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）比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由_______。

Answer

1s22s22p63s23p63d104s24p3 As 氧 三角锥形 As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O 稳定性：NH3>PH3>AsH3，因为元素非金属性越强其简单氢化物越稳定；沸点：NH3> AsH3>PH3，因为NH3 分子间存在氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量大于PH3，因而范德华力较大，沸点高于PH3

【解析】试题分析： X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则X为33号元素As元素；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，则Y可能为6号的C或8号的O。X跟Y可形成化合物X2Y3，则Y的非金属性强于X、Y显-2价、X显+3价，故Y为8号O元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，Z元素可以形成负一价离子，则Z为1号H元素。综上所述，X、Y和Z三种元素分别为As、O、H。

（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，该元素是氧。

（3）X与Z可形成化合物AsH3，其空间构型与NH3相似，为三角锥形。

（4）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，该反应的化学方程式是As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O。

（5）N、P、As三种元素的非金属性依次减弱，因为元素非金属性越强其简单氢化物越稳定，所以As的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性由强到弱的顺序为NH3>PH3>AsH3，因为NH3分子间存在氢键，沸点最高，AsH3相对分子质量大于PH3，因而范德华力较大，沸点高于PH3，所以X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物沸点由高到低的顺序为NH3> AsH3>PH3。