题型12 多重平衡图像分析（题型专练）（江苏专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

题型12 多重平衡图像分析 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 连续型多重平衡【重难】 考向02 竞争型多重平衡【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 “多重平衡图像分析”是选择题部分难度最高的题型之一，它常作为原理题的“压轴”出现，重在考查在复杂、真实情境中分析和处理多反应耦合体系的能力，命题趋势紧密联系工业生产、能源转化、催化剂研发等前沿真实情境，图像信息日趋复杂。考查形式为：体系中的反应相互关联，共享某些反应物或生成物，形成“连续反应”（上一步产物是下一步反应物）或“竞争反应”（同一反应物可走不同路径）。图像多为转化率、选择性、产率或气体摩尔分数等随温度（或压强）变化的曲线 考向01 连续型多重平衡 【例1-1】（2025·江苏卷）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 【答案】A 【解析】550℃时，曲线①物质的量是5mol，根据原子守恒，n(C)=3mol，则其不可能是含碳微粒，故曲线①表示，升高温度，反应Ⅰ平衡正移，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO物质的量增大，则曲线③代表CO，温度升高，反应Ⅲ逆向移动，物质的量降低，则曲线②代表，据此解答。A．时，，，，根据C原子守恒，可得，根据O原子守恒，可得(也可利用H原子守恒计算，结果相同)，则，A正确；B．时，，，则，B错误；C．范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则的物质的量减小，C错误；D．增大压强，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动，反应Ⅲ平衡正向移动，的物质的量减小，D错误；故选A。 【例1-2】（2024·江苏卷）二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①   ②   、下，将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B．反应②的焓变 C．L9处的的体积分数大于L5处 D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于的生成速率 【答案】C 【解析】A．L4处与L5处的温度不同，故反应①的平衡常数K不相等，A错误；B．由图像可知，L1-L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2<0，B错误；C．从L5到L9，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗 CO，而 CO 体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)  增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故 n总减小而n(H₂O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L9处的 H2O的体积分数大于L5处，C正确；D．L1处CO 的体积分数大于 CH3OH，说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于 CH3OH的生成速率，D错误；故选C。 1.多重平衡体系类型 (1)竞争型多重平衡体系:这种多重平衡的特点是同一种反应物参加多步反应,是多步反应的反应物,这些反应之间是平行关系,同时也是竞争关系。反应之间相互制约,当每一步反应都处于平衡状态,整个反应体系才处于平衡状态。 (2)连续型多重平衡体系:这种多重平衡的特点是前一步反应的生成物继续参与后续反应生成新的物质。当每一步反应都处于平衡状态,整个反应体系才处于平衡状态。 2.多重平衡体系规则 在多重平衡体系中,如果一个反应由另外两个或多个反应相加减而来,则该反应的平衡常数等于这两个或多个反应的平衡常数的乘积或商。 3.有关多重平衡及选择性的问题 (1)如果主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应,那么该反应物的平衡转化率就会增大。 (2)在一定温度下,特定的混合体系,多重平衡选择性为定值,催化剂不能提高某一物质的平衡转化率。 (3)如果在同一条件下,两种物质同时可以发生几个可逆反应,那么相同时间内,催化剂的选用就可以使其中某一反应的选择性提高。 【变式1-1】（2022·江苏卷）乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为，，在、时，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性，下列说法正确的是 A．图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化 B．升高温度，平衡时CO的选择性增大 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率 【答案】B 【解析】根据已知反应①，反应②，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO2的选择性减小，所以图中③代表CO的选择性，①代表CO2的选择性，②代表H2的产率，以此解题。A．由分析可知②代表H2的产率，故A错误；B．由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性增大，故B正确；C．一定温度下，增大，可以认为开始时水蒸气物质的量不变，增大乙醇物质的量，乙醇的平衡转化率降低，故C错误；D．加入催化剂不能使平衡移动，不影响平衡时产率，故D错误；故选B。 【变式1-2】（25-26高三上·江苏南京·月考）在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要反应的热化学方程式如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   向恒压、密闭容器中通入1 mol 和4 mol ，平衡时、CO、的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．图中曲线C表示CO的物质的量随温度的变化 B． C．为了提高甲烷的产率，最佳控制温度在200～400℃之间 D．a点所对应温度下反应Ⅱ的平衡常数 【答案】B 【分析】由热化学方程式可知，生成甲烷的两个反应（即反应Ⅰ和反应Ⅲ）均为放热反应，升高温度时，这两个反应的平衡左移，甲烷的物质的量减少；而反应Ⅱ吸热，升高温度时该反应平衡右移，即温度升高时，反应Ⅱ平衡右移，反应Ⅲ平衡左移，从而会使得CO的物质的量增加，因此，当反应达到平衡时，表示甲烷的物质的量随温度变化的曲线为A，表示CO的物质的量随温度变化的曲线为C，则曲线B为平衡时的物质的量随温度变化的曲线，据此分析； 【解析】A．由分析可知，CO的物质的量随着温度的升高而增加，因此图中的曲线C表示CO的物质的量随温度的变化，A正确； B．根据质量守恒规则可知，反应体系中C原子的总物质的量为1 mol，即、CO和的总物质的量为1 mol，在曲线B位于b点时，曲线A和C均位于a点，即CO和的物质的量均为0.37 mol，此时的的物质的量为1-0.37-0.37=0.26 mol，即x=0.26，B错误； C．由图可知，当温度在200～400℃之间时，甲烷的物质的量较大，CO和CO2的物质的量较小，因此，为了提高甲烷的产率，反应的最佳温度应当控制在200～400℃之间范围，C正确； D．a点对应的温度是600℃，在该温度下，CO与的物质的量均为0.37 mol，的物质的量为0.26 mol，根据O元素守恒可知，水的物质的量为，再根据H元素守恒可知，的物质的量为，因此，反应Ⅱ的平衡常数，D正确； 答案选B。 考向02 竞争型多重平衡 【例2-1】（2023·江苏卷）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为       在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是    A．反应的焓变 B．的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 【答案】D 【解析】A．由盖斯定律可知反应的焓变，A错误；B．为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的含量降低，故的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；C．