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__________。X与同周期卤族元素的第一电离能比较，较大的是____________________(填元素符号)。

(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为________，该元素的名称是__________。

(3)X与Z可形成化合物XZ3，XZ3分子的VSEPR模型为____________________。

(4)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___________________。

(5)XY43-的空间构型为__________，与其互为等电子体的一种分子__________。

(6)X的某氧化物的分子结构如图所示。

该化合物的化学式为___________，X原子采取___________杂化。

Answer 1

【答案】[Ar]4s24p3 As Br 氧 四面体 As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O 四面体 CCl4 As4O6 sp3

【解析】

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，据此分析解答。

根据上述分析，X为As元素，Y为O元素，Z为H元素。

(1)根据上述分析可知，X为As；X元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3；与X同周期卤族元素为Br，第一电离能较大的是Br，故答案为：1s22s22p63s23p63d104s24p3；As； Br；

(2)Y为O元素，O原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，价层电子的电子排布图为，故答案为：；氧；

(3)X为As元素，Z为H元素，X与Z可形成化合物AsH3，As的价层电子对数=3+1=4，VSEPR模型为四面体，故答案为：四面体；

(4)X为As元素，Y为O元素，Z为H元素，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) X为As元素，Y为O元素，AsO43-中As的价层电子对数=4+=4，As采用sp3杂化，空间构型为四面体，AsO43-的原子数=5，价电子数=5+4×6+3=32，与其互为等电子体的一种分子为CCl4，故答案为：四面体；CCl4；

(6) X为As元素，根据As的某氧化物的分子结构图可知，分子中含有4个As原子和6个O原子，化学式为As4O6，As原子与3个O原子形成键，含有1个孤电子对，采取sp3杂化，故答案为：As4O6；sp3。