异丁烯是一种重要的化工原料，主要用于制备甲基叔丁基醚、丁基橡胶、甲基丙烯腈等。将异丁烷脱氢制备异丁烯，可提高异丁烷的附加值，具有良好的经济与社会效益。回答下列问题。
（1）利用下列键能数据，计算下列异丁烷直接脱氢生成异丁烯反应：（CH₃）₂CHCH₃（g）=（CH₃）₂C=CH₂（g）+H₂（g）的ΔH=

+123.5

+123.5

kJ•mol^-1。

化学键	C—C	C=C	C—H	H—H	O—H	O=O
键能/（kJ•mol-1）	347.7	615	413.4	436	462.8	497.3

（2）在压强100kPa下，异丁烷的平衡转化率α随温度的变化结果如图所示。

该反应的平衡常数K_p随温度升高而

增大

增大

（填“增大”“减小”或“不变”）。计算820K时的平衡常数，K_p=

33.3

33.3

kPa（结果保留一位小数）。
（3）在温度853K、压强100kPa下，初始反应气体组成n（H₂）/n（异丁烷）或n（Ar）/n（异丁烷）与平衡时异丁烷摩尔分数x的关系如图所示。

其中x～n（H₂）/n（异丁烷）为曲线

M

M

，判断依据是

加入其他气体，体系总物质的量增加，异丁烷摩尔分数x减小，加入氢气，平衡逆向移动，异丁烷转化率减小，平衡时x增加，总结果是随着n（H₂）/n（异丁烷）增加，x减小；加入稀有气体Ar,对于分子数增加的反应，平衡正向移动，异丁烷转化率增加，平衡时x减小，因此，相同条件下加入稀有气体，平衡时x相对较低

加入其他气体，体系总物质的量增加，异丁烷摩尔分数x减小，加入氢气，平衡逆向移动，异丁烷转化率减小，平衡时x增加，总结果是随着n（H₂）/n（异丁烷）增加，x减小；加入稀有气体Ar,对于分子数增加的反应，平衡正向移动，异丁烷转化率增加，平衡时x减小，因此，相同条件下加入稀有气体，平衡时x相对较低

。
（4）有人提出加入适量空气，采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，写出该反应的热化学方程式

（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

。并比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯，从产率角度分析该方法的优缺点

优点：空气中氧气与产物氢气反应生成水，同时惰性的氮气加入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率；缺点：空气中氧气对异丁烷或异丁烯深度氧化，使得异丁烯产率降低

优点：空气中氧气与产物氢气反应生成水，同时惰性的氮气加入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率；缺点：空气中氧气对异丁烷或异丁烯深度氧化，使得异丁烯产率降低

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