2.4 化学反应的调控（课件PPT）-【新课程学案】2024-2025学年高中化学选择性必修1（人教版2019，通用版）

第四节　化学反应的调控 学习目标 重点难点 1.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。 2.知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。 重点 合成氨反应中化学反应速率和化学平衡的综合调控 难点 形成多角度调控反应的思路 目 录 01 02 03 新知探究(一)——合成氨反应条件的原理分析 新知探究(二)——工业合成氨的适宜条件 课时跟踪检测 01 新知探究(一)——合成氨反应条件的原理分析 2．反应特点 减小 3．原理分析 从增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量角度分析(填写表格) 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 压强 压强 温度 升高温度 温度 催化剂 使用 无影响 浓度 反应物浓度 增大反应物浓度 增大 增大 降低 增大 [题点多维训练] 1．下列有关合成氨工业的说法正确的是(　 ) A．N2的量越多，H2的转化率越大，因此，充入的N2越多越有利于NH3的合成 B．恒容条件下充入稀有气体有利于NH3的合成 C．工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行 D．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在常温时可自发进行 √ 解析：A项，在合成氨工业中应选择一个合适的投料比[n(N2)∶n(H2)]，并不是充入的N2越多越有利于NH3的合成； B项，恒容条件下，充入稀有气体对平衡无影响； C、D项，ΔH－TΔS<0时反应自发进行，而合成氨反应的ΔH<0、ΔS<0，故在常温条件下该反应能自发进行。 2．在合成氨反应中使用催化剂和施加高压，下列叙述正确的是(　 ) A．都能提高反应速率，都对化学平衡无影响 B．都对化学平衡有影响，但都不影响达到平衡状态所用的时间 C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有施加高压对化学平衡有影响 D．使用催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而施加高压无此效果 √ 3．在合成氨时，要使氨的产率增大，又要使化学反应速率增大，可以采取的措施有(　 ) ①增大体积使压强减小 ②减小体积使压强增大 ③升高温度　④降低温度 ⑤恒温恒容，再充入N2和H2 ⑥恒温恒压，再充入N2和H2 ⑦及时分离产生的NH3　⑧使用催化剂 A．②④⑤⑦ B．②③④⑤⑦⑧ C．②⑤ D．②③⑤⑧ √ 解析：根据题目要求，既要满足增大速率，又要满足使化学平衡向右移动。从反应速率角度分析，①④⑦三种条件下化学反应速率降低； ⑥条件下化学反应速率不变； ②③⑤⑧条件下化学反应速率增高。 从平衡移动角度分析：①③条件下化学平衡向左移动； ②④⑤⑦条件下化学平衡向右移动； ⑥⑧条件下化学平衡不移动。 02 新知探究(二)——工业合成氨的适宜条件 1．合成氨工业中生产条件的选择 压强 理论和实验数据的分析均表明，合成氨时压强增大可以同时提高反应速率和转化率。但是，压强越大，对材料的强度和设备的要求也越高，增加生产投资并可能降低综合经济效益。一般采用的压强为10 MPa～30 MPa 温度 温度升高有利于提高反应速率，温度降低有利于提高反应转化率。因此，需要选择一个适宜的温度，一般采用的温度为400～500 ℃ 催 化 剂 加入催化剂可以加快反应速率，对化学平衡无影响，一般选择铁触媒作为合成氨工业的催化剂。该催化剂在500 ℃左右时活性最大，这也是温度选择的原因之一。另外，为了防止杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化 浓度 为提高平衡转化率，工业上采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液态氨并及时分离，分离后的原料气循环使用，并及时补充氢气和氮气，使反应物保持一定的浓度 续表 2．合成氨生产流程示意图 3．化学反应的调控 影响化学反应进行的因素有两个方面：参加反应的物质本身因素(组成、结构、性质等)和外部条件(温度、压强、浓度、催化剂等)。化学反应的调控，就是通过改变外界条件使一个可能发生的反应按照某一方向进行。在实际生产中，要综合考虑化学反应速率和化学平衡的因素，寻找一个适宜的生产条件。 应用化学　 工业上以黄铁矿(FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程如图： 下表是不同压强、温度时SO2的转化率情况。 温度 不同压强下SO2的转化率/% 1×105 Pa 5×105 Pa 1×106 Pa 5×106 Pa 1×107 Pa 450 ℃ 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 ℃ 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 1．从理论上分析，为了使反应物的转化率尽可能大，在温度和压强方面如何选择？ 提示：低温高压。 2．在实际工业生产中通常选择的温度是450 ℃，理由是什么？ 提示：该反应是放热反应，升高温度，反应物转化率降低，在450 ℃时反应物转化率较高。 3．在实际工业生产中通常选择的压强是多少？理由是什么？ 提示：1×105 Pa。常压下SO2的转化率已经很高，若采用较大的压强，SO2的转化率提高很少，但对设备及动力的要求更高。 4．在合成SO3的过程中，解释不需要分离出SO3的原因。 提示：SO2的转化率比较高，达到平衡后的混合气体中SO2的余量很少，故不需要分离出SO3。 