Question

（11分）已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子。請(qǐng)回答下列問題：

(1)X元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為________，該元素的符號(hào)是________。

(2)Y元素原子的價(jià)層電子的電子排布圖為________，該元素的名稱是________。

(3)X與Z可形成化合物XZ3，該化合物的空間構(gòu)型為________。

(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ3，產(chǎn)物還有ZnSO4和H2O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________________________________。

(5)比較X的氫化物與同族第二、三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性、沸點(diǎn)高低并說明理由

_________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 （2分） As（1分）

（2）或（2分） 氧（1分）

（3）三角錐形（1分）

（4）As2O3 + 6Zn + 6H2SO4==2AsH3↑ + 6ZnSO4 + 3H2O（2分）

（5）穩(wěn)定性：NH3 > PH3 > AsH3 ，（ 2分）因?yàn)殒I長(zhǎng)越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定（2分）

沸點(diǎn)：NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)最高；AsH3相對(duì)分子質(zhì)量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3的沸點(diǎn)比PH3高

【解析】

試題分析：

X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，X元素原子的核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d104s24p3，處于第四周期第ⅤA族，故X為As元素；Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，Y的2p軌道上有2個(gè)電子或4個(gè)電子，所以Y為碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X2Y3，故Y為氧元素；X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42，則Z的質(zhì)子數(shù)為42-8-33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成負(fù)一價(jià)離子，符合題意．

故X為As元素；Y為氧元素；Z為氫元素．

（1）由上述分析可知，X為As；，X元素原子的核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d104s24p3。

(2) Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，同樣根據(jù)電子排布式得到Y(jié)為O；再根據(jù)X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42可得到Z為H。

（3）X為As元素，XZ3為AsH3，As是sp3雜化的，又只有三個(gè)H，即采取不等性雜化，As上有一對(duì)孤對(duì)電子，分子構(gòu)型為三角錐形。

（4）X為As元素、Y為氧元素，Z為氫元素．化合物X2Y3為As2O3，XZ3為AsH3，As2O3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為AsH3，產(chǎn)物還有ZnSO4和H2O，反應(yīng)中Zn元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+2價(jià)，As元素化合價(jià)由+3價(jià)降低為-3價(jià)，參加反應(yīng)的Zn與As2O3的物質(zhì)的量之比為6×2:2=6:1，反應(yīng)方程式為As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O。

（5）X為As元素，AsH3與NH3、PH3中，鍵長(zhǎng)N-H＜P-H＜As-H，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定，所以穩(wěn)定性NH3＞PH3＞AsH3。故答案為：NH3＞PH3＞AsH3；鍵長(zhǎng)N-H＜P-H＜As-H，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定．穩(wěn)定性：NH3 > PH3 > AsH3 ，因?yàn)殒I長(zhǎng)越短，鍵能越大，化合物穩(wěn)定，沸點(diǎn)：NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)最高；AsH3相對(duì)分子質(zhì)量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3的沸點(diǎn)比PH3高。

考點(diǎn)：原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，電子排布

點(diǎn)評(píng)：本題考查原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，電子排布的規(guī)律，難度中等。解題的關(guān)鍵是充分利用題目所給的信息再結(jié)合所學(xué)的與電子排布有關(guān)的知識(shí)，按照題目要求逐個(gè)作答。其中（4）還涉及到氧化還原反應(yīng)方程式的配平，是個(gè)難點(diǎn)。