2026江苏高考化学二轮复习重难07 多重平衡体系及反应条件的选择（重难专练）（解析版）

重难07多重平衡体系及反应条件的选择

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一、多重平衡体系

1．平衡类型

（1）竞争反应(平行反应)：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)，此类反应被称为平行反应或竞争反应

（2）连续反应：连续反应是指有关的两个可逆反应有着关联，第一个反应的某一生成物，是第二个反应的

反应物，此类反应被称为连续反应或分步反应

2．平衡特点

（1）在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的。但达到整体综合平衡后，每种平衡组分都只能有一个平

衡浓度。

（2）若主反应的生成物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。

（3）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

（4）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．平衡图像分析

（1）从化学反应速率分析：既不能过快，又不能太慢。

（2）从催化剂的活性分析：注意催化剂的活性对温度的限制，温度过高催化剂活性降低。

（3）从化学平衡移动分析：

①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

②温度、压强、浓度对主、副反应平衡移动的影响

③催化剂对反应快慢及选择性(主、副反应)的影响

（4）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

（5）从实际生产能力分析：设备承受高温、高压能力等

二、多平衡体系中原因解释类问题

1．两个概念

（1）连续平衡：指两个连续的可逆反应,即第一个反应的某一生成物是第二个反应的反应物,则在第一个反

应中,该物质的起始量为0,它的平衡量则为第二个反应中该物质的起始量。

（2）同向平衡：指两个平行的可逆反应,它们有着某一共同的反应物,该反应物发生了两种不同的反应。如

果一种物质是两个平行反应的生成物,则题目中所给平衡量是该物质在这两个反应中的平衡量之和。

2．解题关键

（1）“守恒法”、“三段式”：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：

3．思维流程

（1）明确问题：仔细阅读题目，确定需要解释的化学反应现象或结果。

（2）提取关键信息：找出题目中给出的反应物、生成物、反应条件等关键要素。

（3）运用相关原理：根据所学的化学原理，如热力学原理（焓变、熵变）、动力学原理（反应速率、活化

能）、化学平衡原理等，分析问题。

（4）考虑影响因素：全面考虑温度、压强、浓度、催化剂等因素对反应的影响。

（5）构建逻辑链条：按照因果关系，清晰地阐述各个因素如何导致反应的发生、方向、速率和限度等。

（6）结合实验或实际情况：如果有相关的实验数据或实际应用背景，要将其作为证据支持解释。

（7）检查与完善：检查解释的合理性、完整性和准确性，确保语言表达清晰、逻辑严谨。

三、平衡图像中最佳反应条件的选择

1．选择原则

（1）基本要求：反应速率快，产品含量高。

（2）条件选择：

①温度：所选温度兼顾反应速率快，产品含量高；尽可能选择催化剂的最大温度。

②压强：所选压强对反应物转化率的影响变化幅度大；压强不能无限大，防止增大设备成本和动力成本。

③催化剂：选用催化效率高的催化剂；催化剂对反应有选择性，同一反应物选用不同的催化剂，产物可能

不同；A+BC，A+BD；某些物质能够使催化剂中毒，失去活性。

④浓度：原料尽可能循环利用：适当增大廉价物质的浓度，提高难获得原料的转化率；必要时可以采用循

环反应，以增大原料利用率。

⑤反应热的综合利用：一般采用热交换器。

⑥反应容器的选择：恒压容器有利于提高反应物的转化率。

2．实例：工业合成氨生产条件的选择

（1）合成氨生产的要求：

①反应要有较快的反应速率。

②要最大限度地提高平衡混合物中NH3的含量。

（2）合成氨生产条件的选择依据：

①化学反应速率和化学平衡原理的有关知识。

②合成氨生产中的动力、材料、设备、生产成本等因素。

（3）选择合成氨生产条件的理论分析：

外界因素理论分析

压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综

压强

合指标来选择压强，大致分为低压、中压和高压三种类型，一般采用高压

温度越高，反应速率越大，但不利于氨的合成，在实际生产中一般控制反应温度在700

温度

K左右（且在此温度时催化剂的活性最大）

催化剂使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择铁作催化剂

合成氨生产通常采用N2和H2物质的量之比为1∶2.8的投料比，并且及时将氨气从反应

浓度

混合物中分离出去

其他为提高平衡转化率，工业合成采用的原料循环利用

（4）结合图像分析实际生产中反应的最佳条件

条件原则

非平衡状态，着重考虑外因对反应速率的影响导致反应物的转化率(或产品

从化学反应速率分析

产率)的影响

从化学平衡移动分析平衡后，着重考虑外因对平衡移动方向的影响

注意催化剂的活性受温度的影响，还要注意催化剂对主副反应的选择性的

从催化剂的活性分析

影响

既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的

综合分析

矛盾性，还要考虑设备要求

3．多重平衡条件选择应注意的问题

（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。

（建议用时：10分钟）

1.（2026·江苏南京外国语学校·一模）煤燃烧时，烟气中NO含量随温度和氧气含量的变化如图所示。下

列说法不正确的是

A.燃煤过程中发生了氮的固定B.燃煤温度越高NOx污染越重

C.含氧量越高越容易生成NOD.煤燃烧不影响自然界氮循环

【答案】D

【解析】A．燃煤过程中氮气转化为一氧化氮，发生了氮的固定，A正确；B．由图可知，随着温度升高，

一氧化氮的含量升高，污染加重，B正确；C．由图可知，从下到上氧气浓度升高，一氧化氮含量升高，则

含氧量越高越容易生成NO，C正确；D．由图可知，煤燃烧将氮气转化为一氧化氮，污染环境，影响了氮

循环，D错误；故选D。

2．（2025·江苏淮安·开学考试）乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为

-1

反应Ⅰ：C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)ΔH=173.3kJ·mol

-1

反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol

5

在1.0×10Pa，n始(H2O)﹕n始(C2H5OH)=3﹕1时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产

率随温度的变化如图所示。

n生成(CO)

CO的选择性=100%

n生成(CO2)+n生成(CO)