由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高，为最佳温度范围，C错误；D．450℃时，提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使平衡转化率达到X点的值，D正确。 故选D。 【例2-2】（25-26高三上·江苏连云港·期中）利用CO2与H2合成重要化工原料甲醇，主要发生如下反应(忽略其他副反应)： 反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=-58 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2=+41 kJ·mol-1 在一刚性密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2在催化剂作用下反应，测得CO2平衡转化率、CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。CH3OH的选择性可表示为×100%。 下列说法正确的是 A．反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的焓变ΔH=+99kJ·mol-1 B．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时CH3OH产率 C．240℃时，反应Ⅱ的化学平衡常数约为1.6×10-4 D．向原料气中掺入适量的CO有利于提高CH3OH的物质的量 【答案】D 【分析】反应I为放热反应，反应II为吸热反应，所以升高温度，反应I逆向进行，反应II正向进行，则CH3OH的选择性降低，故曲线b对应的是CH3OH的选择性随温度的变化曲线，曲线a是CO2平衡转化随温度的变化曲线。 【解析】A．依据盖斯定律：反应Ⅰ-反应Ⅱ得CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g)的ΔH=ΔH1 -ΔH2=(-58 kJ·mol-1)-(+41kJ·mol-1)=-99 kJ·mol-1，A错误； B．CaO(s)可与产物H2O(g)反应，使平衡向正反应方向移动，能提高CH3OH产率，但高效催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡时CH3OH产率，B错误； C．240℃反应达到平衡时二氧化碳的转化率为10%、甲醇的选择性为80%，则反应Ⅰ消耗的CO2的物质的量为1 mol×10%×80%=0.08 mol，反应Ⅱ消耗的CO2的物质的量为1 mol×10%-0.08 mol=0.02 mol，可列式： 反应I： 反应Ⅱ： 则反应平衡时，，，，，设反应容器的容积为VL，反应Ⅱ的；平衡常数K===，C错误； D．在原料气中掺入适量的CO会抑制副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 的正向进行，从而减少了原料CO2和H2在副反应中的消耗，使得更多原料参与主反应CO2(g)+3H2CH3OH(g)+H2O(g)，因此有利于提高CH3OH的物质的量，D正确； 故答案为：D。 在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的。 (1) 若主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应，则该反应物的平衡转化率就会增大。 (2) 在一定温度下，特定的混合体系，多重平衡选择性为定值，催化剂不能提高某一物质的平衡转化率，也不能提高某一物质的平衡选择性。 (3) 若在同一条件下，两种物质同时可以发生几个可逆反应，则温度、浓度、催化剂等的选用就可以通过改变某一个反应的速率，从而使该反应的选择性提高或降低。 (4) 多重平衡体系中，若两种物质的选择性之和等于100%，则二者的选择性变化曲线呈镜像对称，反之亦成立。 【变式2-1】（25-26高三上·江苏苏州·期中）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应： 反应I：   反应II：   向恒压、密闭容器中通入和，平衡时、、的物质的量随温度的变化如图所示。的选择性。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为 B．反应达到平衡状态时， C．的平衡选择性随着温度的升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 【答案】A 【分析】反应I是放热反应，温度升高，平衡逆移，则CH4的物质的量减小，CO2的转化率下降；反应Ⅱ是吸热反应，温度升高，平衡正移，则CO的物质的量增大，CO2的转化率升高；图像中随着温度的升高，曲线①呈现单调下降的趋势，则代表的是CH4的物质的量，曲线②呈现单调升高的趋势，则代表的是CO的物质的量，剩下的曲线③则是的物质的量。 【解析】A．根据分析，曲线③为的物质的量，则时，的物质的量为0.15 mol，由起始的1 mol转化到0.15 mol，转化率为，A正确； B．反应达到平衡状态时，由图分析，曲线②为CO的物质的量0.1mol，则，B错误； C．的选择性。由图可知，随着温度升高，曲线①代表的单调减少，而曲线②代表的单调增加，因此的选择性随温度升高而减小，C错误； D．增大压强，反应I平衡右移，反应I中等物质的量CO2消耗更多的H2，故加压会降低平衡时的物质的量，D错误； 故选A。 【变式2-2】（25-26高三上·江苏苏州·期中）一种以和为原料制的过程存在如下反应： 反应： 反应： 将1mol和1mol通入密闭容器中发生上述反应，保持容器体积一定，平衡时含碳物质体积分数(含碳物质体积分数)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．M点时，反应的平衡常数 B．N点时，平衡容器中 C．温度低于600℃，温度越高，的平衡转化率越大 D．保持温度为900℃，压缩已达平衡时容器的体积，物质的量不变 【答案】D 【解析】A．由图可知，M点时，只发生反应Ⅱ，且n(CO2)=n(CO)，根据C原子守恒，可知平衡时，n(CO2)=n(CO)=0.5mol， 设容器体积为V，反应Ⅱ的平衡常数， A错误； B．由图可知，N点时，n(CH4)=n(CO)，由反应Ⅰ可得，n(CH4)=2nⅠ(H2O)，由反应Ⅱ可得，n(CO)=nⅡ(H2O)，可得，平衡容器中n(H2O)=3n(CH4)， B错误； C．由图可知，温度低于600℃，CO2、CH4体积分数减小，说明升高温度，反应Ⅰ逆向进行，CO体积分数增大，说明升高温度，反应Ⅱ正向移动，反应Ⅱ消耗的氢气比反应Ⅰ生成的氢气少，氢气的平衡转化率减小， C错误； D．保持温度为900℃，只发生反应Ⅱ，反应Ⅱ为反应前后气体体积不变的反应，压缩已达平衡时容器的体积，压强增大，平衡不移动，CO2物质的量不变， D正确； 故答案选D。 1．（2025·江苏苏州·三模）一种捕获并资源化利用CO2的方法是将CO2催化加氢合成CH3OCH3，其过程中主要发生如下反应： I．   Ⅱ．   向恒压密闭容器中充入和，的平衡转化率和的平衡选择性[的选择性］随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．A点时，容器中为0.0625mol B．反应的 C．平衡转化率由A到B点，可采取的措施为加压或减小 D．使用对反应I催化活性更高的催化剂可提高的实际选择性 【答案】A 【解析】A．反应状态达A点时，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性均为25%，根据的选择性可得：25%，故反应状态达A点时，容器中n(CH3OCH3)为0.03125mol，A错误； B．由题干信息可知反应Ⅰ．2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1=-122.5kJ•mol-1，反应Ⅱ．CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ•mol-1，由2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)=I-2×Ⅱ可得，ΔH=(-122.5-2×41.2)kJ•mol-1=-204.9kJ•mol-1，B正确； C．由反应方程式可知，增大压强反应平衡正向移动，CO2平衡转化率增大，减小即增大H2的用量，则CO2的平衡转化率增大，即加压或减小均可实现平衡转化率由A到B点，C正确； D．使用对反应I催化活性更高的催化剂即可加快反应I的速率，从而提高的实际选择性，D正确； 故答案为：A。 2． （25-26高三上·江苏徐州·期中）利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的转化生产单质硫，涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     恒容条件下，按1 mol CaS，1 mol 和0.1 mol 投料反应。