化學

大一輪復習第十章第50講多反應、多平衡圖像分析復習目標1.熟悉?？紡碗s化學反應速率和化學平衡圖像的類型及特點。2.構建解答復雜平衡圖像的思維路徑。解題模型

提升關鍵能力下列說法正確的是A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)

ΔH=+99.8kJ·mol-1B.曲線a表示CH3OH的選擇性隨溫度的變化C.圖中所示270℃時，對應CO2的轉化率為21%D.在210~250℃之間，CH3OH的收率增大是由于CH3OH的選擇性增大導致√由蓋斯定律，反應Ⅰ-反應Ⅱ得反應：CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)，ΔH=(-58.6-41.2)kJ·mol-1=-99.8

kJ·mol-1，A錯誤；在210~250

℃之間，反應Ⅰ未達平衡，CH3OH的收率增大是由于溫度升高，生成CH3OH的反應速率增大導致，D錯誤。2.在二氧化碳加氫制甲烷的反應體系中，除主反應(反應Ⅰ)外，還會發生副反應(反應Ⅱ)。反應Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)

CH4(g)+2H2O(g)

KⅠ反應Ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)

KⅡ一定壓強下，向某容積可變的密閉容器中通入CO2和H2

的混合氣體(其中CO2和H2的物質的量之比為1∶4)，在某催化劑的作用下同時發生反應Ⅰ和反應Ⅱ，測得CO2的轉化率、CH4的選擇性、CO的選擇性隨反應溫度的變化情況如圖所示。

√

的選擇性為100%，即此溫度范圍內只發生反應Ⅰ，在此溫度范圍內升高溫度，CO2的轉化率減小，說明反應Ⅰ的平衡逆向移動，KⅠ減小，B錯誤；由分析及反應Ⅰ、反應Ⅱ在反應前后氣體分子數的變化特點可知，溫度、壓強可影響CH4的選擇性，為提高CH4的選擇性，可采用控制反應溫度、調節壓強等措施，C正確；增大壓強，反應Ⅰ的平衡正向移動，可提高甲烷的產率，反應Ⅰ的平衡移動也會影響反應Ⅱ中CO的產率，D錯誤。

ACD主反應反應前后氣體分子數減小，副反應反應前后氣體分子數不變，其他條件相同時，增大壓強，主反應正向移動，CO2的平衡轉化率增大，CH3OH的選擇性增大，則p1>p2，A項正確；恒溫密閉體系中，加壓時主反應平衡正向移動，CO2、H2物質的量減小，副反應平衡逆向移動，B項錯誤；300~350

℃在不同的壓強下CO2的平衡轉化率趨于重合，說明壓強影響不大，升溫CO2平衡轉化率升高，CH3OH選擇性降低，說明此時以發生副反應為主，C正確；該體系中所有物質都呈氣態，建立平衡的過程中混合氣體的總質量始終不變，混合氣體的總物質的量是變量，混合氣體的平均摩爾質量是變量，故當體系中混合氣體的平均摩爾質量不再改變，該體系達到平衡狀態，D項正確。(2)在T

℃下，恒壓反應器中，按初始投料n(CO2)∶n(H2)=1∶1發生反應：CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)，初始總壓為2MPa，反應平衡后，H2的平衡轉化率為60%，則該反應的平衡常數Kp=

(MPa)-2(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)。

0.5

LIANZHENTI

MINGKAOXIANG練真題明考向1.(2024·黑吉遼，10)異山梨醇是一種由生物質制備的高附加值化學品，150℃時其制備過程及相關物質濃度隨時間變化如圖所示，15h后異山梨醇濃度不再變化。下列說法錯誤的是A.3h時，反應②正、逆反應速率相等B.該溫度下的平衡常數：①>②C.0~3h平均速率(異山梨醇)=0.014mol·kg-1·h-1D.反應②加入催化劑不改變其平衡轉化率√由圖可知，3

h后異山梨醇濃度繼續增大，所以3

h時，反應②未達到平衡狀態，即正、逆反應速率不相等，故A錯誤；圖像顯示該溫度下，15

h后所有物質濃度都不再變化，且此時山梨醇轉化完全，即反應充分，而1，4-失水山梨醇仍有剩余，即反應②正向進行程度小于反應①，所以該溫度下的平衡常數：①>②，故B正確；

2.(2024·江蘇，13)二氧化碳加氫制甲醇的過程中的主要反應(忽略其他副反應)為：①CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)

ΔH1=41.2kJ·mol-1②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)

