Question

17．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，该元素的符号是As；
（2）Y元素原子的价层电子的电子排布图（轨道表示式）为，该元素的名称是氧；
（3）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；
（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，并说明理由．稳定性由大到小的顺序：NH₃＞PH₃＞AsH₃（用化学式表示）；原因键长N-H＜P-H＜As-H，键长越短，键能越大，化合物稳定．

Answer 1

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，据此解答．

解答 解：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．
（1）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，X为As元素，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；As；
（2）Y为O元素，价层电子的电子排布图（轨道表示式）为，
故答案为：氧；；
（3）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，
故答案为：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄═2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O；
（5）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．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及核外电子排布规律、氧化还原反应、化学键等，难度中等，正确推断元素Y是关键．