平衡体系中，各气态物种的随温度的变化关系如题图所示，n为气态物种物质的量的值。 已知：图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数基本不变。下列说法正确的是 A．甲线所示物种为 B．反应Ⅰ的焓变 C．温度为，体系达平衡时，若丁线所示物种为a mol，则CaS为 D．温度为，体系达平衡后，压缩容器体积产率增大。与压缩前相比，重新达平衡时，减小 【答案】C 【分析】根据图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数基本不变，，H2O和H2对应曲线的变化趋势相同，lgn的差值为2，判断丁为H2，乙为H2O，随着温度升高，H2和H2O的物质的量均增大，，根据H原子守恒，则H2S的物质的量减少，甲为H2S，丙为SO2。 【解析】A．根据分析可知，“甲”对应的物种是H2S，故 A 错误； B．图可见，曲线 S2随 T 升高时其 lg n 反而减小，说明升温使反应Ⅰ中生成 S2 的平衡转向反应物一侧，即升温不利于 S2生成；可判断反应Ⅰ为放热反应，故 ΔH1＜0，故B错误； C．温度为，体系达平衡时，若丁线所示物种为H2，物质的量为a mol，则H2O的物质的量为100a mol，n(H2O)=n(SO2)=100a mol，，根据O原子守恒，2×n(SO2)+n(H2O)+4×n(CaSO4)=2mol，2×100a+100a+n(CaSO4)=2mol，n(CaSO4)=(0.5-75a)mol，根据Ca原子守恒，n(CaS)+n(CaSO4)=1 mol，n(CaS)=，故 C 正确； D．反应I+反应II-反应III×2可得2H2S(g)⇋2H2(g)+S2(g)，平衡常数K=×c(S2)，压缩体积增大压强，c(S2)增大，K不变，减小， 增大，故 D 错误； 答案选C。 3． （2025·江苏苏州·三模）甲烷氧化偶联制乙烯过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①4CH4(g)＋O2(g)=2C2H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1=-354kJ·mol-1 ②2CH4(g)＋O2(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)　ΔH2=-282kJ·mol-1 ③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3=-803kJ·mol-1 将CH4与O2以一定体积比投入反应体系中，维持压强恒定，反应一定时间，测得CH4转化率与C2H6、C2H4、CO2选择性随原料气的n(CH4)：n(O2)的变化如图所示。已知：C2H4或C2H6的选择性=×100%。O2的分压p(O2)=p总×，C2H4的生成速率v与O2分压p间的关系为：lgv=lgp＋1.1。下列说法不正确的是 A．曲线a表示C2H6选择性随投料比的变化 B．反应④2C2H6(g)＋O2(g)=2C2H4(g)＋2H2O(g)在任意温度下自发 C．其他条件不变，增大体系压强，产物中H2O的体积分数增大 D．若O2的初始分压为p0，随着反应的进行，当C2H4的生成速率v降低到其初始生成速率v0的时，O2的分压为 【答案】D 【分析】随着增大，的转化率降低，则曲线b表示的转化率，曲线a表示的选择性，据此解答。 【解析】A．由分析可知，曲线a表示C2H6选择性随投料比的变化，A正确； B．由盖斯定律可知，反应②×2-反应①=反应④，则反应④的△H=(-282kJ/mol)×2-(-354kJ/mol)=-210kJ/mol，该反应是熵增的放热反应，任何条件下，反应ΔH-TΔS均小于0，能自发进行，B正确； C．压强对反应②、③的平衡移动几乎无影响，增大压强反应①平衡正向移动，产物中H2O的体积分数增大，C正确； D．由题意可知，反应起始时①，随着反应进行，当的生成速率v降低到其初始生成速率的时②，联立方程解得氧气的分压p=，D错误； 故选D。 4．（25-26高三上·江苏扬州·期中）工业上可用将燃煤尾气中的转化生产，涉及的反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 在密闭容器中，，按、和投料。达平衡状态时，体系中部分含硫物质及的随温度变化的理论计算结果如图所示(n为该物质的物质的量)，图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数无明显变化。下列说法正确的是 A．曲线①表示平衡时的值随温度的变化 B．，体系中物质的量之和为 C．其他条件不变，温度高于，平衡时的物质的量随温度的升高而减小 D．M点处与的物质的量相等，则体系中 【答案】D 【分析】按1 molCaS、1 molSO2和0.1 molH2O投料，依据原子守恒分析：①钙元素守恒，则有n(CaSO4)+n(CaS)=1 mol，②气体物质中硫元素守恒，n(SO2)+n(H2S)+2n(S2)=1 mol，③氢元素守恒，n(H2O)+n(H2S)+n(H2)=0.1 mol，④氧元素守恒，n(H2O)+ 4n(CaSO4)+ 2n(SO2) =2.1 mol；图示温度范围内反应Ⅱ的平衡常数无明显变化，则；据此分析。 【解析】A．依据分析结合反应Ⅲ，随着温度升高，n(H2S)减小，n(H2)增加，n(S2)也应该增加（比氢气增加幅度小），又n(CaS)增加，则升高温度反应Ⅰ平衡可能逆移，n(S2)减小，总体分析，曲线②表示平衡时S2的lgn值随温度的变化，曲线①表示平衡时SO2的lgn值随温度的变化，A错误； B．1300K时，根据气体物质中硫元素守恒，n(SO2)+n(H2S)+2n(S2)=1 mol，B错误； C．图示温度范围内反应Ⅱ的平衡常数无明显变化，则，即温度高于1000K时，n(H2)增加，则n(H2O)应该增加（二者成正比），C错误； D．M点处H2S与H2的物质的量相等，设n(H2)=a mol，则n(H2S)=a mol，又氢元素守恒，n(H2O)+n(H2S)+n(H2)=0.1 mol，则n(H2O)=（0.1-2a）mol，结合得：，D正确； 故答案选D。 5．（25-26高三上·江苏宿迁·期中）向2L的密闭容器中加入1molH2和1molCO2，发生如下两个反应： 反应Ⅰ：    ； 反应Ⅱ：    。 不同温度下CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OH的选择性如图所示(选择性指生成CO或CH3OH占CO2消耗总量的百分比)。下列相关说法正确的是 A．曲线a表示CO2的平衡转化率 B．选择适宜的催化剂可以提高平衡体系中CH3OH的选择性 C．300℃时，反应Ⅱ的平衡常数K≈0.173 D．280~360℃，随着温度的升高，容器内发生的主要反应为反应Ⅰ 【答案】C 【解析】A．反应Ⅰ为放热反应，升温平衡逆向移动，反应Ⅱ为吸热反应，升温平衡正向移动，则题图中曲线a表示CO的选择性，c表示CH3OH的选择性，则曲线b表示CO2的平衡转化率，A项错误； B．催化剂只影响反应速率，不能使平衡发生移动，不能提高平衡体系中CH3OH的选择性，B项错误； C．300℃时，CO2的平衡转化率为30%，CO的选择性为70%，CH3OH的选择性为30%，结合化学计量数可知，此时n(CO)=1×30%×70%=0.21 mol，n(CH3OH)=1×30%×30%=0.09 mol，n(H2)=1mol-0.09mol×3-0.21mol=0.52 mol，n(CO2)=1mol-1mol×30%=0.7 mol，n(H2O)=0.21 mol+0.09 mol=0.3 mol，反应Ⅱ反应前后气体的化学计量数之和不变，故可以用物质的量代替浓度计算化学平衡常数，则反应Ⅱ的平衡常数，C项正确； D．升高温度，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，280~360℃，随着温度的升高，CO2的平衡转化率增大，容器内发生的主要反应为反应Ⅱ，D项错误； 故选C。 6．（25-26高三上·江苏盐城·期中）与反应可获得，其主要反应为 反应Ⅰ 反应Ⅱ 反应Ⅲ 条件下，和发生上述反应达平衡时，反应物的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化关系如图所示(反应Ⅲ在360℃以下不考虑)。含碳生成物选择性。 下列说法不正确的是 A．其他条件不变，加压有助于提高的平衡选择性 B．反应Ⅲ平衡常数 C．在范围，平衡产率随温度升高而下降 D．其他条件不变，增大的投入量，平衡转化率下降 【答案】C 【分析】反应I为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑，在360 ℃以下时升高温度，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，则MgCO3的转化率增大，的选择性增大，的选择性减小，且和的选择性之和接近100%，则c表示的选择性，b表示的选择性，a表示的转化率，据此解答。 