Question

【題目】異丁烷脫氫制異丁烯反應(yīng)為：

副反應(yīng)為裂解反應(yīng)：

已知：

化學(xué)鍵
鍵能	412	348	612	436

試計算異丁烷脫氫反應(yīng)的______

不同壓強條件下異丁烷脫氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率如圖1所示。下列說法不正確的是______。

A.主反應(yīng)和副反應(yīng)均在低溫條件下自發(fā)

B.開發(fā)高選擇性的催化劑，有效抑制副反應(yīng)的發(fā)生，可提高異丁烯的選擇性

C.由圖1可知，范圍內(nèi)，溫度不變，壓強增大，異丁烷脫氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率降低

D.選擇合適的溫度，使催化劑的活性最大，有利于提高異丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率

平衡常數(shù)的表達式中平衡濃度可以用平衡時各氣體的分壓代替分壓物質(zhì)的量分數(shù)總壓強。圖1中，A點狀態(tài)下的異丁烷脫氫反應(yīng)的平衡常數(shù)______ 保留兩位有效數(shù)字。

常壓、833K條件下，異丁烷脫氫制異丁烯的轉(zhuǎn)化率隨著惰性氣體與異丁烷比例的變化情況如圖2，請解釋隨著惰性氣體與異丁烷比例的增加，異丁烷轉(zhuǎn)化率逐漸增加的原因：______。

請在圖2中畫出溫度為，其他條件不變時，異丁烷轉(zhuǎn)化率圖象。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，以和為原料，熔融為電解質(zhì)，納米作催化劑，在和常壓下可實現(xiàn)電化學(xué)合成氨。陰極區(qū)發(fā)生的變化可視為按兩步進行，請補充完整。電極反應(yīng)式：______和。

Answer 1

【答案】 A、D 惰性氣體的加入，降低了反應(yīng)體系各氣體的分壓相當(dāng)于減壓，從而促進了脫氫反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，提高了異丁烷脫氫的轉(zhuǎn)化率

【解析】

(1) 反應(yīng)的焓變反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能；

(2) A.主副反應(yīng)均為，的反應(yīng)；

B.催化劑改變反應(yīng)歷程，可以對反應(yīng)進行選擇；

C.反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，溫度不變，增大壓強，不利于反應(yīng)正向進行；

D.催化劑不改變化學(xué)平衡狀態(tài)；

(3) A點體系壓強為，異丁烷轉(zhuǎn)化率為，根據(jù)方程式計算各組分的平衡分壓，據(jù)此計算分壓平衡常數(shù)；

(4) 根據(jù)圖象，隨著值增大，轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)在恒溫恒壓下進行，考慮惰性氣體增大，相當(dāng)于充入惰性氣體，體積增大，相當(dāng)于起稀釋作用；

(5) 反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度降低，不利于反應(yīng)正向進行，轉(zhuǎn)化率降低，但與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系一致；

(6) 電解池陰極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，作為催化劑，產(chǎn)生的同時也需要被消耗，轉(zhuǎn)化為Fe，據(jù)此寫出陰極反應(yīng)。

⑴異丁烷脫氫反應(yīng)為：，則，

故答案為：；

⑵A.主副反應(yīng)均為，的反應(yīng)，則反應(yīng)在高溫下自發(fā)，故A錯誤；

B.催化劑改變反應(yīng)歷程，可以對反應(yīng)進行選擇，有效抑制副反應(yīng)的發(fā)生，可提高異丁烯的選擇性，故B正確；

C.反應(yīng)為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，溫度不變，增大壓強，不利于反應(yīng)正向進行，則異丁烷脫氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率降低，故C正確；

D.催化劑不改變化學(xué)平衡狀態(tài)，故D錯誤；

故答案為：A、D；

⑶A點體系壓強為，異丁烷轉(zhuǎn)化率為，設(shè)起始時異丁烷分壓為p，則平衡時有，則，則分壓平衡常數(shù)為，故答案為：；

⑷根據(jù)圖象，隨著值增大，轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)在恒溫恒壓下進行，考慮惰性氣體增大，相當(dāng)于充入惰性氣體，體積增大，相當(dāng)于起稀釋作用，促進了脫氫反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，提高了異丁烷脫氫的轉(zhuǎn)化率，

故答案為：惰性氣體的加入，降低了反應(yīng)體系各氣體的分壓相當(dāng)于減壓，從而促進了脫氫反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，提高了異丁烷脫氫的轉(zhuǎn)化率；

⑸反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度降低，不利于反應(yīng)正向進行，轉(zhuǎn)化率降低，但與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系一致，則可以作圖為：，

故答案為：；

⑹電解池陰極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)，作為催化劑，產(chǎn)生的同時也需要被消耗，轉(zhuǎn)化為Fe，則陰極反應(yīng)為：，故答案為：。