Question

（1）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：
①在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80g?mol^-1，则该蒸气中S₂分子的体积分数不小于

 

．
②若已知硫氧键的键能为d kJ?mol^-1，氧氧键的键能为e kJ?mol^-1，S（s）+O₂（g）═SO₂（g）△H=-a kJ?mol^-1，则S₈分子硫硫键的键能为

 

．
（2）下表是部分化学键的键能数据：

化学键	P-P	P-O	O═O	P═O
键能（kJ?mol-1）	198	360	498	X

①已知白磷的燃烧热为2 982kJ?mol^-1，白磷（P₄）、P₄O₆、P₄O₁₀结构如图2所示，则上表中X=

 

；
②0.5mol白磷（P₄）与O₂完全反应生成固态P₄O₆，放出的热量为

 

kJ．

Answer 1

考点：反应热和焓变

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）①本题用极值法讨论，因为

.

M

=80g?mol^-1，所以当混合气体中只含有S₂和S₄时，S₂的体积分数最小；
②依据焓变=反应物键能总和-生成物键能总和计算得到；
（2）①依据焓变=反应物键能总和-生成物键能总和计算得到；
②P₄+3O₂═P₄O₆，计算反应焓变，结合反应定量关系计算得到；

解答： 解：（1）①本题用极值法讨论，因为

.

M

=80g?mol^-1，所以当混合气体中只含有S₂和S₄时，S₂的体积分数最小，设S₂的体积分数为x，则

64g?mol-1?x+128g?mol-11-x

1mol

=80g?mol^-1
x=

3

4

，即75%；
故答案为：75%；
②设硫硫键的键能为x kJ?mol^-1，则：
-a kJ?mol^-1=

1

8

×8?x kJ?mol^-1+e kJ?mol^-1-2d kJ?mol^-1；
x=（2d-a-e）kJ?mol^-1；
故答案为：（2d-a-e）kJ?mol^-1；
（2）①由题意可知P₄+5O₂═P₄O₁₀，△H=-2 982kJ?mol^-1．根据图示知，1mol P₄含有6mol P-P键，1mol P₄O₁₀含12mol P-O键，4mol P═O键，根据键能与反应热关系，反应热等于反应物总键能与产物总键能之差，断裂1mol共价键吸收的能量与生成1mol该共价键放出的能量数值相等．
有198kJ?mol^-1×6+498kJ?mol^-1×5-360kJ?mol^-1×12-4X=-2 982kJ?mol^-1，X=585kJ?mol^-1；
故答案为：585；
②P₄+3O₂═P₄O₆，1mol P₄O₆含有12mol P-O键，反应热为△H=198kJ?mol^-1×6+498kJ?mol^-1×3-360kJ?mol^-1×12=-1 638kJ?mol^-1，0.5mol白磷（P₄） 与O₂完全反应生成固态P₄O₆放出的热量为1 638kJ?mol^-1×0.5mol=819kJ；
故答案为：819；

点评：本题考查了热化学方程式的计算应用，主要是物质结构和焓变计算分析，反应的焓变=反应物总键能与产物总键能之差的计算应用是解题关键，题目难度中等．