Question

20．已知單質硫在通常條件下以S₈（斜方硫）的形式存在，而在蒸氣狀態(tài)時，含有S₂、S₄、S₆及S₈等多種同素異形體，其中S₄、S₆和S₈具有相似的結構特點，其結構如圖1所示：
（1）在一定溫度下，測得硫蒸氣的平均摩爾質量為96g/mol，則該蒸氣中S₂分子的體積分數(shù)不小于50%．
（2）在一定條件下，S₈（s）和O₂（g）發(fā)生反應依次轉化為SO₂（g）和SO₃（g）．反應過程和能量關系可用圖2簡單表示（圖中的△H表示生成1mol產物的數(shù)據(jù)）．
①寫出表示S₈燃燒熱的熱化學方程式S₈（s）+8O₂（g）═8SO₂（g）△H=-8akJ•mol^-1．
②若已知SO₂分子中硫氧鍵的鍵能為dkJ•mol^-1，O=O鍵的鍵能為ekJ•mol^-1，則S₈分子中S-S鍵的鍵能為（2d-a-e）kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）當S₂、S₄ 時S₂分子的體積分數(shù)最小，結合平均值方法計算體積分數(shù)；
（2）①S₈（s）和O₂（g）發(fā)生反應轉化為SO₂（g）時放熱為燃燒熱，標注物質聚集狀態(tài)和反應焓變寫出熱化學方程式；
②SO₂分子中硫氧鍵的鍵能為dkJ•mol^-1，O=O鍵的鍵能為ekJ•mol^-1，結合反應熱等于反應物的鍵能總和減去生成物鍵能總和計算．

解答 解：（1）當S₂、S₄時S₂分子的體積分數(shù)最小，設S₂物質的量為x，S₄物質的量為y，則$\frac{64x+128y}{x+y}$=96，解得x：y=1：1，相同條件下氣體物質的量之比等于體積之比物得到，該蒸氣中S₂分子的體積分數(shù)不小于$\frac{1}{1+1}$×100%=50%，故答案為：50%；
（2）①S₈（s）和O₂（g）發(fā)生反應轉化為SO₂（g）時放熱為燃燒熱，由圖可知生成1molSO₂（g）放出熱量為akJ，則燃燒熱的S₈（s）+8O₂（g）═8SO₂（g）△H=-8akJ•mol^-1，故答案為：S₈（s）+8O₂（g）═8SO₂（g）△H=-8akJ•mol^-1；
②已知硫氧鍵（S=O）的鍵能為d kJ/mol，氧氧鍵（O=O）的鍵能為e kJ/mol，則設S₈分子中硫硫鍵鍵能為xKJ/mol，由S₈（s）+8O₂（g）=8SO₂（g）△H=-8aKJ/mol及反應熱=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和可知，8x+8e-16d=-8a，解得x=2d-a-e，
故答案為：（2d-a-e）KJ/mol．

點評 本題以含硫物質考查熱化學反應及計算，為高頻考點，把握圖象及燃燒熱的概念、反應熱與鍵能的關系等為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度不大．