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，其结构如下

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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，其结构如下图所示：

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下图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol含硫产物的数据)。

(1)写出表示S₈燃烧热的热化学方程式_____________________。
(2)写出SO₃分解生成SO₂和O₂的热化学方程式_________________________。
(3)若已知SO₂中硫氧键的键能为d kJ·mol^-1，O₂中氧氧键的键能为e kJ·mol^-1，则S₈分子中硫硫键的键能为___________。

答案

(1)S₈(s)+8O₂(g)==8SO₂(g) ΔH="-8a" kJ∕mol
(2)2SO₃(g)

2SO₂(g)+O₂(g) ΔH=+2bkJ∕mol
(3)(2d-a-e) kJ∕mol

解析

试题分析：由图可看出产生1mol的二氧化硫放出热量为aKJ∕mol，所以S₈燃烧的热化学方程式为： S₈（s）+8O₂(g)=8SO₂(g ) ; ΔH=-8aKJ∕mol (2) SO₂和O₂的能量高，SO₃能量低。SO₃分解生成SO₂和O₂吸热_。分解₂的热化学方程式为：2SO₃(g)

2SO₂(g)+O₂(g) ΔH="+2b" kJ∕mol.根据反应热就是断裂旧键吸收的热量和形成新化学键所释放的热量的差值。假设S—S键为X，则8X+8e-16d="-8a" ,解得X=（2d-a-e）kJ∕mol.

举一反三

甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。
（1）为探究用CO₂生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g)

CH₃OH(g)＋H₂O(g) △H＝－49.0kJ/mol
测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如右图。请回答：

①从反应开始到平衡，氢气的反应速率：v(H₂)＝                        。
②能够说明该反应已达到平衡的是_________。
A．恒温、恒容时，容器内的压强不再变化
B．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化
C．一定条件下，CO、H₂和CH₃OH的浓度保持不变
D．一定条件下，单位时间内消耗3molH₂的同时生成1molCH₃OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的是           。
A．加入催化剂                B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H₂O(g)从体系中分离      D．降低温度
④求此温度(T₁)下该反应的平衡常数K₁＝                (计算结果保留三位有效数字)。
⑤另在温度(T₂)条件下测得平衡常数K₂，已知T₂＞T₁，则K₂     (填“＞”、“＝”或“＜”)K₁。
（2）以CH₃OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH₃OH燃料电池(电池总反应式：2CH₃OH＋3O₂＋4OH^－＝2CO₃²^－＋6H₂O)，则充入CH₃OH的电极为  极，充入O₂的电极反应式              。
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)＋3O₂(g)＝2CO₂(g)＋4H₂O(g)  △H₁
②2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g) △H₂
则1mol甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水时反应的△H＝                   。（用含△H₁、△H₂的式子表示）

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氢氧两种元素形成的常见物质有H₂O与H₂O₂，在一定条件下均可分解。
（1）已知：

化学键	断开1mol化学键所需的能量（kJ）
H—H	436
O—H	463
O=O	498

①H₂O的电子式是       。
②H₂O（g）分解的热化学方程式是       。
③11.2 L（标准状况）的H₂完全燃烧，生成气态水，放出       kJ的热量。
（2）某同学以H₂O₂分解为例，探究浓度与溶液酸碱性对反应速率的影响。常温下，按照如表所示的方案完成实验。

实验编号	反应物		催化剂
a	50 mL 5% H₂O₂溶液		1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl₃溶液
b	50 mL 5% H₂O₂溶液	少量浓盐酸	1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl₃溶液
c	50 mL 5% H₂O₂溶液	少量浓NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl₃溶液
d	50 mL 5% H₂O₂溶液		MnO₂

①测得实验a、b、c中生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示。

图1 图2
由该图能够得出的实验结论是_________。
②测得实验d在标准状况下放出氧气的体积随时间变化的关系如图2所示。解释反应速率变化的原因：。

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“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m^-3的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛。
（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)   ΔH₁＝—393.5 kJ·mol^-1  ①
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH₂＝—483.6 kJ·mol^-1  ②
C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) ΔH₃＝＋131.3 kJ·mol^-1  ③
则反应CO(g)+H₂(g) +O₂(g)= H₂O(g)+CO₂(g)，ΔH=     kJ·mol^-1。标准状况下的煤炭气（CO、H₂）33.6 L与氧气完全反应生成CO₂和H₂O，反应过程中转移   mol e^-。
（2）密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为V_AL，则该温度下的平衡常数K=                  ；A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)_总：n(B)_总=     。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间t_A     t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是       。
A.降温     B.加压     C.使用催化剂    D.将甲醇从混合体系中分离出来

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Ⅰ：工业上用CO₂和H₂在一定条件发生如下反应合成甲醇并放出大量的热：CO₂(g)+3H₂(g)

CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁   回答下列问题。
（1）已知：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   ΔH₂
则反应2CH₃OH(g)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g) ΔH=           （用含ΔH₁、ΔH₂表示）
（2）若反应温度升高，CO₂的转化率       (填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）写出在酸性环境中，甲醇燃料电池中的正极反应方程式
Ⅱ：生产甲醇的原料H₂可用如下方法制得：CH₄(g) + H₂O(g)

CO(g) + 3H₂(g)，一定温度下，将2 mol CH₄和4 mol H₂O通入容积为10L的密闭反应室中，反应中CO的物质的量浓度的变化情况如图所示，请回答下列问题：

（4）反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡，平均反应速率v(H₂)为；并求此反应在此温度下的平衡常数（在答题卡对应的方框内写出计算过程）。
（5）在第5分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后，若在第8分钟时达到新的平衡（此时CO的浓度约为0.25 mol·L^—1），请在图中画出第5分钟后H₂浓度的变化曲线。

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已知下列反应的热化学方程式为
（1）CH₃COOH(l)＋2O₂(g)=2CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH₁＝－870.3 kJ/mol
（2）C(s)＋O₂(g)=CO₂(g) ΔH₂＝－393.5 kJ/mol
（3）H₂(g)＋

O₂(g)=H₂O(l) ΔH₃＝－285.8 kJ/mol
则反应2C(s)＋2H₂(g)＋O₂(g)=CH₃COOH(l)的ΔH为（）

A．－488.3 kJ/mol

B．－191 kJ/mol

C．－476.8 kJ/mol

D．－1 549.6 kJ/mol

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