Question

6．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4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子．X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成负一价离子．请回答下列问题：
（1）Y元素原子的价层电子的电子排布图为，该元素的符号是O；
（2）X元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，该元素的名称是As；
（3）Y的最外层电子所在能层符号L，该能层原子轨道数目4
（4）比较X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NH₃＞AsH₃＞PH₃、NH₃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，AsH₃比PH₃沸点高
（5）已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ₃，产物还有ZnSO₄和H₂O，该反应的化学方程式是As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O．

Answer 1

分析 X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，为As；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁴，为O；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子；氢化物费点高低看有没有形成分子间氢键，再看相对分子质量；X与Z可形成化合物AsH₃，以此解答该题．

解答 解：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，为As；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁴，为O；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子，X与Z可形成化合物AsH₃，该化合物的空间构型和氨气相似，
（1）Y为氧元素，原子的价层电子的轨道表示式为，
故答案为：；O；
（2）由以上分析可知X为As，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；As；
（3）Y为O元素，有两个电子层，最外层电子所在能层符号为L，该能层有s、p能级，s上有1个轨道，p上有3个轨道，
故答案为：L；4；
 （4）X为砷元素，氢化物为AsH₃，同族第二、第三周期元素所形成的氢化物为NH₃、PH₃，能形成分子间氢键，沸点反常的高，其余相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，氨气沸点最高，其次为AsH₃，PH₃沸点最低，
故答案为：NH₃＞AsH₃＞PH₃；NH₃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，AsH₃比PH₃沸点高；
（5）已知化合物As₂O₃在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH₃，产物还有ZnSO₄和H₂O，则反应方程式为：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O，
故答案为：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O．

点评 本题考查学生原子的组成和结构知识以及元素周期表和元素周期律的应用知识，注意把握原子核外电子的排布规律，题目难度中等．