题目内容

4．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）X元素原子基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该元素的符号是As；
（2）Z元素在周期表处在s区（填s、p、d），迄今该元素有3种同位素；
（3）X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为三角锥形；
（4）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；
（5）X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低顺序分别是（用化学式表示）NH3＞PH3＞AsH3，NH3＞AsH3＞PH3．

分析 X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X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；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以Y为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X2Y3，故Y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，氢原子可以形成负一价离子，符合题意，据此解答．

解答 解：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X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；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以Y为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X2Y3，故Y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，氢原子可以形成负一价离子，符合题意．
（1）X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3，则X为As，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p3；As；
（2）Z为H元素，元素在周期表处在s区，迄今该元素有氕、氘、氚3中种同位素，
故答案为：s；3；
（3）X与Z可形成化合物XZ3为AsH3，与氨气分子结构相似，该化合物的空间构型为：三角锥形，
故答案为：三角锥形；
（4）化合物X2Y3为As2O3，XZ3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，反应方程式为As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O，
故答案为：As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O；
（5）AsH3与NH3、PH3中，键长N-H＜P-H＜As-H，键长越短，键能越大，化合物稳定，所以稳定性NH3＞PH3＞AsH3；均为分子晶体，NH3分子之间存在氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量大于PH3，AsH3分子间作用力更强，其沸点高于PH3，故沸点：NH3＞AsH3＞PH3，
故答案为：NH3＞PH3＞AsH3；NH3＞AsH3＞PH3．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及结构与位置关系、核外电子排布规律、氧化还原反应、元素周期律等，难度中等，推断元素Y是关键，注意（4）中氧化还原反应方程式的书写配平．

练习册系列答案
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