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，具有良好的經濟與社會效益。回答下列問題。
（1）利用下列鍵能數據，計算下列異丁烷直接脫氫生成異丁烯反應：（CH₃）₂CHCH₃（g）=（CH₃）₂C=CH₂（g）+H₂（g）的ΔH=

+123.5

+123.5

kJ?mol^-1。

化學鍵	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100kPa下，異丁烷的平衡轉化率α隨溫度的變化結果如圖所示。

該反應的平衡常數K_p隨溫度升高而

增大

增大

（填“增大”“減小”或“不變”）。計算820K時的平衡常數，K_p=

33.3

33.3

kPa（結果保留一位小數）。
（3）在溫度853K、壓強100kPa下，初始反應氣體組成n（H₂）/n（異丁烷）或n（Ar）/n（異丁烷）與平衡時異丁烷摩爾分數x的關系如圖所示。

其中x～n（H₂）/n（異丁烷）為曲線

M

M

，判斷依據是

加入其他氣體，體系總物質的量增加，異丁烷摩爾分數x減小，加入氫氣，平衡逆向移動，異丁烷轉化率減小，平衡時x增加，總結果是隨著n（H₂）/n（異丁烷）增加，x減小；加入稀有氣體Ar,對于分子數增加的反應，平衡正向移動，異丁烷轉化率增加，平衡時x減小，因此，相同條件下加入稀有氣體，平衡時x相對較低

加入其他氣體，體系總物質的量增加，異丁烷摩爾分數x減小，加入氫氣，平衡逆向移動，異丁烷轉化率減小，平衡時x增加，總結果是隨著n（H₂）/n（異丁烷）增加，x減小；加入稀有氣體Ar,對于分子數增加的反應，平衡正向移動，異丁烷轉化率增加，平衡時x減小，因此，相同條件下加入稀有氣體，平衡時x相對較低

。
（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，寫出該反應的熱化學方程式

（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，從產率角度分析該方法的優缺點

優點：空氣中氧氣與產物氫氣反應生成水，同時惰性的氮氣加入該分子數增加的反應中，二者均可使平衡正向移動，提高異丁烯產率；缺點：空氣中氧氣對異丁烷或異丁烯深度氧化，使得異丁烯產率降低

優點：空氣中氧氣與產物氫氣反應生成水，同時惰性的氮氣加入該分子數增加的反應中，二者均可使平衡正向移動，提高異丁烯產率；缺點：空氣中氧氣對異丁烷或異丁烯深度氧化，使得異丁烯產率降低

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