热点突破19 多重反应平衡的图像【大单元核心精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●分层对点训练（新高考通用）

该高中化学讲义聚焦化学反应速率与化学平衡中的多重反应平衡图像热点，整合转化率-温度、产率-压强等复合型图像分析，按考向预测、核心梳理、对点训练逻辑架构知识，通过考点梳理构建系统思维，方法指导破解主副反应干扰等难点，真题训练强化图像信息读取能力，实现复习的系统性与针对性。 资料以真实化工情境为载体，突出陌生复合图像的逻辑推理训练，如通过CO₂加氢合成甲醇例题精讲曲线判断与收率分析，培养学生科学思维。设置基础夯实到综合应用的分层练习，配合易错点总结，帮助学生高效突破高频难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

大单元五化学反应原理 第二单元化学反应速率与化学平衡 热点突破19　多重反应平衡的图像 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 03 对点训练●夯基础 夯实基础知识，总结易错难点 【考向预测●明考向】 综合近三年高考考频分析，多重反应平衡的图像属于化学反应原理模块的高频难点考点，多设置在原理综合大题之中，少数作为选择题压轴出现，命题常以体系内同时存在两个或多个可逆竞争反应为背景，结合转化率‑温度、物质分布分数‑温度、产率‑压强等复合型图像，重点考查不同反应之间的相互干扰、图像中多条曲线对应的反应判断、外界条件改变对主副反应的影响、产物选择性分析、平衡常数与产率的关联计算，高频易错点集中在分不清多条曲线对应的物质或反应、忽略副反应对主反应转化率的干扰、不能结合温度压强同时对多个平衡的影响解释曲线变化、混淆转化率与目标产物产率，预测2027年高考预计延续真实化工生产情境命题，会进一步强化陌生复合图像的信息读取，弱化套路化解题模板，侧重逻辑推理，还会将多重平衡图像与分压平衡常数、反应速率进行融合设问，试题区分度较高，整体难度中等偏难，是拉开分数差距的重要题型，备考要加强多曲线图像的读图训练，学会区分主副反应，理清外界条件对多重平衡体系的综合作用逻辑。 【核心梳理●明考点】 1. 【例】　CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反应: 反应Ⅰ:CO2(g)＋3H2(g) ===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－58.6 kJ·mol－1 反应Ⅱ:CO2(g)＋H2(g) ===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 0.5 MPa下，将n(H2)∶n(CO2)＝3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性[×100%]以及CH3OH的收率(CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.CO(g)＋2H2(g) ===CH3OH(g)　ΔH＝＋99.8 kJ·mol－1 B.曲线a表示CH3OH的选择性随温度的变化 C.图中所示270 ℃时，对应CO2的转化率为21% D.在210~250 ℃之间，CH3OH的收率增大是由于CH3OH的选择性增大导致 【对点训练●夯基础】 1.(2025·江苏卷)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应: 反应Ⅰ　C3H8O3(g)===3CO(g)＋4H2(g)　ΔH>0 反应Ⅱ　CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0 反应Ⅲ　CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH<0 1.0×105 Pa条件下，1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、H2、CO2和CH4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.550 ℃时，H2O的平衡转化率为20% B.550 ℃反应达平衡状态时，n(CO2)∶n(CO)＝11∶25 C.其他条件不变，在400~550 ℃范围，平衡时H2O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H2的物质的量 2.(2025·陕晋青宁卷节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下: Ⅰ.MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋101 kJ·mol－1 Ⅱ.CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－166 kJ·mol－1 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)===H2O(g)＋CO(g)　ΔH3＝＋41 kJ·mol－1 100 kPa下，在密闭容器中H2(g)和MgCO3(s)各1 mol发生反应。反应物(H2、MgCO3)的平衡转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如图(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)。 注:含碳生成物选择性＝×100% ①表示CH4选择性的曲线是________________(填字母)。  ②点M温度下，反应Ⅱ的Kp＝_______________(kPa)－2(列出计算式即可)。 ③在550 ℃下达到平衡时，n(CO)＝________ mol。500~600 ℃，随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能是_________________________________。  3.(2025·山东卷节选)利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的SO2转化生产单质硫，涉及的主要反应如下: Ⅰ.CaS(s)＋2SO2(g)CaSO4(s)＋S2(g)　ΔH1 Ⅱ.CaSO4(s)＋4H2(g)CaS(s)＋4H2O(g)　ΔH2 Ⅲ.SO2(g)＋3H2(g)H2S(g)＋2H2O(g)　ΔH3 恒容条件下，按1 mol CaS、1 mol SO2和0.1 mol H2投料反应。平衡体系中，各气态物种的lg n随温度的变化关系如图所示，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K＝108基本不变。 回答下列问题: (1)乙线所示物种为________(填化学式)。反应Ⅲ的焓变ΔH3________0(填“>”“<”或“＝”)。  (2)T1温度下，体系达平衡时，乙线、丙线所示物种的物质的量相等，若丁线所示物种为a mol，则S2为________ mol(用含a的代数式表示)；此时，CaS与CaSO4物质的量的差值n(CaS)－n(CaSO4)＝________ mol(用含a的最简代数式表示)。  (3)T2温度下，体系达平衡后，压缩容器体积S2产率增大。与压缩前相比，重新达平衡时，H2S与H2物质的量之比________(填“增大”“减小”或“不变”)，H2O物质的量n(H2O)________(填“增大”“减小”或“不变”)。  4.(2024·广西卷节选)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由SCl2和O2制备SOCl2。反应如下: Ⅰ　SCl2(g)＋O2(g)===SO2Cl2(g) Ⅱ　SCl2(g)＋SO2Cl2(g)2SOCl2(g) ①反应Ⅱ的lg K(K为平衡常数)随(T为温度)的变化如图，推断出该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。  ②466 K时，平衡体系内各组分的物质的量分数x(A)随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数K1＝________(保留1位小数)。保持T和不变，增大SCl2平衡转化的措施有______________________________________(任举一例)。 学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元五化学反应原理 第二单元化学反应速率与化学平衡 热点突破19　多重反应平衡的图像 复习导航 01 考向预测●明考向 对标核心素养，研判高考命题趋势 02 核心梳理●明考点 搭建知识框架，构建系统思维 03 对点训练●夯基础 夯实基础知识，总结易错难点 【考向预测●明考向】 综合近三年高考考频分析，多重反应平衡的图像属于化学反应原理模块的高频难点考点，多设置在原理综合大题之中，少数作为选择题压轴出现，命题常以体系内同时存在两个或多个可逆竞争反应为背景，结合转化率‑温度、物质分布分数‑温度、产率‑压强等复合型图像，重点考查不同反应之间的相互干扰、图像中多条曲线对应的反应判断、外界条件改变对主副反应的影响、产物选择性分析、平衡常数与产率的关联计算，高频易错点集中在分不清多条曲线对应的物质或反应、忽略副反应对主反应转化率的干扰、不能结合温度压强同时对多个平衡的影响解释曲线变化、混淆转化率与目标产物产率，预测2027年高考预计延续真实化工生产情境命题，会进一步强化陌生复合图像的信息读取，弱化套路化解题模板，侧重逻辑推理，还会将多重平衡图像与分压平衡常数、反应速率进行融合设问，试题区分度较高，整体难度中等偏难，是拉开分数差距的重要题型，备考要加强多曲线图像的读图训练，学会区分主副反应，理清外界条件对多重平衡体系的综合作用逻辑。 【核心梳理●明考点】 1. 【例】　CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反应: 反应Ⅰ:CO2(g)＋3H2(g) ===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－58.6 kJ·mol－1 反应Ⅱ:CO2(g)＋H2(g) ===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 0.5 MPa下，将n(H2)∶n(CO2)＝3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性[×100%]以及CH3OH的收率(CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.CO(g)＋2H2(g) ===CH3OH(g)　ΔH＝＋99.8 kJ·mol－1 B.曲线a表示CH3OH的选择性随温度的变化 C.图中所示270 ℃时，对应CO2的转化率为21% D.