第四周期第ⅤA族,;其价电子的轨道表示式为 ; 所以答案是:第四周期第ⅤA族; 砷; ;(3)同主族元素为N、P、As,在同主族元素对应的氢化物中,对应的氢化物含有氢键,沸点较高;AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高,则沸点大小为:NH3>AsH3>PH3;
所以答案是:NH3>AsH3>PH3 , NH3可形成分子间氢键,沸点最高,AsH3相对分子质量比PH3大,分子间作用力大,因而AsH3比PH3沸点高;(4)X为O元素、Y为As元素,Z为H元素.化合物Y2X3为As2O3 , YZ3为AsH3 , As2O3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH3 , 产物还有ZnSO4和H2O,反应中Zn元素化合价由0价升高为+2价,As元素化合价由+3价降低为﹣3价,参加反应的Zn与As2O3的物质的量之比为6×2:2=6:1,则反应方程式为:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O,
所以答案是:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O.