大题逐点突破4 多重平衡体系图像分析
1.（2025·广东高考19题节选）钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。
以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0 mol TiCl4与10.0 mol Ti放入容积为V0 L的恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。
编号 过程 ΔH
（a） Ti（s）＋TiCl4（g）2TiCl2（s） ΔH1
（b） TiCl2（s）＋TiCl4（g）2TiCl3（g） ＋200.1 kJ·mol－1
（c） Ti（s）＋3TiCl4（g）4TiCl3（g） ＋132.4 kJ·mol－1
（d） TiCl3（g）TiCl3（s） ΔH2
（1）ΔH1＝ kJ·mol－1。
（2）不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为 。
（3）温度T0 K下，n[TiCl4（g）]＝ mol，反应（c）的平衡常数K＝ （列出算式，无须化简）。
2.（2024·湖南高考18题节选）丙烯腈
（CH2CHCN）是一种重要的化工原料。工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂生产
CH2CHCN的流程如下：
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定；
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：HOCH2CH2COOC2H5CH2CHCOOC2H5＋H2O ΔH1
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：CH2CHCOOC2H5＋NH3CH2CHCONH2＋C2H5OH ΔH2
ⅲ：CH2CHCONH2CH2CHCN＋H2O ΔH3
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
进料混合气中n∶n＝1∶2，出料中四种物质
（CH2CHCOOC2H5、CH2CHCN、C2H5OH、H2O）的流量（单位时间内出料口流出的物质的量）随时间变化关系如图：
（1）表示CH2CHCN的曲线是 （填“a”“b”或“c”）。
（2）反应釜Ⅰ中加入C2H5OH的作用是 。
（3）反应11 h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是 。
1.多重平衡体系分类
多重平衡可分成两类：一种是竞争性的多重平衡，此类反应被称为平行反应或竞争反应。平行反应指的是反应物相同，生成物不同的两个或多个反应（其中一个生成目标产物的反应是主反应，其余的是副反应）。另一种是连续性的多重平衡，此类反应被称为连续反应或分步反应。
2.有关多重平衡及选择性的问题
在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的。
（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。因为平衡常数只与温度有关，且催化剂不能改变某一物质的平衡转化率。
（3）如果在同一条件下，两个物质同时可以发生几个可逆反应，那么催化剂的选用就可以使其中某一反应的选择性提高。
3.连续反应的思维模型
连续反应中只要有一个反应平衡发生移动，那么另一个反应平衡也会联动。
4.竞争反应的思维模型
5.多重平衡体系可以用守恒法计算
①反应体系中，任何状态均遵循原子守恒，利用原子守恒和“三段式”搞清楚起始量、转化量、平衡量之间的关系。
②原子守恒法解题基本思路
1.（2025·江西省二模节选）“氢能源”的开发利用意义重大。
乙醇与水催化重整制“氢”发生如下反应。
反应Ⅰ：C2H5OH（g）＋H2O（g）2CO（g）＋4H2（g）
反应Ⅱ：CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g） ΔH2＝－41.2 kJ·mol－1
反应Ⅲ：C2H5OH（g）＋3H2O（g）2CO2（g）＋6H2（g） ΔH3＝＋173.3 kJ·mol－1
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ的ΔH1＝ ，该反应 （填“高温”“低温”或“不能”）自发进行。
（2）压强为100 kPa下，1 mol C2H5OH（g）和3 mol H2O（g）发生上述反应，平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图。
[已知：CO的选择性＝]
①表示CO2选择性的曲线是 （填字母）；
