Question

【题目】异丁烷脱氢制异丁烯反应为：

副反应为裂解反应：

已知：

化学键
键能	412	348	612	436

试计算异丁烷脱氢反应的______

不同压强条件下异丁烷脱氢反应的转化率如图1所示。下列说法不正确的是______。

A.主反应和副反应均在低温条件下自发

B.开发高选择性的催化剂，有效抑制副反应的发生，可提高异丁烯的选择性

C.由图1可知，范围内，温度不变，压强增大，异丁烷脱氢反应的转化率降低

D.选择合适的温度，使催化剂的活性最大，有利于提高异丁烷的平衡转化率

平衡常数的表达式中平衡浓度可以用平衡时各气体的分压代替分压物质的量分数总压强。图1中，A点状态下的异丁烷脱氢反应的平衡常数______ 保留两位有效数字。

常压、833K条件下，异丁烷脱氢制异丁烯的转化率随着惰性气体与异丁烷比例的变化情况如图2，请解释随着惰性气体与异丁烷比例的增加，异丁烷转化率逐渐增加的原因：______。

请在图2中画出温度为，其他条件不变时，异丁烷转化率图象。

科学家发现，以和为原料，熔融为电解质，纳米作催化剂，在和常压下可实现电化学合成氨。阴极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。电极反应式：______和。

Answer 1

【答案】 A、D 惰性气体的加入，降低了反应体系各气体的分压相当于减压，从而促进了脱氢反应向正反应方向进行，提高了异丁烷脱氢的转化率

【解析】

(1) 反应的焓变反应物总键能生成物总键能；

(2) A.主副反应均为，的反应；

B.催化剂改变反应历程，可以对反应进行选择；

C.反应为气体分子数增多的反应，温度不变，增大压强，不利于反应正向进行；

D.催化剂不改变化学平衡状态；

(3) A点体系压强为，异丁烷转化率为，根据方程式计算各组分的平衡分压，据此计算分压平衡常数；

(4) 根据图象，随着值增大，转化率增大，反应在恒温恒压下进行，考虑惰性气体增大，相当于充入惰性气体，体积增大，相当于起稀释作用；

(5) 反应为吸热反应，温度降低，不利于反应正向进行，转化率降低，但与转化率的关系一致；

(6) 电解池阴极区发生还原反应，作为催化剂，产生的同时也需要被消耗，转化为Fe，据此写出阴极反应。

⑴异丁烷脱氢反应为：，则，

故答案为：；

⑵A.主副反应均为，的反应，则反应在高温下自发，故A错误；

B.催化剂改变反应历程，可以对反应进行选择，有效抑制副反应的发生，可提高异丁烯的选择性，故B正确；

C.反应为气体分子数增多的反应，温度不变，增大压强，不利于反应正向进行，则异丁烷脱氢反应的转化率降低，故C正确；

D.催化剂不改变化学平衡状态，故D错误；

故答案为：A、D；

⑶A点体系压强为，异丁烷转化率为，设起始时异丁烷分压为p，则平衡时有，则，则分压平衡常数为，故答案为：；

⑷根据图象，随着值增大，转化率增大，反应在恒温恒压下进行，考虑惰性气体增大，相当于充入惰性气体，体积增大，相当于起稀释作用，促进了脱氢反应向正反应方向进行，提高了异丁烷脱氢的转化率，

故答案为：惰性气体的加入，降低了反应体系各气体的分压相当于减压，从而促进了脱氢反应向正反应方向进行，提高了异丁烷脱氢的转化率；

⑸反应为吸热反应，温度降低，不利于反应正向进行，转化率降低，但与转化率的关系一致，则可以作图为：，

故答案为：；

⑹电解池阴极区发生还原反应，作为催化剂，产生的同时也需要被消耗，转化为Fe，则阴极反应为：，故答案为：。