Question

【题目】（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

【答案】(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

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。