②573 K时，生成CO的物质的量为 ；
③573 K时，反应Ⅱ的标准平衡常数Kθ＝，其中pθ为100 kPa，p、p、p和p为各组分的平衡分压，则反应Ⅲ的Kθ＝ （列出计算式即可）。
2.（2025·山东菏泽二模节选）以工业废气中的CO2为原料催化加氢制备甲醇具有较好的发展前景。涉及以下反应：
Ⅰ.CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH1＝－49.4 kJ·mol－1
Ⅱ.CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）ΔH2＝＋41 kJ·mol－1
Ⅲ.CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH3
（1）ΔH3＝ kJ·mol－1。
（2）已知：X的选择性
S＝×100％。将3 mol H2和1 mol CO2充入密闭恒压容器中进行上述反应，平衡时，CO2转化率α、CH3OH选择性S1、CO选择性S2随温度的变化关系如图所示。则图中表示S1变化的曲线是 （填字母）；当温度高于270 ℃时，α逐渐增大的原因是 。
条件不变，原料气中增加0.4 mol CO（g），在某温度下达到平衡，测得α（CO2）＝0.1，n＝0.35，则n（CO）＝ mol。
3.（2025·河北唐山二模节选）羰基硫（COS），广泛应用于农药、医药及其他化工生产领域。利用CO2和H2S制备COS的反应如下：
主反应：H2S（g）＋CO2（g）COS（g）＋H2O（g） ΔH1＝＋35.0 kJ·mol－1
副反应Ⅰ：2H2S（g）S2（g）＋2H2（g）ΔH2＝＋171.58 kJ·mol－1
副反应Ⅱ：2H2S（g）＋2CO2（g）2CO（g）＋S2（g）＋2H2O（g） ΔH3＝＋253.98 kJ·mol－1
回答下列问题：
（1）副反应Ⅱ在 （填“高温”“低温”或“任意温度”）下能自发进行。
（2）一定条件下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2（g）和H2S（g）混合气体，起始压强为100 kPa，发生上述反应，20 min时达到平衡，测得体系总压强为110 kPa，S2（g）的平均反应速率为 kPa·min－1，又p（COS）＝p（CO2）＝p（CO）＋p（S2），则H2S（g）的平衡转化率为 ，主反应的压强平衡常数Kp＝ 。
（3）将等物质的量的CO2（g）和H2S（g）混合气体充入恒容密闭容器中发生上述反应，反应物的转化率随温度的变化如图：
表示CO2的转化率随温度的变化曲线为 （填“a”或“b”），在温度低于T0时，二者转化率近似相等，可能的原因 。
大题逐点突破4 多重平衡体系图像分析
【真题研做·明确考向】
1.（1）－267.8 （2）TiCl2（s） （3）0.5
解析：（1）根据反应（a）、（b）、（c）的物质转化关系，由盖斯定律可知，（c）－2（b）＝（a），故ΔH1＝＋132.4 kJ·mol－1－2×200.1 kJ·mol－1＝－267.8 kJ·mol－1。（2）反应（a）为放热反应，反应（b）为吸热反应，故随着温度升高，TiCl2（s）的物质的量减少，故曲线Ⅰ代表的物质是TiCl2（s）。（3）平衡体系中的物质有TiCl4（g）、TiCl3（g）、Ti（s）、TiCl2（s）、TiCl3（s），结合上述分析及题图可知，曲线Ⅱ应代表TiCl3（g），且T0 K下TiCl2（s）、TiCl3（s）的物质的量均为0，根据投料情况知，Ti原子共15 mol，Cl原子共20 mol，则根据元素守恒及题中数据可得，T0 K下n[TiCl4（g）]＝0.5 mol。反应（c）的平衡常数K＝＝＝。
2.（1）c （2）降低分压，有利于反应ⅰ平衡正向移动，且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低，从而提高产率 （3）反应时间过长，催化剂中毒，活性降低，反应速率降低，故产物减少
解析：将反应ⅰ、ⅱ、ⅲ相加得总反应
HOCH2CH2COOC2H5（g）＋NH3（g）CH2CHCN（g）＋C2H5OH（g）＋2H2O（g），设进料混合气中n（HOCH2CH2COOC2H5）＝1 mol，n（C2H5OH）＝2 mol，出料气中CH2CHCOOC2H5含量很少，则生成CH2CHCN（g）、C2H5OH（g）物质的量约为1 mol，生成H2O（g）的物质的量约为2 mol，故出料气中C2H5OH（g）物质的量共约3 mol，故出料气中CH2CHCN、C2H5OH、H2O物质的量之比约为1∶3∶2，故曲线c表示CH2CHCN的曲线。
【对点演练·能力培养】
1.（1）＋255.7 kJ·mol－1 高温
（2）①a ②0.18 mol ③
