Question

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

 

；
（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

 

；
（3）X与Z可形成化合物XZ₃，该化合物的空间构型为

 

；
（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）写出X和同族第二、第三周期元素所形成的氢化物的化学式并按稳定性由高到低排序

 

＞

 

＞

 

．

Answer 1

考点：位置结构性质的相互关系应用

专题：

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，以此来解答．

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．
故X为As元素；Y为氧元素；Z为氢元素．
（1）由上述分析可知，X为As；，X元素原子的核外电子排布式为 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³，故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³；As； 
（2）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，为氧原子，其价电子的轨道表示式为，
故答案为：；氧；     
（3）X与Z可形成化合物AsH₃，该化合物的空间构型和氨气相似，为三角锥型，故答案为：三角锥；
（4）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，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．

点评：本题考查结构性质位置关系应用，为高频考点，涉及结构与位置关系、核外电子排布规律、氧化还原反应、元素周期律等，题目难度中等，推断元素Y是关键，注意（4）中氧化还原反应方程式的书写配平．