ΔH2225℃、8×106Pa下，將一定比例CO2、H2混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應管。裝置及L1、L2、L3…位點處(相鄰位點距離相同)的氣體溫度、CO和CH3OH的體積分數如圖所示。下列說法正確的是A.L4處與L5處反應①的平衡常數K相等B.反應②的焓變ΔH2>0C.L6處的H2O的體積分數大于L5處D.混合氣從起始到通過L1處，CO的生成

速率小于CH3OH的生成速率√L4處與L5處的溫度不同，故反應①的平衡常數K不相等，A錯誤；由圖像可知，L1~L3溫度在升高，該裝置為絕熱裝置，反應①為吸熱反應，所以反應②為放熱反應，ΔH2<0，B錯誤；從L5到L6，甲醇的體積分數逐漸增加，說明反應②在向右進行，反應②消耗

CO，而

CO

體積分數沒有明顯變化，說明反應①也在向右進行，反應①為氣體分子數不變的反應，其向右進行時，n(H2O)增大，反應②為氣體分子數減小的反應，且沒有H2O的消耗與生成，故n總減小而n(H2O)增加，即H2O的體積分數會增大，故L6處的

H2O的體積分數大于L5處，C正確；L1處CO

的體積分數大于

CH3OH，說明生成的

CO

的物質的量大于CH3OH，兩者反應時間相同，說明CO的生成速率大于

CH3OH的生成速率，D錯誤。3.(2023·重慶，14)逆水煤氣變換體系中存在以下兩個反應：反應Ⅰ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)反應Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)

CH4(g)+2H2O(g)在恒容條件下，按V(CO2)∶V(H2)=1∶1投料比進行反應，平衡時含碳物質體積分數隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是A.反應Ⅰ的ΔH<0，反應Ⅱ的ΔH>0B.M點反應Ⅰ的平衡常數K<1C.N點H2O的壓強是CH4的3倍D.若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，則曲線之間

交點位置不變√隨著溫度的升高，平衡時甲烷含量減小、一氧化碳含量增大，說明隨著溫度升高，反應Ⅱ逆向移動，反應Ⅰ正向移動，則反應Ⅱ為放熱反應，ΔH<0，反應Ⅰ為吸熱反應，ΔH>0，A錯誤；

N點一氧化碳、甲烷的物質的量相等，結合反應方程式的系數可知，生成水的總的物質的量為甲烷的3倍，結合阿伏加德羅定律推論可知，H2O的壓強是CH4的3倍，C正確；反應Ⅰ為氣體分子數不變的反應，反應Ⅱ為氣體分子數減小的反應，若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，相當于增加氫氣的投料，會使得平衡時甲烷含量增大，導致甲烷、一氧化碳曲線之間交點位置發生改變，D錯誤。KESHIJINGLIAN課時精練對一對題號123456

7答案DBABBC

C答案1234567891011答案12345678910118.(1)<

(2)反應ⅰ為氣體分子數減小的反應，T相同時，CO2的平衡轉化率：p3>p2>p1，故壓強：p3>p2>p1，B點的壓強、溫度均比A點的大，反應物的分壓增大，反應速率增大，同時溫度越高化學反應速率越大9.(1)反應Ⅰ、Ⅱ均為吸熱反應，升高溫度，平衡均向正反應方向移動(2)64

47.4%

(3)反應Ⅰ的選擇性下降答案123456789101110.

答案123456789101111.

1234567891011答案√1234567891011答案由反應方程式可知，兩個反應中A都是反應物、B都是生成物，則L2代表A的濃度隨時間變化的曲線，L1代表B的濃度隨時間變化的曲線；由圖2可知，溫度為T2時，k1<k2，

1234567891011答案反應的活化能越大，反應速率越小，由圖2可知，T2溫度時，反應①的反應速率慢于反應②，則反應①的活化能大于反應②，故C錯誤；

2.常溫下，向某溶劑(不參與反應)中加入一定量X、Y和M，所得溶液中同時存在如下平衡：(ⅰ)X(aq)+M(aq)

N(aq)(ⅱ)Y(aq)+M(aq)

N(aq)(ⅲ)X(aq)

Y(aq)X、Y的物質的量濃度c隨反應時間t的變化關系如圖所示，300s后反應體系達到平衡狀態。1234567891011答案

√1234567891011答案1234567891011答案

1234567891011答案若反應(ⅲ)的Ea(正)<Ea(逆)，則該反應為放熱反應，X的能量高于Y的能量，物質的能量越低越穩定，則Y比X更穩定，故C錯誤；若再向容器中加入上述溶劑，平衡體系中各物質濃度均減小，反應(ⅰ)、(ⅱ)平衡均向逆反應方向移動，再次平衡后X、Y的物質的量均增大，故D錯誤。