【解析】A．反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，反应Ⅲ是气体分子数不变的反应。其他条件不变，加压时，反应Ⅱ平衡正向移动，反应Ⅲ平衡不移动，则其他条件不变，加压会使更多的CO2转化为CH4而非CO，有助于提高CH4的平衡选择性，A正确； B．由分析可知，c表示的选择性，b表示的选择性，a表示的转化率，由图可知，在550 ℃下达到平衡时，碳酸镁完全转化，二氧化碳的选择性为70%，甲烷的选择性为10%，则生成的二氧化碳为，生成的甲烷为，根据碳原子守恒可得；氢气的平衡转化率为60%，则平衡时氢气的物质的量为，反应Ⅱ中甲烷与水的化学计量系数之比为1∶2，反应Ⅲ中一氧化碳与水的化学计量系数之比为1∶1，即平衡时，所以反应Ⅲ平衡常数，B正确； C．反应I为吸热反应，升高温度，反应I平衡正向移动，生成量增加，为反应II提供更多反应物，利于的生成；反应II为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于的生成。在范围，反应I的正向趋势占主导，的增加量远大于反应II逆向移动导致的减少量，因此平衡产率随温度升高而上升，而非下降，C错误； D．对于可逆反应，增大一种反应物的浓度，平衡会正向移动，能提高其他反应物的转化率，但自身转化率会降低，即其他条件不变，增大的投入量，平衡转化率下降，D正确； 故选C。 7． （25-26高三上·江苏·月考）燃油汽车尾气中除含大量CO2外，还含有NO和CO气体。某研究小组用新型催化剂对CO、NO的催化转化进行试验研究，测得一段时间内，=1条件下，NO的转化率、CO剩余的百分率以及无CO且无催化剂时NO直接分解为N2的转化率随温度的变化情况如图所示。已知NO可发生下列反应： 反应I：2CO(g)＋2NO(g)⇌2CO2(g)＋N2(g)   ΔH1 反应II：2NO(g)⇌N2(g)＋O2(g)   ΔH2 下列叙述不正确的是 A．曲线a表示CO剩余的百分率 B．ΔH1＜0，ΔH2＜0 C．=1时，该催化剂脱除NO的最适宜温度在975℃左右 D．775℃，=1时，只发生反应I和II，该时刻c(CO2)∶c(N2)=3:1 【答案】D 【解析】A．在反应 Ⅰ 中，CO 与 NO 反应，随着温度升高，反应速率加快，CO 剩余百分率应先降低；但温度过高时，若反应 Ⅰ 逆向移动，CO 剩余百分率会升高。曲线 a 符合 “先降后升” 的变化，且初始时 CO 剩余百分率接近 100%（未反应），因此曲线 a 表示 CO 剩余的百分率，A正确； B．b曲线表示NO转化率，因为反应相同的时间，首先随温度的升高，反应速率加快，NO的转化率升高，后温度再高的话，则是平衡移动的结果了，说明升温平衡逆向，ΔH1＜0；曲线c表示无CO且无催化剂时NO直接分解为N2的转化率，反应II转化率随温度升高先升高后降低，说明高温下平衡逆向移动，则ΔH2＜0，B正确； C．脱除NO最适宜温度为NO转化率最高时对应的温度，曲线b(NO转化率)在975℃达最高，C正确； D．=1时，设两者的物质的量都为1mol，775℃时，CO剩余70%，则CO消耗0.3mol(生成CO20.3 mol，反应I生成N20.15 mol)；NO总转化率40%，消耗NO 0.4mol，反应II消耗NO 0.1mol(生成N20.05mol)。平衡时N2的总量为0.2mol，c(CO2)∶c(N2)=n(CO2)∶n(N2)=0.3：0.2=3：2，D错误； 答案选D。 8． （2025·江苏·模拟预测）乙醇—水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下： ①C2H5OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g)；ΔH1=＋173.3kJ·mol-1 ②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)；ΔH2 101kPa时，H2的平衡产率与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示，图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是 A．H2的平衡产率：曲线a<曲线b B．反应②的焓变ΔH2>0 C．Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等 D．H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时，要提高水醇比 【答案】A 【解析】A．若选择图像上温度相同，投料比不同Q、P两个点可知，P点投料比高，则氢气的转化率大，所以氢气的平衡产率为：曲线a大于曲线b，A错误； B．反应①为吸热反应，在图像中选择c、d点分析，如图：，c、d点氢气的平衡产率相等原因为：c点温度高于d点，升高温度，反应①平衡正向移动，氢气的量增大，反应②在消耗氢气，说明升高温度，反应②消耗的氢气恰好可以抵消掉反应①新增的氢气，说明反应②是吸热反应，，B正确； C．Q点处与P点处温度相同，则平衡常数相等，C正确； D．根据图像可知，H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时，横坐标往右边移动，要提高水醇比，D正确； 故选A。 9．（2025·江苏宿迁·模拟预测）二氧化碳合成二甲醚的主要反应有： I. Ⅱ. Ⅲ. 一定温度下，将、和双催化剂(通常由甲醇合成催化剂和甲醇脱水制二甲醚催化剂组成)，加入1L密闭容器中，测得各含碳产物占所有含碳物质的量分数(例：CO的物质的量分数)随时间变化如图所示： 下列说法正确的是 A．30min时，使用活性更高的甲醇合成催化剂，不可能使图中的X点升至Y点 B．40min前， C．40min后，物质的量分数减小，原因是反应I向逆反应方向移动 D．90min时，的转化率约为 【答案】D 【解析】A．30min时，使用活性更高的甲醇合成催化剂，可加快反应速率，则单位时间内生成甲醇量增加，有可能使图中的X点升至Y点，A错误； B．由图可知，40min时，占所有含碳物质的物质的量分数为0.35，占所有含碳物质的物质的量分数为0.17，则生成的，故40min前，，B错误； C．由图可知，40min后，物质的量分数减小，而的物质的量分数增加，且的物质的量分数增大趋势明显强于反应前40min，说明物质的量分数减小是由于反应Ⅲ的反应速率增快引起的，C错误； D．90min时，、、CO占所有含碳物质的物质的量分数分别为0.3、0.2、0.1，则、、CO的物质的量之比为3:2:1，则①， ②，CO的物质的量分数③，将①、②代入③中可得 ⑤，反应前，容器中加入1mol CO2，根据C原子守恒可知，⑥，将①、②、⑤代入⑥中可得，，则根据⑤可计算出，则的转化率为，D正确； 故选D。 10．（2025·江苏南通·三模）一种以、为原料制取COS的过程中主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   将等物质的量的和充入反应器中，压强一定，平衡时和的转化率、和选择性与温度的关系如下图所示。 或选择性。下列说法正确的是 A．X代表的物质是COS B．温度越高，平衡时所得的物质的量越少 C．400℃之前，容器内只发生反应Ⅰ D．600℃时，其他条件一定，适当增大起始反应的压强，既能加快反应速率也能提高COS的平衡选择性 【答案】D 【解析】A．反应Ⅰ生成和，反应Ⅲ也生成，则的选择性应高于，由图可知，X的选择性高于Y，所以X代表，Y代表，A错误； B．反应Ⅰ、Ⅲ均生成，且均为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，的物质的量应增多，B错误； C．之前，、有转化率，、有选择性，同时反应Ⅱ中分解也会发生（只是程度小），不可能只发生反应Ⅰ，C错误； D．增大压强，反应速率加快；反应Ⅰ是气体分子数不变的反应，反应Ⅱ逆向移动（减少分解 ），反应Ⅲ气体分子数不变，整体有利于生成，能提高其平衡选择性，D正确； 故答案选D。 11．（2025·江苏南通·模拟预测）甲醇与水蒸气催化重整制取氢气的主要反应为：；。在密闭容器中，、，平衡时的转化率和CO的选择性[]随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．其他条件不变，制取的最佳温度范围约为200~220℃ B．200~300℃达到平衡时，的物质的量随温度升高而减小 C．其他条件不变，增大起始时，可提高甲醇的平衡转化率 D．240~300℃达到平衡时， 【答案】D 【解析】A．200~220℃时的平衡转化率太低，不利于制取，260℃时的平衡转化率高而CO的选择性较低，故制取的最佳温度范围约为260℃，A错误； B．200~300℃达到平衡时，温度升高，的平衡转化率随温度升高而增大，的平衡转化率增大是主要因素，的物质的量随温度升高而增大，温度继续升高，CO的选择性增大占主要因素，的物质的量随温度升高又逐渐减小，B错误； C．其他条件不变，增大起始时，水的转化率增大，甲醇的平衡转化率降低，C错误； D．