下列说法正确的是

A．图中曲线③表示平衡时H2的产率随温度的变化

B．平衡时C2H5OH的转化率与H₂O的转化率相等

nH2O

C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率

nC2H5OH

D．一定温度下，降低体系压强，反应I的平衡常数减小

【答案】C

【解析】两个反应均为吸热反应，升高温度平衡都发生正向移动，但CO和CO2的选择性之和为100%，所

以二者变化趋势相反，只有第二个反应生成CO，因此升温CO的选择性升高(曲线③)，CO2的选择性降低(曲

线①)，曲线②表示氢气的产率。A．由分析可知，图中曲线②表示平衡时H2的产率随温度的变化，曲线③

表示CO的选择性，A不正确；B．n始(H2O)﹕n始(C2H5OH)=3﹕1，若第二个反应不生成H2O，则平衡时C2H5OH

的转化率与H₂O的转化率相等，但第二个反应生成H2O，所以平衡时C2H5OH的转化率与H₂O的转化率

nH2O

不相等，B不正确；C．一定温度下，增大，相当于C2H5OH的物质的量不变时增大H2O的物质

nC2H5OH

的量，平衡正向移动，乙醇的平衡转化率增大，C正确；D．平衡常数只受温度变化的影响，一定温度下，

降低体系压强，虽然平衡发生移动，但反应I的平衡常数不变，D不正确；故选C。

3．（2025·江苏盐城·模拟预测）1molCO2及4molH2以Ni4Mn/Al2O3为催化剂，在密闭容器中，一段时

间内不同温度CO2转化率如图所示。发生反应为

1

反应Ⅰ：CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H1165.0kJmol

1

反应Ⅱ：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H241.0kJmol

下列说法不正确的是

1

A．CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H206.0kJmol

B．250~300C，CO2的实际转化率迅速上升的可能原因是催化剂的活性增强

C．200~400C，H2的物质的量逐渐减少

D．500C时增大压强，CH4的选择性增大

【答案】C

【解析】A．CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)可由反应Ⅱ减去反应Ⅰ得到，则

11

H[41.0(165.0)]kJmol206.0kJmol，A正确；B．250～300℃，CO2的实际转化率随温度升高而

迅速上升，可能是催化剂的活性增强，加快了反应速率，B正确；C．反应Ⅰ、Ⅱ中消耗的CO2与H2物质

的量之比分别为1∶4、1∶1，200~350℃，CO2的实际转化率明显增大、CH4的选择性减小不明显，H2物质

的量减少，350~400℃，CO2的实际转化率变化不明显，但CH4的选择性明显减小、CO的选择性明显增大，

H2物质的量增大，C错误；D．反应Ⅰ是气体分子数减小的反应，反应Ⅱ反应前后气体分子数不变，500℃

时反应处于平衡状态，增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动、同时引起反应Ⅱ逆向移动，则CH4的选择性增大，

D正确；故选C。

4．（2025·江苏常州高级中学·二模）甲烷和水蒸气催化重整制氢过程中的主要反应为

①CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H205.8kJ/mol

②CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41.2kJ/mol

6

在装有催化剂的密闭容器中，4.310Pa、n(CH4):n(H2O)1:6时，若仅考虑上述反应，平衡时CH4转化

率和CO转换率随温度的变化如图所示。

n(CO)

CO转换率2100%

n(CO)n(CO2)

下列说法正确的是