解析：（1）根据盖斯定律，反应Ⅰ＝反应Ⅲ－2×反应Ⅱ，则ΔH1＝ΔH3－2ΔH1＝（＋173.3 kJ·mol－1）－2×（－41.2 kJ·mol－1）＝＋255.7 kJ·mol－1；根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应可自发进行，ΔH1＝＋255.7 kJ·mol－1＞0，该反应气体分子数增大，ΔS＞0，故可在高温下自发进行。（2）①反应Ⅰ、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅲ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，故温度升高CO的选择性增大，CO2的选择性减小，由于CO的选择性＋CO2的选择性＝1，则表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线是c，表示乙醇的转化率的曲线是b；②573 K时，CO2的选择性为85％，CO的选择性为15％，乙醇的转化率为0.6，则平衡时根据碳原子守恒：n（CO2）＋n（CO）＝1 mol×0.6×2＝1.2 mol，n（CO）＝1.2 mol×15％＝0.18 mol，n（CO2）＝1.2 mol×85％＝1.02 mol；③起始时，加入1 mol C2H5OH、3 mol H2，573 K平衡时n（C2H5OH）＝0.4 mol，n（CO）＝0.18 mol，n（CO2）＝1.02 mol，根据O原子守恒：0.4 mol＋0.18 mol＋1.02 mol×2＋n（H2O）＝4 mol，解得n（H2O）＝1.38 mol；根据H原子守恒：0.4 mol×6＋2×1.38 mol＋2n（H2）＝12 mol，解得n（H2）＝3.42 mol；气体的总物质的量为（0.4＋1.38＋1.02＋0.18＋3.42）mol＝6.4 mol，故反应Ⅲ的Kθ＝。
2.（1）－90.4 （2）a 温度高于270 ℃时，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动且程度更大 0.15
解析：（1）根据盖斯定律，反应Ⅰ－Ⅱ可得反应Ⅲ，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－49.4 kJ·mol－1－41 kJ·mol－1＝－90.4 kJ·mol－1。（2）反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，CH3OH的选择性降低；反应Ⅱ平衡正向移动，CO的选择性升高，所以表示S1变化的曲线是a；温度高于270 ℃时，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动且程度更大，所以当温度高于270 ℃时，α逐渐增大；条件不变，原料气为3 mol H2、1 mol CO2和0.4 mol CO，达到平衡，α（CO2）＝0.1，故n平（CO2）＝0.9 mol，n平（CH3OH）＝0.35 mol，根据C原子守恒：0.9 mol＋0.35 mol＋n平（CO）＝（1＋0.4）mol，解得n平（CO）＝0.15 mol。
3.（1）高温 （2）0.5 80％ 3 （3）b 副反应Ⅰ几乎不发生（或以主反应为主，或以主反应及副反应Ⅱ为主，或其他合理答案）
解析：（1）副反应Ⅱ为气体体积增大的吸热反应，则ΔH＞0、ΔS＞0，自发进行时ΔG＝ΔH－T·ΔS＜0，故在高温下能自发进行。（2）一定条件下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2（g）和H2S（g）混合气体，起始压强为100 kPa，设CO2（g）和H2S（g）均为1 mol，发生上述反应，20 min时达到平衡，测得体系总压强为110 kPa，根据＝，则平衡时混合气体共2.2 mol，根据差量法可知，S2（g）物质的量等于增加的气体的物质的量，即0.2 mol，则S2（g）的平均反应速率为＝0.5 kPa·min－1，又p（COS）＝p（CO2）＝p（CO）＋p（S2），则n（COS）＝n（CO2）＝n（CO）＋n（S2）＝n（CO）＋0.2 mol，根据碳元素守恒，可知n（COS）＝n（CO2）＝0.4 mol，n（CO）＝0.2 mol，根据硫元素守恒，可得n（H2S）＝0.2 mol，根据氧元素守恒，可得n（H2O）＝0.6 mol，根据氢元素守恒，可得n（H2）＝0.2 mol，消耗硫化氢为1 mol－0.2 mol＝0.8 mol，则H2S（g）的平衡转化率为80％，主反应的压强平衡常数Kp＝＝＝3。
（3）由图可知，温度低于T0时，二者转化率近似相等，可推测此条件下，副反应Ⅰ几乎不发生（或以主反应为主，或以主反应及副反应Ⅱ为主），升温三个反应平衡右移，导致硫化氢的转化率增大幅度大于二氧化碳的，则表示CO2的转化率随温度的变化曲线为b。
