Question

【題目】（11分）已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成負一價離子。請回答下列問題：

(1)X元素原子基態時的電子排布式為________，該元素的符號是________。

(2)Y元素原子的價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，產物還有ZnSO4和H2O，該反應的化學方程式是___________________________________________________________。

(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定性、沸點高低并說明理由

_________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】(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）穩定性：NH3> PH3> AsH3 ，（ 2分）因為鍵長越短，鍵能越大，化合物穩定（2分）

沸點：NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子間氫鍵，沸點最高；AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3的沸點比PH3高

【解析】試題

X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，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個未成對電子，Y的2p軌道上有2個電子或4個電子，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之和等于42，則Z的質子數為42-8-33=1，則Z為氫元素，氫原子可以形成負一價離子，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個未成對電子，同樣根據電子排布式得到Y為O；再根據X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于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H，即采取不等性雜化，As上有一對孤對電子，分子構型為三角錐形。

（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，產物還有ZnSO4和H2O，反應中Zn元素化合價由0價升高為+2價，As元素化合價由+3價降低為-3價，參加反應的Zn與As2O3的物質的量之比為6×2:2=6:1，反應方程式為As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O。

（5）X為As元素，AsH3與NH3、PH3中，鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物穩定，所以穩定性NH3＞PH3＞AsH3。故答案為：NH3＞PH3＞AsH3；鍵長N-H＜P-H＜As-H，鍵長越短，鍵能越大，化合物穩定．穩定性：NH3> PH3> AsH3 ，因為鍵長越短，鍵能越大，化合物穩定，沸點：NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子間氫鍵，沸點最高；AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3的沸點比PH3高。