Question

7．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1所示：

回答下列问题：
（1）下列有关说法正确的是CE
A．S₂、S₄、S₆、S₈互为同系物                B．S₈转化为S₆、S₄、S₂属于物理变化
C．不论哪种硫分子，完全燃烧时都生成SO₂    D．常温条件下单质硫为原子晶体
E.32gS₈单质含有的S-S键个数为N_A
（2）在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80g/mol，则该蒸气中S₂分子的体积分数不小于75%．
（3）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图2简单表示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）．
①写出表示S₈燃烧的热化学方程式S₈（s）+8O₂（g）═8SO₂（g）△H=-8akJ•mol^-1
②写出SO₃分解生成SO₂和O₂的热化学方程式SO₃（g）=SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+bKJ/mol．

Answer 1

分析 （1）A．同种元素形成的不同单质是同素异形体；
B．同素异形体间的转化是化学变化；
C．硫元素组成的单质燃烧产物是二氧化硫；
D．单质硫为分子晶体；
E．一个S₈分子（其“皇冠”结构如图）中含有的S-S键个数为8个；
（2）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；
（3）①S₈（s）和O₂（g）发生反应转化为SO₂（g）时放热为燃烧热，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．

解答 解：（1）A．同种元素形成的不同单质是同素异形体，故A错；
B．同素异形体间的转化是化学变化，故B错；
C．硫元素组成的单质燃烧产物是二氧化硫，故C正确；
D．常温下单质硫为分子晶体，故D错误；
E．一个S₈分子（其“皇冠”结构如图）中含有的S-S键个数为8个，32gS₈单质物质的量=$\frac{32g}{8×32g•mo{l}^{-1}}$=0.125mol，含有的S-S键个数为N_A，故E正确；
故答案为：CE；
（2）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，$\frac{64X+128Y}{X+Y}$=80；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%；
（3）①S₈（s）和O₂（g）发生反应转化为SO₂（g）时放热为燃烧热，由图可知生成1molSO₂（g）放出热量为akJ，
则燃烧热的S₈（s）+8O₂（g）═8SO₂（g）△H=-8akJ•mol^-1，
故答案为：S₈（s）+8O₂（g）═8SO₂（g）△H=-8akJ•mol^-1；
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）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+bKJ/mol，
故答案为：SO₃（g）=SO₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+bKJ/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，热化学方程式的书写，图象分析和概念理解是解题关键，题目难度中等．