Question

【題目】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__________。X與同周期鹵族元素的第一電離能比較，較大的是____________________(填元素符號)。

(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，XZ3分子的VSEPR模型為____________________。

(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)XY43-的空間構型為__________，與其互為等電子體的一種分子__________。

(6)X的某氧化物的分子結構如圖所示。

該化合物的化學式為___________，X原子采取___________雜化。

Answer 1

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

【解析】

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，據此分析解答。

根據上述分析，X為As元素，Y為O元素，Z為H元素。

(1)根據上述分析可知，X為As；X元素原子的核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d104s24p3；與X同周期鹵族元素為Br，第一電離能較大的是Br，故答案為：1s22s22p63s23p63d104s24p3；As； Br；

(2)Y為O元素，O原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，價層電子的電子排布圖為，故答案為：；氧；

(3)X為As元素，Z為H元素，X與Z可形成化合物AsH3，As的價層電子對數=3+1=4，VSEPR模型為四面體，故答案為：四面體；

(4)X為As元素，Y為O元素，Z為H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，故答案為：As2O3+6Zn+6H2SO4═2AsH3↑+6ZnSO4+3H2O；

(5) X為As元素，Y為O元素，AsO43-中As的價層電子對數=4+=4，As采用sp3雜化，空間構型為四面體，AsO43-的原子數=5，價電子數=5+4×6+3=32，與其互為等電子體的一種分子為CCl4，故答案為：四面體；CCl4；

(6) X為As元素，根據As的某氧化物的分子結構圖可知，分子中含有4個As原子和6個O原子，化學式為As4O6，As原子與3個O原子形成鍵，含有1個孤電子對，采取sp3雜化，故答案為：As4O6；sp3。