丙烯是重要的化工原料,利用丙烷制备丙烯通常有三种方法。方法一:丙烷直接脱氢法(1)丙烷直接脱氢的主要反应为C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g),△H1=+129.80kJ•mol-1。600℃、0.4MPa下,向装有催化剂的恒压密闭容器中以((n({{H_2)O})})/((n({{C_3){H_8)})}}=1投料,发生反应。丙烷的转化率(α)随时间(t)变化的曲线如图所示。α/%-|||-59-|||-40-|||-30-|||-20-|||-10--|||-0 t/h-|||-/2①该体系达到平衡状态的标志为 ____ 。(填选项字母)A.单位时间内,消耗C3H8(g)的物质的量等于生成H2(g)的物质的量B.体系中气体的密度不再改变C.单位体积内气体的分子数不再改变D.H2O(g)的分压不再改变②用分压表示该反应的平衡常数Kp= ____ ;增大((n({{H_2)O})})/((n({{C_3){H_8)})}}的值可提高丙烷的平衡转化率,解释其原因为 ____ 。方法二:丙烷氧化脱氢法(2)丙烷氧化脱氢制丙烯时,主要发生反应C3H8 (g)+(1)/(2)O2(g)⇌C3H6(g)+H2O(g)△H2。已知:氢气的燃烧热(△H)为-285.5kJ•mol-1;水的汽化热(△H)为+40.8kJ•mol-1;结合△H1,可计算△H2= ____ ;与方法一相比,方法二的优点为 ____ 。(写出一点即可)(3)我国科研机构利用计算机模拟得出:在VO3/CeO2表面,丙烷催化氧化脱去第一个H的反应历程可能有两种(如图所示),其中TSTebbe表示过渡态。由图分析可知,丙烷氧化脱去的第一个H是与 ____ (填“VO3”或“CeO2”)中的O结合,原因为 ____ 。α/%-|||-59-|||-40-|||-30-|||-20-|||-10--|||-0 t/h-|||-/2方法三:丙烷与CO2耦合法(4)丙烷与CO2耦合法制丙烯时,主要发生如下反应:ⅰ.C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)ⅱ.C3H8(g)⇌C2H4(g)+CH4(g)ⅲ.3CO2(g)+9H2(g)⇌C3H6(g)+6H2O(g)ⅳ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)在580℃时,将C3H8和CO2按体积比为1:1充入一恒压密闭容器中进行反应,实验测得体系中C3H8(g)、的转化率和C3H6(g)的选择性、C3H6(g)的产率随催化剂组成和压强的变化分别如图(a)和(b)所示。已知:C3H6的选择性越高,副产物的含量越低。耦合法制丙烯适宜选择的生产条件为 ____ ;随压强增大C3H6(g)的平衡产率先增大后减小的原因为 ____ 。α/%-|||-59-|||-40-|||-30-|||-20-|||-10--|||-0 t/h-|||-/2

丙烯是重要的化工原料,利用丙烷制备丙烯通常有三种方法。
方法一:丙烷直接脱氢法
(1)丙烷直接脱氢的主要反应为C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g),△H1=+129.80kJ•mol-1。600℃、0.4MPa下,向装有催化剂的恒压密闭容器中以$\frac{{n({{H_2}O})}}{{n({{C_3}{H_8}})}}$=1投料,发生反应。丙烷的转化率(α)随时间(t)变化的曲线如图所示。
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①该体系达到平衡状态的标志为 ____ 。(填选项字母)
A.单位时间内,消耗C3H8(g)的物质的量等于生成H2(g)的物质的量
B.体系中气体的密度不再改变
C.单位体积内气体的分子数不再改变
D.H2O(g)的分压不再改变
②用分压表示该反应的平衡常数Kp= ____ ;增大$\frac{{n({{H_2}O})}}{{n({{C_3}{H_8}})}}$的值可提高丙烷的平衡转化率,解释其原因为 ____ 。
方法二:丙烷氧化脱氢法
(2)丙烷氧化脱氢制丙烯时,主要发生反应C3H8 (g)+$\frac{1}{2}$O2(g)⇌C3H6(g)+H2O(g)△H2。已知:氢气的燃烧热(△H)为-285.5kJ•mol-1;水的汽化热(△H)为+40.8kJ•mol-1;结合△H1,可计算△H2= ____ ;与方法一相比,方法二的优点为 ____ 。(写出一点即可)
(3)我国科研机构利用计算机模拟得出:在VO3/CeO2表面,丙烷催化氧化脱去第一个H的反应历程可能有两种(如图所示),其中TSTebbe表示过渡态。由图分析可知,丙烷氧化脱去的第一个H是与 ____ (填“VO3”或“CeO2”)中的O结合,原因为 ____ 。
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方法三:丙烷与CO2耦合法
(4)丙烷与CO2耦合法制丙烯时,主要发生如下反应:
ⅰ.C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)
ⅱ.C3H8(g)⇌C2H4(g)+CH4(g)
ⅲ.3CO2(g)+9H2(g)⇌C3H6(g)+6H2O(g)
ⅳ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
在580℃时,将C3H8和CO2按体积比为1:1充入一恒压密闭容器中进行反应,实验测得体系中C3H8(g)、的转化率和C3H6(g)的选择性、C3H6(g)的产率随催化剂组成和压强的变化分别如图(a)和(b)所示。
已知:C3H6的选择性越高,副产物的含量越低。耦合法制丙烯适宜选择的生产条件为 ____ ;随压强增大C3H6(g)的平衡产率先增大后减小的原因为 ____ 。
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