4 / 4(共36张PPT)
大题逐点突破4
多重平衡体系图像分析
02
核心再悟
01
真题研做
明确考向
突破难点
03
对点演练
能力培养
目 录
contents
真题研做 明确考向
1. （2025·广东高考19题节选）钛单质及其化合物在航空、航天、催化等
领域应用广泛。
以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0 mol TiCl4与10.0 mol Ti放入容积为V0 L
的恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。
编号 过程 ΔH
（a） Ti（s）＋TiCl4（g） 2TiCl2（s） ΔH1
（b） TiCl2（s）＋TiCl4（g） 2TiCl3（g） ＋200.1 kJ·mol－1
（c） Ti（s）＋3TiCl4（g） 4TiCl3（g） ＋132.4 kJ·mol－1
（d） TiCl3（g） TiCl3（s） ΔH2
（1）ΔH1＝ kJ·mol－1。
解析：根据反应（a）、（b）、（c）的物质转化关系，由盖斯定律可知，（c）－2（b）＝（a），故ΔH1＝＋132.4 kJ·mol－1－2×200.1 kJ·mol－1＝－267.8 kJ·mol－1。
－267.8
（2）不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质
为 。
解析：反应（a）为放热反应，反应（b）为吸热反应，故随着温度升高，TiCl2（s）的物质的量减少，故曲线Ⅰ代表的物质是TiCl2（s）。
TiCl2（s）
（3）温度T0 K下，n[TiCl4（g）]＝ mol，反应（c）的平衡常数K
＝ （列出算式，无须化简）。
0.5
解析：平衡体系中的物质有TiCl4（g）、TiCl3（g）、Ti（s）、TiCl2（s）、TiCl3（s），结合上述分析及题图可知，曲线Ⅱ应代表TiCl3（g），且T0 K下TiCl2（s）、TiCl3（s）的物质的量均为0，根据投料情况知，Ti原子共15 mol，Cl原子共20 mol，则根据元素守恒及题中数据可得，T0 K下n[TiCl4（g）]＝0.5 mol。反应（c）的平衡常数K＝ ＝ ＝ 。
2. （2024·湖南高考18题节选）丙烯腈（CH2 CHCN）是一种重要的化
工原料。工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂生产CH2 CHCN的流程
如下：
②反应釜Ⅰ中发生的反应：
ⅰ：HOCH2CH2COOC2H5 CH2 CHCOOC2H5 ＋H2O ΔH1
③反应釜Ⅱ中发生的反应：
ⅱ：CH2 CHCOOC2H5 ＋NH3 CH2 CHCONH2 ＋
C2H5OH ΔH2
ⅲ：CH2 CHCONH2 CH2 CHCN ＋H2O ΔH3
已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定；
④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。
进料混合气中n ∶n ＝1∶2，出料中四种
物质（CH2 CHCOOC2H5、CH2 CHCN、C2H5OH、H2O）的流量（单位时间内出料口流出的物质的量）随时间变化关系如图：
（1）表示CH2 CHCN的曲线是 （填“a”“b”或“c”）。
（2）反应釜Ⅰ中加入C2H5OH的作用是
。
c
降低分压，有利于反应ⅰ平衡正向
移动，且提高醇的浓度可以使酯的水解程度降低，从而提高产率
（3）反应11 h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是
。
反应
时间过长，催化剂中毒，活性降低，反应速率降低，故产物减少
解析：将反应ⅰ、ⅱ、ⅲ相加得总反应HOCH2CH2COOC2H5（g）＋NH3
（g） CH2 CHCN（g）＋C2H5OH（g）＋2H2O（g），设进料混合
气中n（HOCH2CH2COOC2H5）＝1 mol，n（C2H5OH）＝2 mol，出料气
中CH2 CHCOOC2H5含量很少，则生成CH2 CHCN（g）、C2H5OH
（g）物质的量约为1 mol，生成H2O（g）的物质的量约为2 mol，故出料气
中C2H5OH（g）物质的量共约3 mol，故出料气中CH2 CHCN、
C2H5OH、H2O物质的量之比约为1∶3∶2，故曲线c表示CH2 CHCN的
曲线。
核心再悟 突破难点
1. 多重平衡体系分类
多重平衡可分成两类：一种是竞争性的多重平衡，此类反应被称为平行反
应或竞争反应。平行反应指的是反应物相同，生成物不同的两个或多个反
应（其中一个生成目标产物的反应是主反应，其余的是副反应）。另一种
是连续性的多重平衡，此类反应被称为连续反应或分步反应。
