Question

（11分）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________，该元素的符号是________。

(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为________，该元素的名称是________。

(3)X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为________。

(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___________________________________________________________。

(5)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由

_________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 （2分） As（1分）

（2）或（2分） 氧（1分）

（3）三角锥形（1分）

（4）As2O3 + 6Zn + 6H2SO4==2AsH3↑ + 6ZnSO4 + 3H2O（2分）

（5）稳定性：NH3 > PH3 > AsH3 ，（ 2分）因为键长越短，键能越大，化合物稳定（2分）

沸点：NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子间氢键，沸点最高；AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3的沸点比PH3高

【解析】

试题分析：

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．

故X为As元素；Y为氧元素；Z为氢元素．

（1）由上述分析可知，X为As；，X元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3。

(2) Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，同样根据电子排布式得到Y为O；再根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42可得到Z为H。

（3）X为As元素，XZ3为AsH3，As是sp3杂化的，又只有三个H，即采取不等性杂化，As上有一对孤对电子，分子构型为三角锥形。

（4）X为As元素、Y为氧元素，Z为氢元素．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。

（5）X为As元素，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。故答案为：NH3＞PH3＞AsH3；键长N-H＜P-H＜As-H，键长越短，键能越大，化合物稳定．稳定性：NH3 > PH3 > AsH3 ，因为键长越短，键能越大，化合物稳定，沸点：NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子间氢键，沸点最高；AsH3相对分子质量比PH3大，分子间作用力大，因而AsH3的沸点比PH3高。

考点：原子结构与性质，电子排布

点评：本题考查原子结构与性质，电子排布的规律，难度中等。解题的关键是充分利用题目所给的信息再结合所学的与电子排布有关的知识，按照题目要求逐个作答。其中（4）还涉及到氧化还原反应方程式的配平，是个难点。