在210~250 ℃之间，CH3OH的收率增大是由于CH3OH的选择性增大导致 【答案】C 【解析】由盖斯定律，反应Ⅰ－反应Ⅱ得反应:CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)，ΔH＝(－58.6－41.2) kJ·mol－1＝－99.8 kJ·mol－1，A错误；假设曲线a表示CH3OH的选择性随温度的变化，270 ℃时CO2的转化率约为20%，则由CH3OH的收率＝CO2的转化率×CH3OH的选择性可得，CH3OH的选择性＝＝31.5%，则曲线a不能表示CH3OH的选择性随温度的变化，B错误；曲线a表示CO的选择性随温度的变化，270 ℃，CO的选择性为70%，所以CH3OH的选择性为30%，则CO2的转化率＝×100%＝×100%＝21%，C正确；在210~250 ℃之间，反应Ⅰ未达平衡，CH3OH的收率增大是由于温度升高，生成CH3OH的反应速率增大导致，D错误。 【对点训练●夯基础】 1.(2025·江苏卷)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应: 反应Ⅰ　C3H8O3(g)===3CO(g)＋4H2(g)　ΔH>0 反应Ⅱ　CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0 反应Ⅲ　CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH<0 1.0×105 Pa条件下，1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、H2、CO2和CH4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.550 ℃时，H2O的平衡转化率为20% B.550 ℃反应达平衡状态时，n(CO2)∶n(CO)＝11∶25 C.其他条件不变，在400~550 ℃范围，平衡时H2O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H2的物质的量 【答案】A 【解析】反应Ⅰ是吸热反应，反应Ⅱ和Ⅲ是放热反应，升高温度，反应Ⅰ的平衡正向移动，反应Ⅱ和Ⅲ的平衡逆向移动，CH4的物质的量降低，CO和H2的物质的量升高，由C守恒知，550 ℃时n(CO)<(3－2.2) mol，故①为H2，②为CH4，③为CO。平衡体系中的含H物质有C3H8O3、H2、H2O、CH4，含C物质有C3H8O3、CH4、CO、CO2，根据C元素守恒有:1 mol×3＝3n(C3H8O3)＋n(CH4)＋n(CO)＋n(CO2)，根据H元素守恒有:1 mol×8＋9 mol×2＝8n(C3H8O3)＋4n(CH4)＋2n(H2)＋2n(H2O)，两式联立，结合上述分析和图中数据可得n(H2O)＝7.2 mol，故550 ℃时，H2O的平衡转化率为×100%＝20%，A正确；由题图知，550 ℃反应达到平衡时，n(CO2)∶n(CO)＝11∶2，B错误；其他条件不变，在400~550 ℃范围内，升高温度，反应Ⅰ的平衡正向移动，反应Ⅱ和Ⅲ的平衡逆向移动，CO2的物质的量增加，说明反应Ⅲ的平衡逆向移动的程度大于反应Ⅱ，故平衡时H2O的物质的量随温度升高而减小，C错误；反应Ⅰ是气体分子数增大的反应，反应Ⅱ是气体分子数不变的反应，反应Ⅲ是气体分子数减小的反应，其他条件不变，增大压强，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡不移动，反应Ⅲ的平衡正向移动，平衡时H2的物质的量减小，故D错误。 2.(2025·陕晋青宁卷节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下: Ⅰ.MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋101 kJ·mol－1 Ⅱ.CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－166 kJ·mol－1 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)===H2O(g)＋CO(g)　ΔH3＝＋41 kJ·mol－1 100 kPa下，在密闭容器中H2(g)和MgCO3(s)各1 mol发生反应。反应物(H2、MgCO3)的平衡转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如图(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)。 注:含碳生成物选择性＝×100% ①表示CH4选择性的曲线是________________(填字母)。  ②点M温度下，反应Ⅱ的Kp＝_______________(kPa)－2(列出计算式即可)。 ③在550 ℃下达到平衡时，n(CO)＝________ mol。500~600 ℃，随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能是_________________________________。  【答案】①c　② ③0.2　反应Ⅱ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ平衡正向移动的程度 【解析】①360 ℃以下，曲线b、c对应的数值之和约为1，则其代表选择性曲线，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，MgCO3的平衡转化率增大，则a为MgCO3的平衡转化率曲线。反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH4的选择性降低，且反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑，则c为CH4的选择性曲线。