5．生产中通入过量空气的目的是什么？ 提示：增大O2浓度，提高SO2的转化率。 A．当氮气和氢气投料比(物质的量之比)为1∶3时，达到平衡时氨的体积分数最大 B．增加铁触媒的接触面积，不可能提高合成氨工厂的年产量 C．达到平衡时，氢气和氨气的浓度比一定为3∶2 D．分别用氮气和氢气来表示该反应的转化率时，数值大小一定相同 √ 解析：当氮气和氢气投料比为1∶3时，v(N2)∶v(H2)＝1∶3，两种原料的转化率相同，故达到平衡时氨的体积分数最大，A正确； 增加铁触媒的接触面积，加快反应速率，可以提高合成氨工厂的年产量，B错误； 平衡时，物质的浓度关系取决起始量和转化率，H2和NH3的浓度比不一定为3∶2，C错误； 不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，D错误。 2．下列所示是哈伯法制氨的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施是(　 ) A．①②③ B．②④⑤ C．①③⑤ D．②③④ 解析：②④⑤操作均有利于化学平衡向合成氨的方向移动，提高转化率。 √ 题点(二)　化学反应的调控 3．下列关于化学反应的调控措施说法不正确的是(　 ) A．硫酸工业中，为提高SO2的转化率，通入过量的空气 B．工业上增加炼铁高炉的高度可以有效降低尾气中CO的含量 C．合成氨工业中，从生产实际条件考虑，不盲目增大反应压强 D．合成氨工业中，为提高氮气和氢气的利用率，采用循环操作 √ 工业合成氨，从生产实际条件考虑，不盲目增大反应压强，若压强过大，不仅会增大能源消耗，还会增大动力消耗，对设备的要求也高，C项正确； 工业合成氨是可逆反应，原料不能完全转化为产物，采用氮气和氢气循环操作的主要目的是提高氮气和氢气的利用率，D项正确。 √ A．反应物的总能量小于生成物的总能量 B．升高温度可增大活化分子的数目及有效碰撞频率，因而温度越高越利于获得乙醇 C．使用合适的催化剂、增大压强均有利于提高原料的平衡转化率 D．在绝热密闭容器中进行时，容器中温度不再改变则说明已达平衡状态 解析：正反应为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，A错误； 正反应为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，不利于获得乙醇，B错误； 催化剂不改变平衡移动，不能提高原料的转化率，C错误； 在绝热密闭容器中进行时，容器中温度不变，说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，D正确。 归纳拓展|化工生产适宜条件选择的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压的能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 03 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 1．根据合成氨反应的特点分析，当前最有前途的研究发展方向是(　 ) A．研制耐高压的合成塔 B．采用超大规模的工业生产 C．研制耐低温复合催化剂 D．探索不用H2和N2合成氨的新途径 15 14 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 解析：现在合成氨工业主要选择高温、高压、铁催化剂，条件较为苛刻，研制耐低温复合催化剂是最有前途的研究方向。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 3．(2024·肇庆市高二期中)合成氨问题，关乎世界化工发展和粮食安全问题。下列对合成氨工业的叙述中，不正确的是(　 ) A．高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应 B．合成氨时采用循环操作，可以提高原料利用率 C．工业生产采用500 ℃而不采用常温，是为了提高合成氨的转化率 D．铁触媒的使用有利于提高合成氨的生产效率 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：合成氨的反应为气体分子数减小的反应，增大压强有利于反应正向进行，A正确； 合成氨的反应为可逆反应，原料不能完全反应，采用循环操作，可以提高原料利用率，B正确； 合成氨的反应为放热反应，升温会使平衡逆向移动，工业生产采用500 ℃而不采用常温，是为了提高反应速率，C错误； 铁触媒为催化剂，可以大大提高反应速率，有利于提高合成氨的生产效率，D正确。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ A．温度为25 ℃，压强为50 kPa B．温度为25 ℃，压强为101 kPa C．温度为500 ℃，压强为1 000 kPa D．温度为800 ℃，压强为250 kPa 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 C、D相比较，D压强较小，有利于平衡正向移动。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ A．增大反应物浓度能减慢反应速率 B．降低温度能加快反应速率 C．使用催化剂能加快反应速率 D．NO与NH3能100%转化为产物 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：增大反应物浓度，反应速率增大，A错误； 降低温度，反应速率减小，B错误； 使用催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，C正确； 可逆反应不能100%转化为产物，所以NO与NH3不能100%转化为产物，D错误。