若只发生反应，，若只发生反应，，240~300℃两个反应均发生，则达到平衡时，，D正确； 故选D。 12．（2025·江苏南京·模拟预测）甲醇水蒸气重整制氢是生产氢气的重要途径，其主要反应为： Ⅰ． Ⅱ． 、时，混合气体以一定流速通过反应管，在催化剂作用下反应一段时间后测得转化率、CO选择性随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是 A．反应Ⅱ的平衡常数： B．的物质的量：a点<b点 C．其他条件不变，混合气体流速越大，的转化率越大 D．温度高于240℃，CO选择性迅速上升的原因是反应Ⅱ速率大于反应Ⅰ 【答案】B 【解析】A．反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，反应Ⅱ的K值增大，其平衡常数：，A错误； B．、时，设起始甲醇物质的量为1mol，a点转化率较低(约为65%)、CO选择性很低(约为2%)，则n(CO)=1mol×65%×2%=0.013mol，n(CO2)=0.65mol-0.013mol=0.637mol，b点转化率较高(约为95%)、CO选择性相对较高(约为12%)，则n(CO)=1mol×95%×12%=0.114mol，n(CO2)=0.95mol-0.114mol=0.836mol，故的物质的量：a点b点，B正确； C．其他条件不变，混合气体流速越大，不能完全反应，故转化率不一定越大，C错误； D．温度高于240℃，甲醇的转化率基本不变、CO选择性迅速上升，说明反应Ⅱ速率随温度增大的程度大于反应Ⅰ，但是无法得出反应Ⅱ速率大于反应Ⅰ，D错误； 故选B。 13．（24-25高三上·江苏常州·期末）CaO用于体系制工艺的主要反应(忽略其他副反应)为：          一定压强下，体系达平衡后，气态物质中、和物质的量分数随温度的变化关系(在图示温度范围内，已完全反应)如下图所示。 下列说法不正确的是 A．反应的焓变 B．曲线表示平衡时物质的量分数随温度的变化 C．温度为时，向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，增大 D．温度高于时，可能已经完全分解 【答案】C 【解析】A．反应，此反应的焓变为，题目中三个方程式相加，故焓变为：，A正确； B．因为反应是吸热反应，随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，氢气的量增加，因此氢气的量分数增加。曲线a随着温度升高而上升，符合这一趋势，B正确； C．根据勒夏特列原理，当向平衡体系中加入二氧化碳时，平衡会向消耗二氧化碳的方向移动，即向生成的方向移动，因此的浓度会减小，而不是增大，C错误； D．因为反应C是放热反应，随着温度的升高，平衡会向逆反应方向移动，即，因此温度高于时， 可能已经完全分解，D正确； 故选C。 14．（2025·江苏常州·二模）甲烷和水蒸气催化重整制氢过程中的主要反应为 ①   ②   在装有催化剂的密闭容器中，、时，若仅考虑上述反应，平衡时转化率和CO转换率随温度的变化如图所示。 CO转换率 下列说法正确的是 A．反应的焓变 B．曲线a表示平衡时转化率随温度的变化 C．850℃平衡时生成的比550℃平衡时生成的多 D．相同条件下，和总物质的量不变，越大，产量越高 【答案】C 【解析】A．根据盖斯定律，①+②得 ，A错误； B．，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，的平衡转化率增大，故曲线b表示平衡时转化率随温度的变化，B错误； C．设起始，850℃平衡时转化率为90%，转换率为50%，，；550℃平衡时的转化率为30%，的转换率为90%，，，850℃平衡时生成的比550℃平衡时生成的多，C正确； D．相同条件下，和总物质的量不变，越大，的量越小，是反应物，当的量很少时，的产量会降低，D错误； 故选C。 15．（24-25高三上·江苏常州·阶段练习）催化加氢制能实现碳的循环利用。一定压强下，1mol 与3mol 在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：；△H<0 Ⅱ：；△H>0 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如右图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 已知：的选择性。 下列说法正确的是 A．曲线b表示的平衡转化率 B．其他条件不变，240℃时加压或使用高效催化剂均可能使转化率达到X点 C．220～280℃时，反应Ⅰ生成速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D．为提高生产效率，需选择相对较低的温度 【答案】A 【解析】A．反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，反应I平衡逆向移动导致的平衡转化率降低，反应II平衡正向移动导致的平衡转化率升高，的平衡转化率不会一直随温度的升高而降低，故曲线b表示的平衡转化率，故A正确； B．使用催化剂对化学平衡无影响，所以使用高效催化剂不可能使转化率超过平衡转化率，故B错误； C．260～280 ℃间，选择性的实验值大于平衡值，说明相同时间内得到的量更多，反应I的速率大于反应II，即反应Ⅰ生成速率大于反应Ⅱ生成的速率，故C错误； D．由图像可知，升高温度，转化率升高，选择性降低，为提高生产效率，需选择适宜的温度，而不是相对较低的温度，故D错误； 故选A。 16．（2025·江苏·二模）CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 在3.0MPa的恒压密闭容器中充入5.4molH2和2molCO2发生上述反应，CO2的平衡转化率、CH3OCH3和CO生成物的选择性随温度变化如题图所示。已知：生成物R的选择性 下列说法不正确的是 A．曲线b表示CH3OCH3的选择性 B．升高温度，反应Ⅰ的平衡常数K持续减小 C．350℃达到平衡时，容器内H2O的物质的量小于1.7mol D．高于280℃后，温度对反应Ⅱ的影响程度大于反应Ⅰ 【答案】C 【分析】由题干信息可知，反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，则随着温度升高，CO的选择性增大，CH3OCH3的选择性减小，即曲线a表示CO的选择性，曲线b表示CH3OCH3的选择性，曲线c表示CO2的平衡转化率，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，曲线b表示CH3OCH3的选择性，A正确； B．由题干信息可知，反应Ⅰ的=-49.1kJ/mol，为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，B正确； C． 在350℃时，CO2的平衡转化率为85%，则参加反应的n(CO2) = 2mol×85%=1.7mol，由图像可知，此时CH3OCH3的选择性为0，即此温度下只发生反应Ⅰ、Ⅱ，生成H2O的物质的量为1.7mol，C错误； D． 由题干图像可知，高于280℃后，CO2的平衡转化率增大，CO的选择性增大，CH3OCH3的选择性减小，说明温度对反应Ⅱ（生成CO的反应）的影响程度大于反应Ⅰ，D正确； 故答案为：C。 17．（2025·江苏南京·模拟预测）在催化剂作用下，以和为原料进行合成的实验。 保持压强一定，将起始的混合气体通过装有催化剂的反应管，测得出口处的转化率和的选择性与温度的关系如图所示(图中虚线表示平衡时的转化率或的选择性)。已知反应管内发生的反应为： 反应①：   反应②：   下列说法不正确的是 A．图中表示的选择性随温度的变化 B．，升高温度，对反应②速率的影响比对反应①的大 C．平衡时的转化率为20%，的选择性为75%，则的转化率为33.4% D．低温下使用对的选择性高的催化剂有利于提高的平衡产率 【答案】C 【分析】 反应①是放热反应，反应②是吸热反应，升高温度，反应①逆向移动，反应②正向移动，的选择性减小，CO的选择性增大，则表示实验时的选择性随温度的变化，表示平衡时的选择性随温度的变化，表示实验时的转化率，表示平衡时的转化率，以此解答。 【解析】 A．由分析可知，图中表示的选择性随温度的变化，A正确； B．由分析可知，表示实验时的选择性随温度的变化，，升高温度，的选择性减小，CO的选择性增大，说明升高温度，对反应②速率的影响比对反应①的大，B正确； C．假设起始n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol，平衡时的转化率为20%，的选择性为75%，则生成的物质的量为1mol×0.2×0.75=0.15mol，生成CO的物质的量为1mol×0.2×0.25=0.05mol，由方程式可知，消耗n(H2)=0.15mol×3+0.05mol=0.5mol，则的转化率为=16.7%，C错误； D．反应①是放热反应，低温有利于平衡正向移动，使用对的选择性高的催化剂可以加快反应①的速率，有利于提高的平衡产率，D正确； 故选C。 