Question

【題目】異丁烷脫氫制異丁烯反應為：

副反應為裂解反應：

已知：

化學鍵
鍵能	412	348	612	436

試計算異丁烷脫氫反應的______

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

A.主反應和副反應均在低溫條件下自發(fā)

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

C.由圖1可知，范圍內，溫度不變，壓強增大，異丁烷脫氫反應的轉化率降低

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，異丁烷轉化率圖象。

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

Answer 1

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

【解析】

(1) 反應的焓變反應物總鍵能生成物總鍵能；

(2) A.主副反應均為，的反應；

B.催化劑改變反應歷程，可以對反應進行選擇；

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

D.催化劑不改變化學平衡狀態(tài)；

(3) A點體系壓強為，異丁烷轉化率為，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，轉化率增大，反應在恒溫恒壓下進行，考慮惰性氣體增大，相當于充入惰性氣體，體積增大，相當于起稀釋作用；

(5) 反應為吸熱反應，溫度降低，不利于反應正向進行，轉化率降低，但與轉化率的關系一致；

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

⑴異丁烷脫氫反應為：，則，

故答案為：；

⑵A.主副反應均為，的反應，則反應在高溫下自發(fā)，故A錯誤；

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

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

D.催化劑不改變化學平衡狀態(tài)，故D錯誤；

故答案為：A、D；

⑶A點體系壓強為，異丁烷轉化率為，設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，轉化率增大，反應在恒溫恒壓下進行，考慮惰性氣體增大，相當于充入惰性氣體，體積增大，相當于起稀釋作用，促進了脫氫反應向正反應方向進行，提高了異丁烷脫氫的轉化率，

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

⑸反應為吸熱反應，溫度降低，不利于反應正向進行，轉化率降低，但與轉化率的關系一致，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，作為催化劑，產生的同時也需要被消耗，轉化為Fe，則陰極反應為：，故答案為：。