=

A．反应CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g)的焓变H247.0kJ/mol

B．曲线a表示平衡时CH4转化率随温度的变化

C．850℃平衡时生成的CO2比550℃平衡时生成的多

n(H2O)

D．相同条件下，CH4和H2O总物质的量不变，越大，H2产量越高

n(CH4)

【答案】C

【解析】A．根据盖斯定律，①+②得CH4g2H2OgCO2g4H2g

H205.841.2kJ/mol164.6kJ/mol，A错误

B．CH4gH2OgCOg3H2gΔH205.8kJ/mol，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，

CH4的平衡转化率增大，故曲线b表示平衡时CH4转化率随温度的变化，B错误；C．设起始nCH41mol，

850℃平衡时CH4转化率为90%，CO转换率为50%，nCOnCO2n转化CH41mol90%0.9mol，

nCO20.9mol50%0.45mol；550℃平衡时CH4的转化率为30%，CO的转换率为90%，

nCOnCO2n转化CH41mol30%0.3mol，nCO20.3mol90%0.27mol，850℃平衡时生成的

n(H2O)

CO2比550℃平衡时生成的多，C正确；D．相同条件下，CH4和H2O总物质的量不变，越大，CH4

n(CH4)

的量越小，CH4是反应物，当CH4的量很少时，H2的产量会降低，D错误；故选C。

5．（2025·江苏省泰州中学·月考）在恒压密闭容器中，充入起始量一定的CO2和H2，主要发生下列反应：

－1

反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)∆H＝＋41.2kJ·mol

－1

反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)∆H＝－122.5kJ·mol

n生成(CO)

达平衡时，CO2转化率和CO的选择性随温度的变化如图所示[CO的选择性＝]，下列说法正确的

n反应(CO2)

是

A．反应Ⅰ的∆S＞0

B．升高温度能提高CH3OCH3的平衡产率

C．温度高于300℃时，曲线②随温度升高而升高说明此时主要发生反应Ⅱ

D．同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性，应选择在低温低压条件下反应

【答案】A

【解析】反应I是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的选择性逐渐增大，因此曲线①是CO的选择

性随温度的变化、曲线②是CO2转化率随温度的变化。A项，反应I能够自发进行，根据∆G＝∆H－T∆S＜0

可知，∆S＞0，正确；B项，反应I正向反应是吸热反应，反应Ⅱ正向反应是放热反应，升高温度，反应I

正向移动，反应Ⅱ逆向移动，CH3OCH3的平衡产率降低，错误；C项，根据前面分析曲线①是CO的选择性

随温度的变化曲线、曲线②是CO2转化率随温度的变化曲线，温度高于300℃时，曲线①随温度升高增大

趋势大于曲线②，说明此时主要发生反应I，错误；D项，反应Ⅱ正向反应是体积减小的放热反应，要同时

提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性，应选择在低温高压条件下反应，错误。

6．(2025·江苏省南通市高三第四次质量检测)CO2催化加氢制CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，1

molCO2与3molH2在密闭容器中发生的反应如下：

Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH>0

反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件

n(CH3OH)

