Question

9．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沸点高低并说明理由NH₃＞AsH₃＞PH₃，NH₃可形成分子间氢键，沸点最高，AsH₃相对分子质量比PH₃大，分子间作用力大，因而AsH₃比PH₃沸点高．

Answer 1

分析 X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，为As，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁴，为O；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子，X与Z可形成化合物AsH₃，据此解答该题．

解答 解：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则可以知道X元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，为As，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则元素原子基态时的电子排布式为1s²2s²2p⁴，为O，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，X原子序数为33，Y为8，则Z为H原子，X与Z可形成化合物AsH₃，
（1）由以上分析可知X为As，电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；As；
（2）Y为氧元素，原子的价层电子的轨道表示式为，故答案为：；氧；
（3）已知化合物As₂O₃在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为AsH₃，产物还有ZnSO₄和H₂O，则反应方程式为：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄=2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O，
故答案为：As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄=2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O；
（4）X为N元素，非金属性较强，在同主族元素对应的氢化物中，对应的氢化物含有氢键，沸点较高；AsH₃相对分子质量比PH₃大，分子间作用力大，因而AsH₃比PH₃沸点高，则沸点大小为：NH₃＞AsH₃＞PH₃，
故答案为：NH₃＞AsH₃＞PH₃，NH₃可形成分子间氢键，沸点最高，AsH₃相对分子质量比PH₃大，分子间作用力大，因而AsH₃比PH₃沸点高．

点评 本题考查原子结构与元素周期律的关系，题目难度中等，注意把握原子核外电子的排布规律，明确原子结构与元素周期表、元素周期律之间的关系为解答关键．