2. 有关多重平衡及选择性的问题
在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的。
（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。因为平
衡常数只与温度有关，且催化剂不能改变某一物质的平衡转化率。
（3）如果在同一条件下，两个物质同时可以发生几个可逆反应，那么催
化剂的选用就可以使其中某一反应的选择性提高。
3. 连续反应的思维模型
连续反应中只要有一个反应平衡发生移动，那么另一个反应平衡也会
联动。
4. 竞争反应的思维模型
5. 多重平衡体系可以用守恒法计算
①反应体系中，任何状态均遵循原子守恒，利用原子守恒和“三段式”搞清楚起始量、转化量、平衡量之间的关系。
②原子守恒法解题基本思路
对点演练 能力培养
1. （2025·江西省二模节选）“氢能源”的开发利用意义重大。
乙醇与水催化重整制“氢”发生如下反应。
反应Ⅰ：C2H5OH（g）＋H2O（g） 2CO（g）＋4H2（g）
反应Ⅱ：CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g） ΔH2＝－41.2
kJ·mol－1
反应Ⅲ：C2H5OH（g）＋3H2O（g） 2CO2（g）＋6H2（g） ΔH3＝＋
173.3 kJ·mol－1
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ的ΔH1＝ ，该反应 （填“高
温”“低温”或“不能”）自发进行。
＋255.7 kJ·mol－1
高温
解析：根据盖斯定律，反应Ⅰ＝反应Ⅲ－2×反应Ⅱ，则ΔH1＝ΔH3－2ΔH1＝（＋173.3 kJ·mol－1）－2×（－41.2 kJ·mol－1）＝＋255.7 kJ·mol－1；根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应可自发进行，ΔH1＝＋255.7 kJ·mol－1＞0，该反应气体分子数增大，ΔS＞0，故可在高温下自发进行。
（2）压强为100 kPa下，1 mol C2H5OH（g）和3 mol H2O（g）发生上述反
应，平衡时CO2和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图。
[已知：CO的选择性＝ ]
①表示CO2选择性的曲线是 （填字母）；
a
②573 K时，生成CO的物质的量为 ；
0.18 mol
③573 K时，反应Ⅱ的标准平衡常数Kθ＝ ，
其中pθ为100 kPa，p 、p 、p 和p 为各组分的平衡分压，则反应Ⅲ的Kθ＝ （列出计算式即可）。
解析：①反应Ⅰ、Ⅲ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅲ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，故温度升高CO的选择性增大，CO2的选择性减小，由于CO的选择性＋CO2的选择性＝1，则表示CO2选择性的曲线为a，表示CO选择性的曲线是c，表示乙醇的转化率的曲线是b；
②573 K时，CO2的选择性为85％，CO的选择性为15％，乙醇的转化率为
0.6，则平衡时根据碳原子守恒：n（CO2）＋n（CO）＝1 mol×0.6×2＝
1.2 mol，n（CO）＝1.2 mol×15％＝0.18 mol，n（CO2）＝1.2 mol×85
％＝1.02 mol；③起始时，加入1 mol C2H5OH、3 mol H2，573 K平衡时n
（C2H5OH）＝0.4 mol，n（CO）＝0.18 mol，n（CO2）＝1.02 mol，根
据O原子守恒：0.4 mol＋0.18 mol＋1.02 mol×2＋n（H2O）＝4 mol，解
得n（H2O）＝1.38 mol；根据H原子守恒：0.4 mol×6＋2×1.38 mol＋2n
（H2）＝12 mol，解得n（H2）＝3.42 mol；气体的总物质的量为（0.4＋
1.38＋1.02＋0.18＋3.42）mol＝6.4 mol，故反应Ⅲ的Kθ＝ 。
2. （2025·山东菏泽二模节选）以工业废气中的CO2为原料催化加氢制备甲
醇具有较好的发展前景。涉及以下反应：
Ⅰ.CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH1＝－49.4 kJ·mol－1
Ⅱ.CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g）ΔH2＝＋41 kJ·mol－1
Ⅲ.CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g） ΔH3
（1）ΔH3＝ kJ·mol－1。