√1234567891011答案1234567891011答案由圖可知，初始生成M的速率大于N，則k1>k2，10

s時兩個反應均達到平衡狀態，X和Y的濃度不變，由于v1(正)=k1c(X)·c(Y)、v2(正)=k2c(X)·c(Y)，則正反應速率v1(正)>v2(正)，A正確；

1234567891011答案測得在相同時間內，環戊二烯轉化率和環戊烯選擇性隨溫度變化曲線如圖(已知：選擇性為轉化為目標產物的反應物在總轉化量中的占比)。

1234567891011答案√1234567891011答案由圖可知，60

℃時，環戊二烯的轉化率為90%，環戊烯的選擇性為80%，設起始時H2與環戊二烯的物質的量均為1

mol，則H2的轉化量n(H2)=n(環戊烯)=1

mol×90%×80%=0.72

mol，H2的轉化率為72%，A正確；由圖可知，低溫時環戊烯選擇性較高，故生成環戊烯的速率較快，則生成環戊烯的活化能較小，即反應的活化能：①<②，B錯誤；1234567891011答案

向移動，環戊二烯的轉化率有所下降，但是環戊烯的選擇性大幅度下降可能是催化劑活性減弱，D正確。

√1234567891011答案6.HCOOCH3是一種重要的化工產品，被公認為“萬能中間體”。甲醇脫氫法制HCOOCH3是工業上的一種重要方法，具有工藝流程短、原料單一、反應條件溫和等優點。其工藝過程涉及如下反應：反應Ⅰ：2CH3OH(g)

HCOOCH3(g)+2H2(g)

ΔH1=+135.4kJ·mol-1反應Ⅱ：CH3OH(g)

CO(g)+2H2(g)

ΔH2=+106.0kJ·mol-1一定條件下，在容積為10L的恒容密閉容器中通入1.0molCH3OH氣體發1234567891011答案生上述反應，在不同溫度下連續反應4h，測得甲醇的總轉化率(α，圖中實線表示)和HCOOCH3的選擇性(λ，圖中虛線表示)隨溫度變化如圖所示。

1234567891011答案√1234567891011答案反應Ⅰ為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，故A錯誤；由圖可知，553

K下，甲醇的總轉化率為20.0%，甲酸甲酯的選擇性為50.0%，由公式可知，甲酸甲酯

1234567891011答案

1234567891011答案√1234567891011答案Ⅰ和Ⅱ反應前后氣體分子數都增大，相同溫度下，壓強增大均有利于Ⅰ和Ⅱ反應的平衡逆移，乙烷的轉化率減小，由圖像可知，L2對應的壓強更大，故A選項正確；

1234567891011答案壓強為L1溫度為T時，Ⅰ和Ⅱ反應的三段式為

C2H6(g)

+

CO2(g)

C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)起始/mol

2

3

0

0

0變化/mol

2×0.5×0.8

0.8

0.8

0.8

0.8平衡/mol

1

1.8

0.8

0.8

1.6

C2H6(g)

+

2CO2(g)

4CO(g)+3H2(g)起始/mol

2

3

0

0變化/mol

2×0.5×0.2

0.4

0.8

0.6平衡/mol

1

1.8

1.6

0.61234567891011答案

A點、B點的化學反應速率大?。簐(A)

(填“>”“<”或“=”)v(B)。8.我國在二氧化碳催化加氫合成甲醇上取得了突破性進展，有關反應如下：反應?。篊O2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=-49.6kJ·mol-1反應ⅱ：CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)

ΔH=+41kJ·mol-11234567891011答案(1)將CO2和H2按物質的量之比為1∶3充入一恒容密閉容器中，同時發生反應ⅰ和反應ⅱ，測得CO2的平衡轉化率隨溫度、壓強變化的情況如圖所示。<1234567891011答案(2)試結合曲線分析產生上述結果的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。反應ⅰ為氣體分子數減小的反應，T相同時，CO2的平衡轉化率：p3>p2>p1，故壓強：p3>p2>p1，B點的壓強、溫度均比A點的大，反應物的分壓增大，反應速率增大，同時溫度越高化學反應速率越大9.在400kPa、銅基催化劑存在下，向密閉容器中通入CH3OH進行以下兩個反應：2CH3OH(g)

HCOOCH3(g)+2H2(g)

