题目内容
【化学—选修3：物质结构和性质】（15分）
元素周期表是研究元素原子结构及性质的重要工具。现有X、Y和Z三种元素，其原子序数依次减小。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元素既可以形成正一价离子也可形成负一价离子。请回答下列问题：
（1）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为______________，该元素的名称是_____；
（2）在X与Z形成的化合物XZ3中，X的杂化类型是 ，该化合物的空间构型为_____________；短周期元素形成的化合物中与XZ3互为等电子体的是 ；
（3）请写出X的两种含氧酸的化学式 、 ，其中酸性较强的是 。
（4）Q与Z同主族。Q单质的晶胞如下图所示，若设该晶胞的密度为ag/cm3，阿伏加德罗常数为NA，Q原子的摩尔质量为M，则表示Q原子半径的计算式为 。
（15分）
（1）
或
（2分） 氧。（1分）
（2）sp3（2分），三角锥形。（1分）NH3、PH3（2分，每个1分）
（3）H3AsO3、H3AsO4 。（共2分，各1分）H3AsO4（1分）
（4） 
（4分，只要有这个式子即给4分，有无单位或对错均不考虑。）
【解析】
试题分析：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，所以X是第四周期第五主族元素As元素；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则2p上的电子可能是2个也可能是4个，所以Y元素可能是C或O；X跟Y可形成化合物X2Y3，说明Y的化合价为-2价，所以Y是O元素；Z元素既可以形成正一价离子也可形成负一价离子，则Z是H元素。
（1）Y元素原子最外层6个电子，所以价电子的轨道表示式为；该元素是O；
（2）在X与Z形成的化合物XZ3中，即AsH3，As的价层电子对数=3+1/2(5-3)=4,所以As是sp3杂化；空间构型为三角锥型；短周期元素形成的化合物中与XZ3互为等电子体的是同主族元素的氢化物NH3、PH3；
（3）As的两种含氧酸的化学式为H3AsO3、H3AsO4 。根据酸性强弱的判断依据，同种元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，所以H3AsO4 的酸性强；
（4）由图可知，该晶胞中Q原子的个数是8×1/8+1=2，设晶胞的棱长为xcm,原子半径为rcm，则4r=
x，根据已知得a=2M/NAx3，可计算出x，所以r=
考点：考查元素推断，物质结构与性质，晶胞计算
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，下列叙述正确的是
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