Question

丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径，其热化学方程式为  ，请回答下列相关问题。

下表为部分键能数据，据此可算出___________。

化学键
键能	332	611	414	436

一定温度下，向的密闭容器中充入发生脱氢反应，经过达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的倍。

内氢气的生成速率_______，的平衡转化率为_______。

下列情况能说明该反应达到平衡状态的是____________填标号。

A.混合气体的平均相对分子质量保持不变  与的物质的量之比保持不变

C.混合气体的密度保持不变    的分解速率与的消耗速率相等

脱氢反应分别在压强为和时发生，丙烷及丙烯的平衡物质的量分数随温度变化如图所示：

压强：_________填“”或“”。

为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率，可采取的措施是___________。

若，起始时充入丙烷发生反应，则Q点对应温度下，反应的平衡常数_______用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数。

实际生产中常在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氧反应，充入氩气的原因是______________。

Answer

升高温度 提高丙烷的平衡转化率

【解析】

(1)反应热=反应物总键能-生成物总键能；

(2)①平衡压强是起始的1.4倍，因此平衡时气体总物质的量为2.8mol。增加了0.8mol；

求得v(H2)=，也得到丙烷平衡转化率；

②结合平衡状态的特征分析判断；

(3)①其它条件一定，加压平衡逆向移动，丙烷的平衡百分含量增大；

②升温提高反应速率和反应物的平衡转化率；

③Q点丙烯和氯气的物质的量之比为1:1，因此物质的量分数均为25%，丙烷、丙烯、氯气的平衡分压依次为0.05 MPa、0.25MPa、0.025MPa，求得平衡常数Kp；

④在恒温、恒压的密闭容器中，增大氩气的量，体积增大，相当于减压，从而使得平衡正向移动，提高了丙烷的平衡转化率越大。

反应热反应物总键能生成物总键能；

平衡压强是起始的倍，因此平衡时气体总物质的量为，增加了；

  因此，丙烷平衡转化率；

气体平均分子量不变说明气体总物质的量不变，可以证明体系达平衡状态，故A正确；

B.起始只充入了丙烷，与的物质的量之比始终为1：1，不能证明体系达平衡状态，故B错误；

C.纯气体体系且恒容，气体密度始终保持不变，不能证明体系是否达平衡状态，故C错误；

D.的分解速率等于的生成速率，也就是的消耗速率与生成速率相等，可以证明体系达平衡状态，故D正确；

故答案为：AD；

其它条件一定，加压平衡逆向移动，丙烷的平衡百分含量增大，因此；

根据计算结果或者图像均可知正反应吸热，升温能同时提高反应速率和反应物的平衡转化率；

设丙烷物质的量为1mol，消耗物质的量为x，图象中可知丙烷在Q点物质的量分数为；

，，则Q点对应温度下反应的平衡常数Kp；

该反应的气体分子数增加的反应，随着氩气比例的增加，降低了反应体系各气体的分压，相当于减压，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动，从而提高丙烷脱氢转化率。