②点M温度下，MgCO3的平衡转化率为49.0%、CH4的选择性为50%(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)，则MgCO3转化0.49 mol，反应Ⅰ生成0.49 mol CO2，故反应Ⅱ中起始时CO2为0.49 mol、H2为1 mol，达平衡时CH4为0.245 mol，列三段式: 平衡时气体的总物质的量为0.245 mol＋0.02 mol＋0.245 mol＋0.49 mol＝1 mol，平衡时气体的总压强为100 kPa。故反应Ⅱ的Kp＝ (kPa)－2＝ (kPa)－2。③由图可知，在550 ℃下达到平衡时，MgCO3的平衡转化率为100%，CH4选择性为10%，CO2选择性为70%，则根据C原子守恒和选择性的定义，CO选择性为20%，故CO的物质的量为1 mol×20%＝0.2 mol。500~600 ℃，随温度升高，H2平衡转化率下降的原因可能是升高温度，反应Ⅱ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ平衡正向移动的程度。 3.(2025·山东卷节选)利用CaS循环再生可将燃煤尾气中的SO2转化生产单质硫，涉及的主要反应如下: Ⅰ.CaS(s)＋2SO2(g)CaSO4(s)＋S2(g)　ΔH1 Ⅱ.CaSO4(s)＋4H2(g)CaS(s)＋4H2O(g)　ΔH2 Ⅲ.SO2(g)＋3H2(g)H2S(g)＋2H2O(g)　ΔH3 恒容条件下，按1 mol CaS、1 mol SO2和0.1 mol H2投料反应。平衡体系中，各气态物种的lg n随温度的变化关系如图所示，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K＝108基本不变。 回答下列问题: (1)乙线所示物种为________(填化学式)。反应Ⅲ的焓变ΔH3________0(填“>”“<”或“＝”)。  (2)T1温度下，体系达平衡时，乙线、丙线所示物种的物质的量相等，若丁线所示物种为a mol，则S2为________ mol(用含a的代数式表示)；此时，CaS与CaSO4物质的量的差值n(CaS)－n(CaSO4)＝________ mol(用含a的最简代数式表示)。  (3)T2温度下，体系达平衡后，压缩容器体积S2产率增大。与压缩前相比，重新达平衡时，H2S与H2物质的量之比________(填“增大”“减小”或“不变”)，H2O物质的量n(H2O)________(填“增大”“减小”或“不变”)。  【答案】(1)H2O　<　(2)　150a　(3)增大　减小 【解析】(1)根据图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数K＝108基本不变知，恒有＝108，＝102，则＝102，lg n(H2O)－lg n(H2)＝2，结合图中曲线变化曲势知，乙线表示H2O，丁线表示H2。温度升高，S2逐渐减少，反应Ⅰ的平衡逆向移动，则SO2逐渐增多，故丙线为SO2，甲线为H2S，结合K3＝知，温度升高，K3减小，故反应Ⅲ的平衡逆向移动，反应Ⅲ为放热反应，ΔH3<0。(2)T1温度下，平衡体系中H2的物质的量为a mol，H2O和SO2的物质的量相等，根据＝102，知n(H2O)＝n(SO2)＝100a mol，根据H守恒，n(H2)＋n(H2O)＋n(H2S) ＝0.1 mol，则n(H2S) ＝(0.1－101a) mol；根据S守恒，n(H2S)＋n(SO2)＋2n(S2)＝1 mol，则n(S2)＝ mol＝ mol；根据O守恒，n(H2O)＋2n(SO2)＋4n(CaSO4)＝2 mol， 则n(CaSO4)＝ mol＝ mol；根据Ca守恒，n(CaS)＋n(CaSO4) ＝1 mol，则n(CaS) ＝(1－) mol＝ mol，故n(CaS)－n(CaSO4)＝ mol－ mol ＝150a mol。(3)T2温度下，体系达平衡后，压缩容器体积，反应Ⅰ、Ⅲ的平衡正向移动，重新达平衡时，H2S与H2物质的量之比 增大，反应Ⅱ的平衡常数K＝基本不变，重新平衡时H2的物质的量减小，则n(H2O)减小。 4.(2024·广西卷节选)密闭容器中，以活性炭为催化剂，由SCl2和O2制备SOCl2。反应如下: Ⅰ　SCl2(g)＋O2(g)===SO2Cl2(g) Ⅱ　SCl2(g)＋SO2Cl2(g)2SOCl2(g) ①反应Ⅱ的lg K(K为平衡常数)随(T为温度)的变化如图，推断出该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。  ②466 K时，平衡体系内各组分的物质的量分数x(A)随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数K1＝________(保留1位小数)。保持T和不变，增大SCl2平衡转化的措施有______________________________________(任举一例)。 【答案】①放热　②32.4　移走SOCl2或加入SO2Cl2 【解析】①由图可知，反应Ⅱ的lg K与成正比，则温度升高，即减小随之lg K减小，K值也减小，平衡逆向移动，反应Ⅱ为放热反应，②由图可知，＝2.0时，平衡体系物质的量分数x(SCl2)＝x(SO2Cl2)＝0.13，由于SCl2(g)＋O2(g)===SO2Cl2(g)不是可逆反应，故O2应完全转化，即平衡体系中不存在O2，则x(SOCl2)＝1－x(SCl2)－x(SO2Cl2)＝0.74，反应ⅡSCl2(g)＋SO2Cl2(g)2SOCl2(g)是气体体积不变的反应，则平衡常数可用物质的量分数代替计算，反应Ⅱ的平衡常数K1＝＝32.4；保持T和不变，减小生成物浓度或加入其他反应物均能使平衡右移，所以增大SCl2平衡转化率的措施有移走SOCl2或加入SO2Cl2。 学科网（北京）股份有限公司 $