解析：根据盖斯定律，反应Ⅰ－Ⅱ可得反应Ⅲ，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－49.4 kJ·mol－1－41 kJ·mol－1＝－90.4 kJ·mol－1。
－90.4
（2）已知：X的选择性S ＝
×100％。将3 mol H2和1 mol CO2充入密闭恒压容
器中进行上述反应，平衡时，CO2转化率α 、
CH3OH选择性S1、CO选择性S2随温度的变化关系
如图所示。则图中表示S1变化的曲线是 （填字母）；当温度高于270 ℃时，α 逐渐增大的原因是
。条件不变，原料气中增加0.4 mol CO（g），在某温度下达到平衡，测得α（CO2）＝0.1，n ＝0.35，则n（CO）＝ mol。
a
温度高于270 ℃时，温度升高，反应Ⅰ平衡
逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动且程度更大
0.15
解析：反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，CH3OH的选择性降低；反应Ⅱ平衡正向移动，CO的选择性升高，所以表示S1变化的曲线是a；温度高于270 ℃时，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动且程度更大，所以当温度高于270 ℃时，α 逐渐增大；条件不变，原料气为3 mol H2、1 mol CO2和0.4 mol CO，达到平衡，α
（CO2）＝0.1，故n平（CO2）＝0.9 mol，n平（CH3OH）＝0.35 mol，根
据C原子守恒：0.9 mol＋0.35 mol＋n平（CO）＝（1＋0.4）mol，解得n平
（CO）＝0.15 mol。
3. （2025·河北唐山二模节选）羰基硫（COS），广泛应用于农药、医药
及其他化工生产领域。利用CO2和H2S制备COS的反应如下：
主反应：H2S（g）＋CO2（g） COS（g）＋H2O（g）ΔH1＝＋35.0
kJ·mol－1
副反应Ⅰ：2H2S（g） S2（g）＋2H2（g）ΔH2＝＋171.58 kJ·mol－1
副反应Ⅱ：2H2S（g）＋2CO2（g） 2CO（g）＋S2（g）＋2H2O（g）
ΔH3＝＋253.98 kJ·mol－1
回答下列问题：
（1）副反应Ⅱ在 （填“高温”“低温”或“任意温度”）下能自
发进行。
解析：副反应Ⅱ为气体体积增大的吸热反应，则ΔH＞0、ΔS＞0，自发进行时ΔG＝ΔH－T·ΔS＜0，故在高温下能自发进行。
高温
（2）一定条件下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2（g）和H2S
（g）混合气体，起始压强为100 kPa，发生上述反应，20 min时达到平
衡，测得体系总压强为110 kPa，S2（g）的平均反应速率
为 kPa·min－1，又p（COS）＝p（CO2）＝p（CO）＋p（S2），
则H2S（g）的平衡转化率为 ，主反应的压强平衡常数Kp
＝ 。
0.5
80％
3
解析：一定条件下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2（g）和H2S（g）混合气体，起始压强为100 kPa，设CO2（g）和H2S（g）均为1 mol，发生上述反应，20 min时达到平衡，测得体系总压强为110 kPa，根据 ＝ ，则平衡时混合气体共2.2 mol，根据差量法可知，S2（g）物质的量等于增加的气体的物质的量，即0.2 mol，则S2（g）的平均反应速率为
＝0.5 kPa·min－1，又p（COS）＝p（CO2）＝p（CO）＋p
（S2），则n（COS）＝n（CO2）＝n（CO）＋n（S2）＝n（CO）＋0.2 mol，根据碳元素守恒，可知n（COS）＝n（CO2）＝0.4 mol，n（CO）＝0.2 mol，根据硫元素守恒，可得n（H2S）＝0.2 mol，根据氧元素守恒，可得n（H2O）＝0.6 mol，根据氢元素守恒，可得n（H2）＝0.2 mol，消耗硫化氢为1 mol－0.2 mol＝0.8 mol，则H2S（g）的平衡转化率为80％，主反应的压强平衡常数Kp＝ ＝ ＝3。
（3）将等物质的量的CO2（g）和H2S（g）混合气体充入恒容密闭容器中
发生上述反应，反应物的转化率随温度的变化如图：
表示CO2的转化率随温度的变化曲线为 （填“a”或“b”），在温度
低于T0时，二者转化率近似相等，可能的原因
。
b
副反应Ⅰ几乎不发生（或以
主反应为主，或以主反应及副反应Ⅱ为主，或其他合理答案）
解析：由图可知，温度低于T0时，二者转化率近似相等，可推测此条件下，副反应Ⅰ几乎不发生（或以主反应为主，或以主反应及副反应Ⅱ为主），升温三个反应平衡右移，导致硫化氢的转化率增大幅度大于二氧化碳的，则表示CO2的转化率随温度的变化曲线为b。
THANKS
演示完毕 感谢观看
