異丁烯是一種重要的化工原料，主要用于制備甲基叔丁基醚、丁基橡膠、甲基丙烯腈等。將異丁烷脫氫制備異丁烯，可提高異丁烷的附加值，具有良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益?；卮鹣铝袉?wèn)題。
（1）利用下列鍵能數(shù)據(jù)，計(jì)算下列異丁烷直接脫氫生成異丁烯反應(yīng)：（CH₃）₂CHCH₃（g）=（CH₃）₂C=CH₂（g）+H₂（g）的ΔH=

+123.5

+123.5

kJ?mol^-1。

化學(xué)鍵	C—C	C=C	C—H	H—H	O—H	O=O
鍵能/（kJ?mol-1）	347.7	615	413.4	436	462.8	497.3

（2）在壓強(qiáng)100kPa下，異丁烷的平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化結(jié)果如圖所示。

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K_p隨溫度升高而

增大

增大

（填“增大”“減小”或“不變”）。計(jì)算820K時(shí)的平衡常數(shù)，K_p=

33.3

33.3

kPa（結(jié)果保留一位小數(shù)）。
（3）在溫度853K、壓強(qiáng)100kPa下，初始反應(yīng)氣體組成n（H₂）/n（異丁烷）或n（Ar）/n（異丁烷）與平衡時(shí)異丁烷摩爾分?jǐn)?shù)x的關(guān)系如圖所示。

其中x～n（H₂）/n（異丁烷）為曲線

M

M

，判斷依據(jù)是

加入其他氣體，體系總物質(zhì)的量增加，異丁烷摩爾分?jǐn)?shù)x減小，加入氫氣，平衡逆向移動(dòng)，異丁烷轉(zhuǎn)化率減小，平衡時(shí)x增加，總結(jié)果是隨著n（H₂）/n（異丁烷）增加，x減??；加入稀有氣體Ar,對(duì)于分子數(shù)增加的反應(yīng)，平衡正向移動(dòng)，異丁烷轉(zhuǎn)化率增加，平衡時(shí)x減小，因此，相同條件下加入稀有氣體，平衡時(shí)x相對(duì)較低

加入其他氣體，體系總物質(zhì)的量增加，異丁烷摩爾分?jǐn)?shù)x減小，加入氫氣，平衡逆向移動(dòng)，異丁烷轉(zhuǎn)化率減小，平衡時(shí)x增加，總結(jié)果是隨著n（H₂）/n（異丁烷）增加，x減??；加入稀有氣體Ar,對(duì)于分子數(shù)增加的反應(yīng)，平衡正向移動(dòng)，異丁烷轉(zhuǎn)化率增加，平衡時(shí)x減小，因此，相同條件下加入稀有氣體，平衡時(shí)x相對(duì)較低

。
（4）有人提出加入適量空氣，采用異丁烷氧化脫氫的方法制備異丁烯，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

（CH₃）₂CHCH₃（g）+

1

2

O₂（g）→（CH₂）₂C=CH₂（g）+H₂O（g）ΔH=-117.45kJ/mol

（CH₃）₂CHCH₃（g）+

1

2

O₂（g）→（CH₂）₂C=CH₂（g）+H₂O（g）ΔH=-117.45kJ/mol

。并比較異丁烷直接脫氫制備異丁烯，從產(chǎn)率角度分析該方法的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：空氣中氧氣與產(chǎn)物氫氣反應(yīng)生成水，同時(shí)惰性的氮?dú)饧尤朐摲肿訑?shù)增加的反應(yīng)中，二者均可使平衡正向移動(dòng)，提高異丁烯產(chǎn)率；缺點(diǎn)：空氣中氧氣對(duì)異丁烷或異丁烯深度氧化，使得異丁烯產(chǎn)率降低

優(yōu)點(diǎn)：空氣中氧氣與產(chǎn)物氫氣反應(yīng)生成水，同時(shí)惰性的氮?dú)饧尤朐摲肿訑?shù)增加的反應(yīng)中，二者均可使平衡正向移動(dòng)，提高異丁烯產(chǎn)率；缺點(diǎn)：空氣中氧氣對(duì)異丁烷或異丁烯深度氧化，使得異丁烯產(chǎn)率降低

。