異丁烯是一種重要的化工原料,能用于生產(chǎn)甲基叔丁基醚、丁基橡膠、聚異丁烯和甲基丙烯酸酯等。它可由異丁烷通過如下反應(yīng)催化脫氫制備:C4H10(g)?C4H8(g)+H2(g)ΔH,回答下列問題:
(1)已知化學(xué)鍵的鍵能如下表所示,則ΔH=
+123
+123
kJ?mol-1。
化學(xué)鍵 |
H-H |
C-H |
C-C |
C=C |
E(kJ?mol-1) |
436 |
413 |
348 |
615 |
(2)異丁烷的轉(zhuǎn)化率和異丁烯的選擇性[選擇性=
]隨著溫度的變化如圖所示。當(dāng)溫度升高時(shí),異丁烯的選擇性變化的原因是
BC
BC
(填標(biāo)號(hào))。
A.催化劑的活性增大
B.異丁烷裂解發(fā)生副反應(yīng)
C.異丁烯容易發(fā)生聚合反應(yīng)
D.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
(3)在853K、100kPa反應(yīng)條件下,向反應(yīng)器中加入氬氣與異丁烷混合氣體。
①異丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率隨
的增大而升高,其原因?yàn)?
反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),恒壓加入稀有氣體導(dǎo)致體積變大,平衡正向進(jìn)行
反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),恒壓加入稀有氣體導(dǎo)致體積變大,平衡正向進(jìn)行
。
②當(dāng)
=1:3時(shí),達(dá)到平衡所需時(shí)間為10min,異丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率為66.67%,則異丁烷分壓的平均變化率為
5.83
5.83
kPa/min,異丁烷脫氫反應(yīng)的K
p=
66.67
66.67
kPa。
(4)“〇”表示催化劑固體雜多酸鹽,“???〇”表示吸附在該催化劑表面,異丁烷脫氫反應(yīng)的機(jī)理如下,請補(bǔ)充基元反應(yīng)Ⅲ。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.H
2???O→H
2(g)+O