18．（2025·江苏·一模）二氧化碳催化加氢可获得CO。其主要反应为 在、时，若仅考虑上述反应，平衡时部分物种的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．、 B．图中X表示 C．提高CO的产率，需研发380℃以下的高效催化剂 D．900℃时，其他条件不变，增大容器压强，不变 【答案】C 【分析】由图可知，温度升高，甲烷的物质的量分数减少，二氧化碳物质的量增加，但图中二氧化碳的物质的量减少，说明反应1的进向进行，使二氧化碳减少。 【解析】A．由图所示，温度升高，甲烷的物质的量分数减少，平衡逆向进行，故，温度升高，甲烷的物质的量分数减少，二氧化碳物质的量增加，但图中二氧化碳的物质的量减少，说明反应1的正向进行且程度大于反应2逆向进行程度，使二氧化碳减少，反应2正向进行，故，A正确； B．由于温度升高，反应1的正向进行且程度大于反应2逆向进行程度，故X的物质的量分数增加，CO的物质的量分数小于水的，故X代表，B正确； C．因，，380℃之后，反应1的正向进行且程度大于反应2逆向进行程度，为 提高CO的产率，需研发380℃以上的高效催化剂，C错误； D．900℃时，其他条件不变，甲烷的物质的量分数为0，说明只发生反应1，增大容器压强，反应1不移动，故不变，D正确； 故选C。 19．（2025·江苏·一模）硫酸工业尾气中可用CO处理并回收S，涉及的反应有： 反应I：　 反应II：　 恒压条件下，按充入原料，其中的平衡转化率以及COS和S的平衡选择性随温度的变化如图所示。已知曲线b表示的平衡选择性。 (X的平衡选择性，X为COS或S)。 下列说法不正确的是 A．曲线c表示S的平衡选择性 B． C．1400K下，反应的平衡常数 D．其它条件不变，增大体系压强的平衡转化率不变 【答案】D 【分析】由图可知，升高温度，S的平衡选择性增大，说明反应II正向移动，根据勒夏特列原理，正反应是吸热反应，即ΔH2>0，随着温度升高，反应I逆向移动，COS的量减少，而反应II正向移动，S的量增加，已知曲线b表示COS的平衡选择性，所以曲线c表示S的平衡选择性，曲线a表示SO2的平衡转化率； 【解析】A．随着温度升高，反应I逆向移动，COS的量减少，而反应II正向移动，S的量增加，已知曲线b表示COS的平衡选择性，所以曲线c表示S的平衡选择性，A正确； B．由图可知，升高温度，S的平衡选择性增大，说明反应II正向移动，根据勒夏特列原理，正反应是吸热反应，即ΔH2>0，B正确； C．设起始n(SO2)=1 mol，n(CO)=3 mol，在1400K下，SO2平衡转化率为80%，则转化的n(SO2)=0.8 mol，COS平衡选择性为50%，则生成n(COS)=0.8 mol×50%=0.4 mol，生成n(S)=0.4 mol。根据反应I生成n(CO2)=0.8 mol×2=1.6 mol，剩余n(CO)=3 mol−0.8 mol×3+0.4 mol=1 mol。对于反应SO2(g)+2CO(g)⇌S(g)+2CO2(g)，平衡时n(SO2)=1 mol−0.8 mol=0.2 mol，n(CO)=0.4 mol，n(S)=0.4 mol，n(CO2)=1.6 mol。因为是恒压体系，体积比等于物质的量之比，设平衡时总体积为V，根据平衡常数表达式，C正确； D．反应I是气体分子数减小的反应，增大压强，反应I正向移动，从而使SO2的平衡转化率增大，D错误； 故选D。 20．（24-25高三下·江苏常州·开学考试）水煤气法制H2的主要反应(忽略其他副反应)如下： ① C(s)＋ H2O(g)=CO(g)＋H2(g)；ΔH=131.7 kJ·mol-1 ② CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)；ΔH=-43.6 kJ·mol-1 ③ CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)；ΔH=-178.3 kJ·mol-1 将一定量的C(s)和H2O(g)投入恒压密闭容器中，再加入适量CaO(s)，在不同温度下反应达平衡后，分别对容器中气体取样进行分析(忽略其中的水蒸气，仅考虑其他成分)，所得CO、CO2和H2的物质的量分数及H2的产量随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．制备高纯度的H2最佳温度范围约为800～1 000 ℃ B．图中曲线b表示CO2的物质的量分数随温度的变化 C．从750 ℃升高至800 ℃，反应①正向进行程度小于反应②逆向进行程度 D．800 ℃时对平衡体系加压，重新达平衡后c(CO2)增大 【答案】C 【分析】根据图形，反应①产生和，然后反应②消耗生成，反应③又消耗，所以得到曲线a表示，曲线b表示，曲线c表示，据此信息解答。 【解析】A．从图中可见，约在时，体系中的体积分数最高，随后随温度继续升高而下降，说明要制得高纯度的，其最适宜温度为：，A错误； B．由于加入了 会将生成的不断吸收且随温度升高消耗更多，含量降低，故平衡混合气中 含量始终最小，根据分析，曲线c才表示的物质的量分数随温度的变化，B错误； C．随温度由 上升到，图中 的含量略有下降，说明吸热反应①正向进行增强的程度小于放热反应②反向进行增强的程度，从而导致含量减小，C正确； D．在 时若对体系加压，反应③的平衡常数不变，所以重新平衡后气相中c(CO2)不变，D错误； 故答案为：C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型12 多重平衡图像分析 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 连续型多重平衡【重难】 考向02 竞争型多重平衡【重难】 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 “多重平衡图像分析”是选择题部分难度最高的题型之一，它常作为原理题的“压轴”出现，重在考查在复杂、真实情境中分析和处理多反应耦合体系的能力，命题趋势紧密联系工业生产、能源转化、催化剂研发等前沿真实情境，图像信息日趋复杂。考查形式为：体系中的反应相互关联，共享某些反应物或生成物，形成“连续反应”（上一步产物是下一步反应物）或“竞争反应”（同一反应物可走不同路径）。图像多为转化率、选择性、产率或气体摩尔分数等随温度（或压强）变化的曲线 考向01 连续型多重平衡 【例1-1】（2025·江苏卷）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 【例1-2】（2024·江苏卷）二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①   ②   、下，将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B．反应②的焓变 C．L9处的的体积分数大于L5处 D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于的生成速率 1.多重平衡体系类型 (1)竞争型多重平衡体系:这种多重平衡的特点是同一种反应物参加多步反应,是多步反应的反应物,这些反应之间是平行关系,同时也是竞争关系。反应之间相互制约,当每一步反应都处于平衡状态,整个反应体系才处于平衡状态。 (2)连续型多重平衡体系:这种多重平衡的特点是前一步反应的生成物继续参与后续反应生成新的物质。当每一步反应都处于平衡状态,整个反应体系才处于平衡状态。 2.多重平衡体系规则 在多重平衡体系中,如果一个反应由另外两个或多个反应相加减而来,则该反应的平衡常数等于这两个或多个反应的平衡常数的乘积或商。 3.有关多重平衡及选择性的问题 (1)如果主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应,那么该反应物的平衡转化率就会增大。 (2)在一定温度下,特定的混合体系,多重平衡选择性为定值,催化剂不能提高某一物质的平衡转化率。 (3)如果在同一条件下,两种物质同时可以发生几个可逆反应,那么相同时间内,催化剂的选用就可以使其中某一反应的选择性提高。 【变式1-1】（2022·江苏卷）乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为，，在、时，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性，下列说法正确的是 A．图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化 B．升高温度，平衡时CO的选择性增大 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率 【变式1-2】（25-26高三上·江苏南京·月考）在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要反应的热化学方程式如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   向恒压、密闭容器中通入1 mol 和4 mol ，平衡时、CO、的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．