Question

已知单质硫在通常条件下以S₈（斜方硫）的形式存在，而在蒸气状态时，含有S₂、S₄、S₆及S₈等多种同素异形体，其中S₄、S₆和S₈具有相似的结构特点，其结构如图所示：

（1）在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为72g/mol，则该蒸气中S₂分子的体积分数不小于

75%

．
（2）在一定条件下，S₈（s）和O₂（g）发生反应依次转化为SO₂（g）和SO₃（g）．反应过程和能量关系可用如图简单表示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）．

①写出表示S₈燃烧热

1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量

的热化学方程式：

S₈（s）+8O₂（g）=8SO₂（g）△H=-8aKJ/mol

．②写出SO₃分解生成SO₂和O₂的热化学方程式：

SO₃（g）=SO₂（g）+

1

2

O₂（g）△H=bKJ/mol

．
③若已知硫氧键（S=O）的键能为d kJ/mol，氧氧键（O=O）的键能为e kJ/mol，则S₈分子中硫硫键（S-S）的键能为

（2d-a-e）KJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）当S₂、S₄ 时S₂分子的体积分数最小；结合平均值方法计算体积分数；
（2）①依据燃烧热概念分析计算；分析图象能量变化，写出化学方程式，标注物质聚集状态和反应焓变写出热化学方程式；
②分析图象能量变化，写出化学方程式，标注物质聚集状态和反应焓变写出热化学方程式；
③依据反应热等于反应物的键能总和减去生成物键能总和计算分析．

解答：解：（1）当S₂、S₄时S₂分子的体积分数最小，设S₂物质的量为X，S₄物质的量为Y，

64X+128Y

X+Y

=72；得到X：Y=3：1，相同条件下气体物质的量之比等于体积之比物得到，该蒸气中S₂分子的体积分数不小于75%，故答案为：75%；
（2）①依据图象分析1molO2和

1

8

molS₈反应生成二氧化硫放热aKJ/mol，依据燃烧热的概念是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，根据概念先写出化学方程式，标注物质聚集状态，反应反应热，热化学方程式为：S₈（s）+8O₂（g）=8SO₂（g）△H=-8aKJ/mol，故答案为：S₈（s）+8O₂（g）=8SO₂（g）△H=-8aKJ/mol；
②依据图象分析结合反应能量变化，写出化学方程式，标注物质聚集状态和反应热，SO₃分解生成SO₂和O₂的热化学方程式为：SO₃（g）=SO₂（g）+

1

2

O₂（g）△H=bKJ/mol，
故答案为：SO₃（g）=SO₂（g）+

1

2

O₂（g）△H=bKJ/mol；
③已知硫氧键（S=O）的键能为d kJ/mol，氧氧键（O=O）的键能为e kJ/mol，则S₈分子中硫硫键（S-S）的键能；设S₈分子中硫硫键键能为XKJ/mol；S₈（s）+8O₂（g）=8SO₂（g）△H=-8aKJ/mol；依据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和=8X+8e-16d=-8a，X=2d-a-e，
故答案为：（2d-a-e）KJ/mol．

点评：本题考查了反应能量变化的分析判断，焓变的计算应用，反应热和键能的计算关系应用，图象分析和概念理解是解题关键，题目难度中等．