下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。已知：CH3OH的选择性=×100%。

n(CO2)

下列说法正确的是

A．曲线b表示CO2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CO2转化率达到X点

C．220～280℃时，反应Ⅰ生成CH3OH速率小于反应Ⅱ生成CO的速率

D．为提高CH3OH生产效率，需选择相对较低的温度

【答案】A

【解析】A项，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CO2的平衡

转化率降低，反应II平衡正向移动导致CO2的平衡转化率升高，CO2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CO2的平衡转化率，故A正确；B项，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CO2转化率超过平衡转化率，故B错误；C项，260～280℃间，CH3OH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CH3OH速率大于反

应Ⅱ生成CO的速率，故C错误；D项，由图像可知，升高温度，CO2转化率升高，CH3OH选择性降低，

为提高CH3OH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。

7．（2025·江苏泰州·模拟预测）CH3OH与CO在催化剂作用下可合成CH3COOH。其主要反应有：

1

CH3OHgCOgCH3COOHgH123.3kJmol

1

CH3OHgCH3COOHgCH3COOCH3gH2OgH14.8kJmol

恒压下、n始CH3OH:n始CO1:1，若仅发生上述反应，平衡时含碳物质的物质的量分数随温度的变化如

图所示。

下列说法正确的是

A．曲线②代表CH3COOH(g)

B．恒温恒压下，甲醇的平衡转化率小于CO的平衡转化率

n始CH3OH

C．恒温恒压下，提高的值，CH3OH的平衡转化率增大

n始CO

D．300℃至600℃之间，平衡时H2O(g)的物质的量随温度升高先增大后减小

【答案】D

【解析】平衡时含碳物质包括CH3OH、CO、CH3COOH、CH3COOCH3，上述两个反应均为放热反应，升高

温度，两个反应的平衡均逆向移动，CH3OH、CO的物质的量分数均增大，反应1平衡逆向移动，CH3COOH

物质的量减小，尽管反应2也受温度影响（逆向移动），但反应1的主导作用导致CH3COOH的生成量净

减少；在温度升高初期，反应1的逆向移动释放出较多的CH3OH，可能导致反应2短暂的正向移动，

CH3COOCH3物质的量分数增大，随后升温后半段，升温影响因素占主导，反应2逆向移动，CH3COOCH3

物质的量分数减小，即曲线②代表CH3COOCH3(g)，则曲线①代表CH3COOH(g)，据此解答。A．由分析可

∶∶

知，曲线①代表CH3COOH(g)，A错误；B．n始CH3OHn始CO11，即设n始CH3OHn始CO1mol，

两个反应中CH3OH的转化量分别为xmol、ymol，则恒温恒压下，甲醇的平衡转化率为(x+y)/1，CO的平

n始CH3OH

衡转化率为x/1，显然甲醇的平衡转化率大于CO的平衡转化率，B错误；C．恒温恒压下，提高

n始CO

的值，即增加甲醇初始量，相当于增大甲醇的浓度，两个反应均正向进行，甲醇的转化量增大，但甲醇初

始量增大程度更大，则CH3OH的平衡转化率减小，C错误；D．H2O(g)来自于第二个反应，且始终存在关

系：nH2OnCH3COOCH3，平衡时H2O(g)的物质的量随温度升高先增大后减小，D正确；故选D。

8．（2025·苏州市上学期期中摸底）NiO－In2O3可协同催化CO2的氢化，体系中涉及以下两个反应：

－1

反应1：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)∆H1＝－49.3kJ·mol

－1

反应2：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)∆H2＝41.2kJ·mol

将一定比例的CO2、H2以一定流速通过催化剂，在一定温度下反应，CO2的转化率、CH3OH或CO的选择

n生成(CH3OH或CO)

性［×100%］与催化剂中NiO的质量分数的关系如图所示。下列说法正确的是

n转化(CO2)

－1

A．反应2H2(g)＋CO(g)＝CH3OH(g)ΔH＝90.5kJ·mol

B．曲线Y表示CO2的转化率随催化剂中NiO的质量分数的变化

C．其他条件不变，催化剂中NiO的质量分数为1%时，CH3OH的产率最高

D．其他条件不变，NiO的质量分数从25%增加到50%，CH3OH的平衡选择性降低

【答案】B

【解析】A项，根据盖斯定律，反应1－反应2得：2H2(g)＋CO(g)＝CH3OH(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－90.5

－1

kJ·mol，错误；B项，CH3OH的选择性与CO的选择性之和为100%，由图可知，CO的选择性曲线与

CH3OH的选择性曲线应对应50%这条水平线对称，则曲线X表示CO的选择性，那么曲线Y表示CO2的

转化率随催化剂中NiO的质量分数的变化，正确；C项，由图可知，NiO质量分数为与1%与6%时，CH3OH

选择性相同，但CO2的转化率6%最高，故CH3OH的产率在6%时最高，错误；D项，催化剂能加快反应

速率，但不影响平衡，因此NiO的质量分数从25%增加到50%，CH3OH的平衡选择性不变，错误。

9．（2024·江苏南通市如皋·2月考）利用H2和CO反应生成CH4的过程中主要涉及的反应如下：

－1

反应ⅠCO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)∆H1＝－206.2kJ·mol

－1

反应ⅡCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)∆H2＝－41.2kJ·mol

向密闭容器中充入一定量H2和CO发生上述反应，保持温度和容器体积一定，平衡时CO和H2的转化率、

n(H2)

CH4和CO2的产率及随起始的变化情况如下图所示。

n(CO)

n(CH4)生成n(CH4)生成

[CH4的产率＝×100%，CH4的选择性＝×100%]。

n(CO)投料n(CO2)生成＋n(CH4)生成

下列说法不．正．确．的是

A．当容器内气体总压强保持不变时，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态

n(H2)

B．曲线c表示CH4的产率随的变化

n(CO)

n(H2)

C．＝0.5，反应达平衡时，CH4的选择性为50%

n(CO)

n(H2)

D．随着增大，CO2的选择性先增大后减小

n(CO)

【答案】D

n(H2)

【解析】反应Ⅰ、Ⅱ的总反应为：2CO(g)＋2H2(g)CH4(g)＋CO2(g)，起始越大，反应正向进行程

n(CO)

度越大，CO转化率越大，直到接近100%，而H2的转化率减小，则曲线a表示CO的转化率，曲线b表示

n(H2)

H2的转化率；同时随着起始的增大，CH4的产率也逐渐增大，因生成的CO2与H2会发生反应，导致

n(CO)

CO2产率先增大后减小，则曲线c表示CH4的产率，曲线d表示CO2的产率，据此解答。

A项，反应Ⅰ、Ⅱ的总反应为：2CO(g)＋2H2(g)CH4(g)＋CO2(g)，该反应气体分子数减少，当容积

固定的密闭容器内气体总压强保持不变时，气体分子总数也不变，说明反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态，正确；B

n(H2)

项，由分析可知，曲线c表示CH4的产率随的变化，正确；C项，反应Ⅰ、Ⅱ的总反应为：2CO(g)＋

n(CO)

n(H2)

2H2(g)CH4(g)＋CO2(g)，当＝0.5时，CO过量，生成物n(CH4)＝n(CO2)，则CH4的选择性＝

n(CO)

n(CH4)生成n(CH4)

×100%＝×100%＝50%，正确；D项，曲线c、d分别表示CH4、

n(CO2)生成＋n(CH4)生成n(CH4)＋n(CH4)

n(H2)

CO2的产率，由图可知，随着增大，由图可知CH4和CO2产率的比值逐渐增大，导致

n(CO)