图中曲线C表示CO的物质的量随温度的变化 B． C．为了提高甲烷的产率，最佳控制温度在200～400℃之间 D．a点所对应温度下反应Ⅱ的平衡常数 考向02 竞争型多重平衡 【例2-1】（2023·江苏卷）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为       在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是    A．反应的焓变 B．的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 【例2-2】（25-26高三上·江苏连云港·期中）利用CO2与H2合成重要化工原料甲醇，主要发生如下反应(忽略其他副反应)： 反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=-58 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)  ΔH2=+41 kJ·mol-1 在一刚性密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2在催化剂作用下反应，测得CO2平衡转化率、CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。CH3OH的选择性可表示为×100%。 下列说法正确的是 A．反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的焓变ΔH=+99kJ·mol-1 B．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时CH3OH产率 C．240℃时，反应Ⅱ的化学平衡常数约为1.6×10-4 D．向原料气中掺入适量的CO有利于提高CH3OH的物质的量 在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的。 (1) 若主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应，则该反应物的平衡转化率就会增大。 (2) 在一定温度下，特定的混合体系，多重平衡选择性为定值，催化剂不能提高某一物质的平衡转化率，也不能提高某一物质的平衡选择性。 (3) 若在同一条件下，两种物质同时可以发生几个可逆反应，则温度、浓度、催化剂等的选用就可以通过改变某一个反应的速率，从而使该反应的选择性提高或降低。 (4) 多重平衡体系中，若两种物质的选择性之和等于100%，则二者的选择性变化曲线呈镜像对称，反之亦成立。 【变式2-1】（25-26高三上·江苏苏州·期中）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应： 反应I：   反应II：   向恒压、密闭容器中通入和，平衡时、、的物质的量随温度的变化如图所示。的选择性。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为 B．反应达到平衡状态时， C．的平衡选择性随着温度的升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 【变式2-2】（25-26高三上·江苏苏州·期中）一种以和为原料制的过程存在如下反应： 反应： 反应： 将1mol和1mol通入密闭容器中发生上述反应，保持容器体积一定，平衡时含碳物质体积分数(含碳物质体积分数)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．M点时，反应的平衡常数 B．N点时，平衡容器中 C．温度低于600℃，温度越高，的平衡转化率越大 D．保持温度为900℃，压缩已达平衡时容器的体积，物质的量不变 1．（2025·江苏苏州·三模）一种捕获并资源化利用CO2的方法是将CO2催化加氢合成CH3OCH3，其过程中主要发生如下反应： I．   Ⅱ．   向恒压密闭容器中充入和，的平衡转化率和的平衡选择性[的选择性］随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．A点时，容器中为0.0625mol B．反应的 C．平衡转化率由A到B点，可采取的措施为加压或减小 D．使用对反应I催化活性更高的催化剂可提高的实际选择性 2． （25-26高三上·江苏徐州·期中）利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的转化生产单质硫，涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     反应Ⅲ：     恒容条件下，按1 mol CaS，1 mol 和0.1 mol 投料反应。平衡体系中，各气态物种的随温度的变化关系如题图所示，n为气态物种物质的量的值。 已知：图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数基本不变。下列说法正确的是 A．甲线所示物种为 B．反应Ⅰ的焓变 C．温度为，体系达平衡时，若丁线所示物种为a mol，则CaS为 D．温度为，体系达平衡后，压缩容器体积产率增大。与压缩前相比，重新达平衡时，减小 3． （2025·江苏苏州·三模）甲烷氧化偶联制乙烯过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①4CH4(g)＋O2(g)=2C2H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1=-354kJ·mol-1 ②2CH4(g)＋O2(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)　ΔH2=-282kJ·mol-1 ③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3=-803kJ·mol-1 将CH4与O2以一定体积比投入反应体系中，维持压强恒定，反应一定时间，测得CH4转化率与C2H6、C2H4、CO2选择性随原料气的n(CH4)：n(O2)的变化如图所示。已知：C2H4或C2H6的选择性=×100%。O2的分压p(O2)=p总×，C2H4的生成速率v与O2分压p间的关系为：lgv=lgp＋1.1。下列说法不正确的是 A．曲线a表示C2H6选择性随投料比的变化 B．反应④2C2H6(g)＋O2(g)=2C2H4(g)＋2H2O(g)在任意温度下自发 C．其他条件不变，增大体系压强，产物中H2O的体积分数增大 D．若O2的初始分压为p0，随着反应的进行，当C2H4的生成速率v降低到其初始生成速率v0的时，O2的分压为 4．（25-26高三上·江苏扬州·期中）工业上可用将燃煤尾气中的转化生产，涉及的反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 在密闭容器中，，按、和投料。达平衡状态时，体系中部分含硫物质及的随温度变化的理论计算结果如图所示(n为该物质的物质的量)，图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数无明显变化。下列说法正确的是 A．曲线①表示平衡时的值随温度的变化 B．，体系中物质的量之和为 C．其他条件不变，温度高于，平衡时的物质的量随温度的升高而减小 D．M点处与的物质的量相等，则体系中 5．（25-26高三上·江苏宿迁·期中）向2L的密闭容器中加入1molH2和1molCO2，发生如下两个反应： 反应Ⅰ：    ； 反应Ⅱ：    。 不同温度下CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OH的选择性如图所示(选择性指生成CO或CH3OH占CO2消耗总量的百分比)。下列相关说法正确的是 A．曲线a表示CO2的平衡转化率 B．选择适宜的催化剂可以提高平衡体系中CH3OH的选择性 C．300℃时，反应Ⅱ的平衡常数K≈0.173 D．280~360℃，随着温度的升高，容器内发生的主要反应为反应Ⅰ 6．（25-26高三上·江苏盐城·期中）与反应可获得，其主要反应为 反应Ⅰ 反应Ⅱ 反应Ⅲ 条件下，和发生上述反应达平衡时，反应物的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化关系如图所示(反应Ⅲ在360℃以下不考虑)。含碳生成物选择性。 下列说法不正确的是 A．其他条件不变，加压有助于提高的平衡选择性 B．反应Ⅲ平衡常数 C．在范围，平衡产率随温度升高而下降 D．其他条件不变，增大的投入量，平衡转化率下降 7． （25-26高三上·江苏·月考）燃油汽车尾气中除含大量CO2外，还含有NO和CO气体。