Question

（Ⅰ）W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大．W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色（或砖红色）的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物．
（1）W位于元素周期表第

二

周期第

ⅤA

族．
W的气态氢化物稳定性比H₂O（g）

弱

（填“强”或“弱”）．
（2）Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是

2H₂SO₄（浓）+Cu

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

．
（3）Fe(s)+

1

2

O2(g)=FeO(s)△H+-272.0KJ?mol^-1
2X(s)+

3

2

O2(g)=x2o3(s)△H=-1675.7KJ?mol^-1
X的单质和FeO反应的热化学方程式是

Al（S）+FeO（S）+

1

4

O₂ （g）=

1

2

Al₂O₃（S）+Fe（S）△H=-565.85KJ/mol

．
（Ⅱ）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

（2）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为

_
（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

．

Answer 1

分析：（Ⅰ）导致酸雨的主要物质是二氧化氮和二氧化硫，且W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，Y的原子序数大于W的，所以W是氮元素，Y是硫元素；X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，且原子序数大于W小于Y，所以X是铝元素；Z能形成红色（或砖红色）的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物，且Z是前36号元素，Z的原子序数大于Y的，所以Z是铜元素；
（1）根据其原子结构示意图判断其在元素周期表中的位置；
（2）Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液是浓硫酸，浓硫酸能与Z的单质铜发生氧化还原反应；
（3）将方程式

1

2

×②-①得方程式即为X的单质和FeO反应的热化学方程式；
（Ⅱ）X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则X是砷元素，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则Y共有2个电子层，Y是碳或氧元素，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，所以Y是氧元素；Z元素可以形成负一价离子，所以Z属于第ⅤⅡA元素，且X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，所以Z是氢元素；
（1）根据基态原子核外电子排布式书写规则书写其电子排布式；
（2）氧元素的价层电子就是其最外层电子，根据其书写规则书写；
（3）同一主族元素，形成的化合物结构具有相似性，根据氨气分子的空间构型判断XZ₃的空间构型；
（4）根据元素守恒和得失电子守恒写出反应方程式．

解答：解：（Ⅰ）导致酸雨的主要物质是二氧化氮和二氧化硫，且W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，Y的原子序数大于W的，所以W是氮元素，Y是硫元素；X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，且原子序数大于W小于Y，所以X是铝元素；Z能形成红色（或砖红色）的Z₂O和黑色的ZO两种氧化物，且Z是前36号元素，Z的原子序数大于Y的，所以Z是铜元素．
（1）W是N元素，N原子的原子结构示意图为，电子层数等于其周期数，最外层电子数等于其主族序数，所以氮元素属于第二周期第ⅤA族；
气态氢化物的稳定性与元素的非金属性有关系，非金属越强，气态氢化物的稳定性越强，氧元素的非金属性大于氮元素的非金属性，所以水的稳定性大于氨气的稳定性，
故答案为：二；ⅤA；弱；
（2）浓硫酸和铜在加热条件下能反应生成硫酸铜、水和二氧化硫，反应方程式为：2H₂SO₄（浓）+Cu

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
故答案为：2H₂SO₄（浓）+Cu

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（3）Fe(s)+

1

2

O2(g)=FeO(s)△H=-272.0KJ?mol^-1  ①
2X(s)+

3

2

O2(g)=x2o3(s)△H=-1675.7KJ?mol^-1 ②
将方程式

1

2

×②-①得方程式X的单质和FeO反应的热化学方程式是：As（S）+FeO（S）+

1

4

O₂ （g）=

1

2

As₂O₃（S）+Fe（S）△H=-565.85KJ/mol，
故答案为：Al（S）+FeO（S）+

1

4

O₂ （g）=

1

2

Al₂O₃（S）+Fe（S）△H=-565.85KJ/mol；
（Ⅱ）X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则X是砷元素，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则Y共有2个电子层，Y是碳或氧元素，X跟Y可形成化合物X₂Y₃，所以Y是氧元素；Z元素可以形成负一价离子，所以Z属于第ⅤⅡA元素，且X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，所以Z是氢元素．
（1）As元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；
（2）O元素原子的价层电子的轨道表示式为，故答案为：；
（3）同一主族元素，形成的化合物结构具有相似性，氨气和砷化氢的结构相似，空间构型都是三角锥形，故答案为：三角锥形；
（4）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，所以反应方程式为：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O，
故答案为As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O．

点评：本题考查了元素的推断、化学反应方程式、热化学反应方程式、核外电子排布式等知识点，难度不，能正确判断各元素是解本题的关键，注意书写基态原子核外电子排布式要遵循构造原理．