ΔH1>0、CH3OH(g)

CO(g)+2H2(g)

ΔH2>0。體系中氣體平衡組成比例(物質的量分數)隨溫度變化的理論計算結果如圖所示。(1)隨溫度升高，CH3OH的平衡組成比例呈現如圖所示趨勢的原因是____________________________________________________

。

1234567891011答案反應Ⅰ、Ⅱ均為吸熱反應，升高溫度，平衡均向正反應方向移動(2)550K時，反應2CH3OH(g)

HCOOCH3(g)+2H2(g)的平衡常數Kp=

kPa，CH3OH的平衡轉化率為

。

1234567891011答案6447.4%1234567891011答案550

K時CH3OH的物質的量分數等于H2的物質的量分數等于0.4，CO的物質的量分數為0.04，則HCOOCH3的物質的量分數等于1-0.4-0.4-0.04=0.16，p(CH3OH)=p(H2)=0.4×400

kPa=160

kPa，p(HCOOCH3)=0.16×400

kPa

(3)研究表明，在700K以后升高體系溫度，HCOOCH3的產率下降，可能的原因是

。

1234567891011答案反應Ⅰ的選擇性下降10.乙烯年產量的高低是衡量一個國家石油化工發展水平的一個極為重要的指標，乙烷裂解制乙烯具有極高的經濟效益。回答下列問題：(1)已知：①2C2H6(g)+7O2(g)

4CO2(g)+6H2O(l)

ΔH1=-3120kJ·mol-1；②C2H4(g)+3O2(g)

2CO2(g)+2H2O(l)

ΔH2=-1411kJ·mol-1；③2H2(g)+O2(g)

2H2O(l)

ΔH3=-566kJ·mol-1。乙烷脫氫制備乙烯的熱化學方程式為______________________________

；

生產中會間斷性地向容器中通入適量O2，使其發生反應：2C2H6(g)+O2(g)

2C2H4(g)+2H2O(g)

ΔH<0，發生此反應的意義是

。

1234567891011答案ΔH=+134kJ·mol-1C2H6(g)

C2H4(g)+H2(g)

為乙烷脫氫生成乙烯提供能量1234567891011答案

(2)一定條件下，向某密閉容器中通入4mol乙烷，使其發生脫氫轉化為乙烯，測得乙烯平衡產率隨著溫度、壓強的變化如圖1所示。①X表示

(填“溫度”或“壓強”)，Y1

(填“>”或“<”)Y2。

1234567891011答案溫度<由于乙烷脫氫制乙烯是吸熱反應，其他條件相同時，溫度越高乙烯的平衡產率越大，而壓強越大，越不利于平衡正向移動，故X代表溫度，Y代表壓強。②與A點對應的反應中，若容器容積為2L，反應開始到恰好達到平衡狀態所用時間為5min，則0~5min內，用C2H6的濃度變化表示的平均反應速率v(C2H6)=

，此溫度下，平衡常數K=

，A、B兩點對應的平衡常數K(A)

(填“>”“=”或“<”)K(B)。

1234567891011答案0.24mol·L-1·min-11.8=1234567891011答案

1234567891011答案

Ⅰ

1234567891011答案原料中O2含量越低，乙烷的轉化率越低，故曲線Ⅰ表示乙烷的轉化率。11.(2024·全國甲卷，28)甲烷轉化為多碳化合物具有重要意義。一種將甲烷溴化再偶聯為丙烯(C3H6)的研究所獲得的部分數據如下?；卮鹣铝袉栴}：(1)已知如下熱化學方程式：CH4(g)+Br2(g)===CH3Br(g)+HBr(g)

ΔH1=-29kJ·mol-13CH3Br(g)===C3H6(g)+3HBr(g)

ΔH2=+20kJ·mol-1計算反應3CH4(g)+3Br2(g)===C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=

kJ·mol-1。

1234567891011答案-671234567891011答案將兩個反應依次標為反應①和反應②，根據蓋斯定律，①×3+②得熱化學方程式：3CH4(g)+3Br2(g)===C3H6(g)+6HBr(g)

ΔH=(-29×3+20)kJ·mol-1=-67

kJ·mol-1。(2)CH4與Br2反應生成CH3Br，部分CH3Br會進一步溴化。將8mmolCH4和8mmolBr2通入密閉容器，平衡時，n(CH4)、n(CH3Br)與溫度的關系如圖(假設反應后的含碳物質只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。1234567891011答案(ⅰ)圖中CH3Br的曲線是

(填“a”或“