Question

【题目】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 ．
（4）比较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高低 ， 理由是 ．
（5）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 ．

Answer 1

【答案】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3；As
（2）
（3）三角锥形
（4）低；键长N﹣H＜P﹣H＜As﹣H，键长越短，键能越大，化合物越稳定
（5）As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O
【解析】解：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，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，由能量最低原理原理，可知原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3 ， 故X为As， 所以答案是：1s22s22p63s23p63d104s24p3；As；（2）Y为O元素，价电子排布式为2s22p4 ， 则价电子排布图为： ，
所以答案是： ；（3）X与Z可形成化合物AsH3 ， 与氨气结构相似，该化合物的空间构型为三角锥形，
所以答案是：三角锥形；（4）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 ，
所以答案是：低；键长N﹣H＜P﹣H＜As﹣H，键长越短，键能越大，化合物越稳定；（5）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．
所以答案是：As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O．