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 工业生产中，欲提高CO的转化率，所采用的下列措施正确的最佳组合是(　 ) ①降低温度　②增大压强　③使用催化剂 ④增大CO浓度　⑤增大H2O(g)的浓度 A．①⑤ B．②③ C．②④⑤ D．③⑤ 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：反应(2)为体积不变的放热反应，降温和增大水蒸气的浓度均可使平衡右移，提高CO的转化率。 15 14 A．该反应在常温下进行不需要催化剂 B．提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂 C．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO D．570 K时该反应正向进行的程度很大，故使用催化剂并无实际意义 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：常温下该反应速率极慢，故需要催化剂加快反应速率，A错误； 研制高效催化剂可提高反应速率，解决该反应极慢的问题，有利于提高尾气净化的效率，B正确； 净化汽车尾气的反应为可逆反应，可逆反应不可能完全进行，则尾气中的一氧化氮和一氧化碳不能完全转化，排出的气体中一定含有一氧化氮和一氧化碳，C错误； 使用催化剂不影响平衡的移动，但能够加快反应速率，则使用催化剂具有很大的实际意义，D错误。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 研究结果 A.压强对反应的影响 B.温度对反应的影响 图示 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 研究结果 C.平衡体系增加N2对反应的影响 D.催化剂对反应的影响 图示 2 3 4 √ 15 14 续表 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 解析：A项，由于p1条件先达到平衡，故p1>p2，由p1→p2，减小压强，化学平衡左移，NH3的体积分数应降低，错误； B项，由于此反应ΔH<0，故升温平衡左移，N2的转化率降低，错误； C项，增大N2的量，会使正反应速率瞬间增大，化学平衡右移，正确； D项，使用催化剂，能加快反应速率，缩短到达平衡的时间，错误。 2 3 4 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A．钌催化剂能加快该反应的速率 B．升高温度能加快该反应的速率 C．达到平衡时，CO2能100%转化为CH4 D．达到平衡时，反应速率：v(正)＝v(逆)＞0 √ 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：催化剂通过降低反应活化能加快该反应的速率，所以钌催化剂能加快该反应的速率，故A正确； 升高温度能加快该反应的速率，故B正确； 该反应是可逆反应，达到平衡时，CO2不能100%转化为CH4，故C错误； 化学平衡是动态平衡，当反应达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)＞0，故D正确。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 10．(2024·泉州校级期末)如图所示为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是(　 ) 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率 C．步骤③④⑤均有利于提高原料平衡的转化率 D．为保持足够高的反应速率，应在反应达到一定转化率时及时将氨从混合气中分离出去 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：步骤①中“净化”是除去杂质以防止铁催化剂中毒，故A不选； 合成氨的反应为气体分子数减小的反应，加压有利于平衡正向移动，提高原料转化率，加压也可以提高反应速率，故B不选； 催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡转化率，合成氨反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，而液化分离出NH3和N2、H2的循环再利用均可以使平衡正向移动，所以步骤④⑤有利于提高原料平衡的转化率，步骤③不能，故C选； 及时将氨从混合气中分离出去，在催化剂表面空出更多的活性中心，从而能保持足够高的反应速率，故D不选。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A．纳米技术的应用，优化了催化剂的性能，提高了反应的转化率 B．缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，CO的浓度增大 C．温度越低，越有利于CO催化加氢 D．从平衡体系中分离出H2O(g)能加快正、逆反应速率 √ 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：应用纳米技术能够提高催化剂的催化性能，但不能改变化学平衡，A错误； 缩小容器体积，平衡正向移动，但由勒夏特列原理可知CO的浓度增大，B正确； 催化剂的活性受温度影响，降温可能导致催化剂活性下降，不利于CO的催化加氢，C错误； 降低生成物浓度，达到新的平衡，浓度下降，正、逆反应速率比原平衡慢，D错误。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 12．合成氨反应通常控制在20～50 MPa的压强和500 ℃左右的温度，且进入合成塔的氮气和氢气的体积比为1∶3，经科学测定，在相应条件下氮气和氢气反应所得氨的平衡浓度(体积分数)如表所示： 压强 20 MPa 50 MPa 体积分数/% 19.1 42.2 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 而实际从合成塔出来的混合气体中含有氨约为15%，这表明(　 ) A．表中所测数据有明显误差 B．生产条件控制不当 C．氨的分解速率大于预测值 D．合成塔中的反应并未达到平衡 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：表中数据为通过科学实验所得，不可能有明显误差；合成氨连续操作，不可能对生产条件控制不当；平衡浓度问题与速率的大小没有直接关系，只与化学反应的限度有关。这说明合成氨工业考虑单位时间的产量问题，并未让合成氨反应达到平衡，因为让反应达到平衡需要一定的时间，时间太长得不偿失。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 13．合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。下图是合成氨的简要流程和反应方程式： 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (1)图中X的主要成分是____________，这样操作的目的是_____________________。 (2)有利于提高合成氨平衡产率的条件为______________________。 A．低温　 B．高温　 C．低压　 D．高压　 E．催化剂 (3)T ℃时，若在容积为2 L的密闭恒容容器中充入0.8 mol N2(g)和1.6 mol H2(g)，5 min后达到平衡，测得N2的浓度为0.2 mol·L－1。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 ①计算此段时间的反应速率v(NH3)＝____________________，H2的转化率为__________。 ②已知300 ℃时K＝0.86，则上述反应温度T________300(填“>”“<”或“＝”)。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (2)正反应放热，降低温度，平衡正向移动；正反应气体系数和减小，增大压强，平衡正向移动，催化剂对平衡无影响，有利于提高合成氨平衡产率的条件为低温、高压，选A、D。 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 答案：(1)N2、H2　循环利用N2、H2，提高原料的利用率　 (2)AD　(3)①0.08 mol·L－1·min－1　75%　②< 15 14 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 ①两种催化剂均能降低反应的活化能，但ΔH均不变 ②相同条件下，改变压强对脱氮率没有影响 ③曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450 ℃左右 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 ④a点的脱氮率是对应温度下的平衡脱氮率 ⑤若低于200 ℃，图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是催化剂的活性不高 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①③⑤ 14 √ 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：①催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应的ΔH，正确； ②该反应为气体分子数减小的反应，改变压强平衡发生移动，则改变压强对脱氮率有影响，错误； ③由图可知，曲线Ⅱ中450 ℃左右脱氮率最大，则曲线Ⅱ中的催化剂的最适宜温度为450 ℃左右，正确； 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 ④因为该反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，则a点对应温度下的平衡脱氮率应大于450 ℃下的脱氮率，错误； ⑤催化剂的活性受温度的影响，则低于200 ℃时，图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是催化剂的活性不高，正确。 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 A．ΔH1＜0，ΔH2＞0 B．增大压强有利于加快合成反应的速率 C．选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生 D．生产过程中，温度越高越有利于提高CH3OH的产率 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 14 15 反应有气体参与，增大压强有利于加快合成反应的速率，B正确； 催化剂有一定的选择性，选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生，C正确； 由题图可见，温度越高，CH3OH的产率越低，D错误。 1．反应原理：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。 解析：对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，使用催化剂能提高反应速率，缩短达到平衡状态所用的时间，不能使化学平衡发生移动；施加高压既能提高反应速率，缩短达到平衡状态所用的时间，也能使化学平衡向生成NH3的方向移动。 A为沸腾炉，反应为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2；B为接触室，反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1；C为吸收塔，反应为SO3＋H2OH2SO4。接触室中利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业制硫酸中最关键的步骤。 [题点多维训练] 题点(一)　合成氨条件的选择 1．在一定条件下，对于密闭容器中的反应：N2＋3H22NH3，下列说法正确的是(　 ) 解析：反应2SO2＋O2 2SO3，通入过量的空气，反应正向进行，SO2的转化率提高，A项正确； 高炉炼铁过程中发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，达到平衡后，增加高炉的高度不能降低炼铁尾气中CO的含量，B项错误； 4．煤的液化可获得乙醇：2CO(g)＋4H2(g)C2H5OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－1 709.2 kJ·mol－1。下列说法正确的是(　 ) 2．贮氢技术是氢气作燃料的一大难题。有报道称镧(La)—镍(Ni)合金材料LaNi4有较大贮氢容量，其原理为LaNi4(s)＋3H2(g)LaNi4H6(s)　ΔH＝－31.8 kJ·mol－1。下列条件有利于该合金贮氢的是(　 ) A．高温、低压 B．低温、高压 C．高温、高压 D．低温、低压 解析： LaNi4(s)＋3H2(g)LaNi4H6(s)反应放热，故降低温度利于平衡正向移动；该反应为气体体积减小的可逆反应，故增大压强平衡正向移动。 4．水煤气的主要成分为CO和H2，工业上常利用CH4和H2O在催化剂和一定条件下来制备水煤气，原理为CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＞0。下列条件中最适宜工业生产水煤气的是(　 ) 解析：对于反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＞0，反应物气体的物质的量小于生成物气体的物质的量之和，则增大压强，平衡逆向移动，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，则工业生产水煤气，可在高温下进行，排除A、B； 5．某工厂的一种无害化处理反应为6NO＋4NH35N2＋6H2O。下列关于该反应的说法正确的是(　 ) 6．合成氨所需要的H2可由煤和水反应制得： (1)H2O(g)＋C(s)CO(g)＋H2(g)　ΔH＞0 (2)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0 7．(2024·柳州高二月考)用于净化汽车尾气的反应：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)，已知常温下该反应速率极慢，570 K时平衡常数为1×1059。下列说法正确的是(　 ) 8．对于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，下列研究结果和示意图相符的是(　 ) 9．(2024·南昌高二期末质量检测)目前空间站处理CO2废气涉及的反应为CO2＋4H2CH4＋2H2O，下列关于该反应的说法错误的是(　 ) 11．纳米钴(Co)常用于CO加氢反应的催化剂：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。下列有关说法正确的是(　 ) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0 解析：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应可逆，氮气、氢气不能完全转化为氨气，冷凝器中氨气液化，分离出液氨后剩余氮气和氢气，X的主要成分是N2、H2，N2、H2循环利用，有利于提高原料的利用率。 (3)T ℃时，若在容积为2 L的密闭恒容容器中充入0.8 mol N2(g)和1.6 mol H2(g)，5 min后达到平衡，测得N2的浓度为0.2 mol·L－1，则此段时间内消耗0.4 mol氮气，根据反应方程式可知，反应消耗1.2 mol H2，生成0.8 mol氨气；①反应速率v(NH3)＝＝0.08 mol·L－1· min－1，H2的转化率为×100%＝75%。 ②已知300 ℃时K＝0.86, 反应中K＝＝100，正反应放热，温度越高平衡常数越小，反应温度T<300。 高阶思维训练 14．某研究小组为探究催化剂对尾气中CO、NO转化的影响，将含NO和CO的尾气在不同温度下，以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0，测量相同时间内逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图所示。下列说法正确的是(　 ) 15．在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1，研究发现，反应过程中会发生副反应为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2，温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。下列说法中不正确的是(　 ) 解析：根据图示，升高温度CH3OH的产率降低，反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH (g)＋H2O(g) 向逆反应方向移动，ΔH1＜0，升高温度CO的产率增大，反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)向正反应方向移动，ΔH2＞0，A正确； $$