某研究小组用新型催化剂对CO、NO的催化转化进行试验研究，测得一段时间内，=1条件下，NO的转化率、CO剩余的百分率以及无CO且无催化剂时NO直接分解为N2的转化率随温度的变化情况如图所示。已知NO可发生下列反应： 反应I：2CO(g)＋2NO(g)⇌2CO2(g)＋N2(g)   ΔH1 反应II：2NO(g)⇌N2(g)＋O2(g)   ΔH2 下列叙述不正确的是 A．曲线a表示CO剩余的百分率 B．ΔH1＜0，ΔH2＜0 C．=1时，该催化剂脱除NO的最适宜温度在975℃左右 D．775℃，=1时，只发生反应I和II，该时刻c(CO2)∶c(N2)=3:1 8． （2025·江苏·模拟预测）乙醇—水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下： ①C2H5OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g)；ΔH1=＋173.3kJ·mol-1 ②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)；ΔH2 101kPa时，H2的平衡产率与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示，图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是 A．H2的平衡产率：曲线a<曲线b B．反应②的焓变ΔH2>0 C．Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等 D．H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时，要提高水醇比 9．（2025·江苏宿迁·模拟预测）二氧化碳合成二甲醚的主要反应有： I. Ⅱ. Ⅲ. 一定温度下，将、和双催化剂(通常由甲醇合成催化剂和甲醇脱水制二甲醚催化剂组成)，加入1L密闭容器中，测得各含碳产物占所有含碳物质的量分数(例：CO的物质的量分数)随时间变化如图所示： 下列说法正确的是 A．30min时，使用活性更高的甲醇合成催化剂，不可能使图中的X点升至Y点 B．40min前， C．40min后，物质的量分数减小，原因是反应I向逆反应方向移动 D．90min时，的转化率约为 10．（2025·江苏南通·三模）一种以、为原料制取COS的过程中主要反应如下： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   将等物质的量的和充入反应器中，压强一定，平衡时和的转化率、和选择性与温度的关系如下图所示。 或选择性。下列说法正确的是 A．X代表的物质是COS B．温度越高，平衡时所得的物质的量越少 C．400℃之前，容器内只发生反应Ⅰ D．600℃时，其他条件一定，适当增大起始反应的压强，既能加快反应速率也能提高COS的平衡选择性 11．（2025·江苏南通·模拟预测）甲醇与水蒸气催化重整制取氢气的主要反应为：；。在密闭容器中，、，平衡时的转化率和CO的选择性[]随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．其他条件不变，制取的最佳温度范围约为200~220℃ B．200~300℃达到平衡时，的物质的量随温度升高而减小 C．其他条件不变，增大起始时，可提高甲醇的平衡转化率 D．240~300℃达到平衡时， 12．（2025·江苏南京·模拟预测）甲醇水蒸气重整制氢是生产氢气的重要途径，其主要反应为： Ⅰ． Ⅱ． 、时，混合气体以一定流速通过反应管，在催化剂作用下反应一段时间后测得转化率、CO选择性随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是 A．反应Ⅱ的平衡常数： B．的物质的量：a点<b点 C．其他条件不变，混合气体流速越大，的转化率越大 D．温度高于240℃，CO选择性迅速上升的原因是反应Ⅱ速率大于反应Ⅰ 13．（24-25高三上·江苏常州·期末）CaO用于体系制工艺的主要反应(忽略其他副反应)为：          一定压强下，体系达平衡后，气态物质中、和物质的量分数随温度的变化关系(在图示温度范围内，已完全反应)如下图所示。 下列说法不正确的是 A．反应的焓变 B．曲线表示平衡时物质的量分数随温度的变化 C．温度为时，向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，增大 D．温度高于时，可能已经完全分解 14．（2025·江苏常州·二模）甲烷和水蒸气催化重整制氢过程中的主要反应为 ①   ②   在装有催化剂的密闭容器中，、时，若仅考虑上述反应，平衡时转化率和CO转换率随温度的变化如图所示。 CO转换率 下列说法正确的是 A．反应的焓变 B．曲线a表示平衡时转化率随温度的变化 C．850℃平衡时生成的比550℃平衡时生成的多 D．相同条件下，和总物质的量不变，越大，产量越高 15．（24-25高三上·江苏常州·阶段练习）催化加氢制能实现碳的循环利用。一定压强下，1mol 与3mol 在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：；△H<0 Ⅱ：；△H>0 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如右图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 已知：的选择性。 下列说法正确的是 A．曲线b表示的平衡转化率 B．其他条件不变，240℃时加压或使用高效催化剂均可能使转化率达到X点 C．220～280℃时，反应Ⅰ生成速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D．为提高生产效率，需选择相对较低的温度 16．（2025·江苏·二模）CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 在3.0MPa的恒压密闭容器中充入5.4molH2和2molCO2发生上述反应，CO2的平衡转化率、CH3OCH3和CO生成物的选择性随温度变化如题图所示。已知：生成物R的选择性 下列说法不正确的是 A．曲线b表示CH3OCH3的选择性 B．升高温度，反应Ⅰ的平衡常数K持续减小 C．350℃达到平衡时，容器内H2O的物质的量小于1.7mol D．高于280℃后，温度对反应Ⅱ的影响程度大于反应Ⅰ 17．（2025·江苏南京·模拟预测）在催化剂作用下，以和为原料进行合成的实验。 保持压强一定，将起始的混合气体通过装有催化剂的反应管，测得出口处的转化率和的选择性与温度的关系如图所示(图中虚线表示平衡时的转化率或的选择性)。已知反应管内发生的反应为： 反应①：   反应②：   下列说法不正确的是 A．图中表示的选择性随温度的变化 B．，升高温度，对反应②速率的影响比对反应①的大 C．平衡时的转化率为20%，的选择性为75%，则的转化率为33.4% D．低温下使用对的选择性高的催化剂有利于提高的平衡产率 18．（2025·江苏·一模）二氧化碳催化加氢可获得CO。其主要反应为 在、时，若仅考虑上述反应，平衡时部分物种的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．、 B．图中X表示 C．提高CO的产率，需研发380℃以下的高效催化剂 D．900℃时，其他条件不变，增大容器压强，不变 19．（2025·江苏·一模）硫酸工业尾气中可用CO处理并回收S，涉及的反应有： 反应I：　 反应II：　 恒压条件下，按充入原料，其中的平衡转化率以及COS和S的平衡选择性随温度的变化如图所示。已知曲线b表示的平衡选择性。 (X的平衡选择性，X为COS或S)。 下列说法不正确的是 A．曲线c表示S的平衡选择性 B． C．1400K下，反应的平衡常数 D．其它条件不变，增大体系压强的平衡转化率不变 20．（24-25高三下·江苏常州·开学考试）水煤气法制H2的主要反应(忽略其他副反应)如下： ① C(s)＋ H2O(g)=CO(g)＋H2(g)；ΔH=131.7 kJ·mol-1 ② CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)；ΔH=-43.6 kJ·mol-1 ③ CaO(s)＋CO2(g)=CaCO3(s)；ΔH=-178.3 kJ·mol-1 将一定量的C(s)和H2O(g)投入恒压密闭容器中，再加入适量CaO(s)，在不同温度下反应达平衡后，分别对容器中气体取样进行分析(忽略其中的水蒸气，仅考虑其他成分)，所得CO、CO2和H2的物质的量分数及H2的产量随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．制备高纯度的H2最佳温度范围约为800～1 000 ℃ B．图中曲线b表示CO2的物质的量分数随温度的变化 C．从750 ℃升高至800 ℃，反应①正向进行程度小于反应②逆向进行程度 D．800 ℃时对平衡体系加压，重新达平衡后c(CO2)增大 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $