Question

【题目】丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：

（1）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___。

（2）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___、___；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是__。

Answer 1

【答案】氢气是产物之一，随着增大，逆反应速率增大 升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类

【解析】

（1）丁烷分解产生丁烯和氢气，增加氢气的量会使平衡逆向移动，丁烯的产率下降；

（2）升高温度反应速率加快，单位时间内生成的丁烯更多，升高温度平衡正向移动，丁烯产率增加；丁烷高温裂解生成的短碳链烃类化合物，因此当温度超过590℃时，部分丁烷裂解导致产率降低。

（1）丁烷分解产生丁烯和氢气，开始充入H2是为活化催化剂，同时H2作为反应的产物，增加H2的量会使平衡逆向移动，导致丁烯的产率下降；

（2）590℃之前，温度升高时反应速率加快，单位时间内生成的丁烯更多，反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，丁烯产率增加；而温度超过590℃，由于丁烷高温裂解生成的短碳链烃类化合物，因此产率下降。