n(CO2)生成

一直减小，即CO2的选择性一直减小，错误。

n(CO2)生成＋n(CH4)生成

10．（2025·江苏南通·期中）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：

-1

反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol

-1

反应II：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5kJ·mol

在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。

2CHOCH的物质的量

其中：的选择性33×100%。下列说法正确的是

CH3OCH3=反应的的物质的量

CO2

A．其他条件不变，升高温度。CO2的转化率一定随着温度升高而降低

B．曲线b表示平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化情况

C．其它条件不变，增加氢气的投入量，一定能提高CH3OCH3的产率

D．220°C时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中X点)，使

用对反应II催化活性更高的催化剂，可提高CH3OCH3的选择性

【答案】D

-1

【解析】反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol

-1

反应II：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5kJ·mol

由题意可知，反应I正反应方向是吸热反应，反应II正反应方向是放热热反应；

A．升高温度，反应I平衡正移，CO2转化率升高，反应I平衡逆移，CO2转化率降低，故整体CO2转化率

受两个反应共同影响，所以升温CO2转化率不一定上升，描述错误，A不符题意；B．CH3OCH3是反应II

产物，故其产量随温度上升一定是逐渐减少，所以曲线a应为CH3OCH3选择性对应图象曲线，曲线b应是

CO2转化率曲线，描述错误，B不符题意；C．其他条件不变，只增加H2投入量，理论上两个反应平衡都

应正移，都有H2O生成，故对于反应II来说，反应I生成的H2O会抑制反应II的正向移动，不同温度下反

应I产生的H2O的量不同，对反应II的影响程度不同，所以CH3OCH3产率不一定增加，描述错误，C不符

题意；D．X点未在曲线a上，X点状态处于未平衡状态，更换催化活性更高的催化剂，提高CH3OCH3选

择性，使其达到相应温度下的曲线a上的点所对应的选择性值，描述正确，D符合题意；故选D。

11．(2025·江苏省盐城中学·模拟预测)催化处理焦炉气(主要成分为CO、SO2)的主要反应为

反应Ⅰ：2SO2g4COg4CO2gS2gΔH1

反应Ⅱ：SO2g3COgCOSg2CO2gΔH2

将一定比例的焦炉气置于密闭容器中发生反应，10分钟时的S2实际产率、S2的平衡产率及COS的平衡产

率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是

A.ΔH1>0

B.从700K～900K，浓度变化对反应Ⅰ平衡产率的影响小于温度变化的影响

C.从700K～900K，平衡时SO2的浓度随温度的升高逐渐降低

D.800K时，10分钟后S2的实际产率可能先升高后降低

【答案】D

【解析】A．由图可知，随温度升高，COS产率降低，则反应②逆向移动，反应②为放热反应；温度升高，

反应②逆向移动，SO2和CO浓度增大，可以使反应①正向移动，温度升高平衡产率上升的原因可能是由于

浓度影响超过温度影响，反应①不一定是吸热反应，即不一定存在△H1>0，A错误；B．由图，700K到

900K，随温度升高，S2平衡产率上升，说明反应I平衡正向移动，温度升高，反应Ⅱ平衡逆向移动，使c(SO2)、

c(CO)增大，对于反应I，浓度改变对平衡的影响超过温度改变的影响，导致平衡正向移动，B错误；C．SO2

为两反应共同反应物，温度升高反应Ⅱ逆向生成SO2，反应Ⅰ正向消耗SO2，由COS产率下降幅度大于S2

产率上升幅度，可知SO2生成量大于消耗量，浓度升高，C错误；D．通过观察图像可知，800K时S2的实

际产率大于平衡产率，其最终要减小到与800K时S2平衡产率相等，则800K，在10min后继续反应足够长

时间，S2实际产率的变化趋势可能为先增大后减小至800K时S2的平衡产率后保持不变，D正确；故选D。

12．（2025·江苏徐州·一模）高炉炼铁过程中涉及如下反应：

①FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H1<0

②FeO(s)+C(s)Fe(s)+CO(g)△H2>0

③CO2(g)+C(s)2CO2(g)△H3>0

在恒容密闭容器中加入足量FeO、C，发生上述反应。改变温度，测得平衡时容器内总压强的对数

lgp总/kPa、xCO或xCO2的物质的量分数变化如图所示。

下列叙述错误的是

A．xCOxCO21.0B．b、c曲线分别代表xCO2、xCO

C．若改为恒压容器，则曲线c向下移动D．加入催化剂，可提高单位时间内FeO的转化率

【答案】B

【解析】反应体系中只有两种气体，CO和CO2的物质的量分数之和为1，b、c两条曲线的右坐标之和恒为

1，对应体系中的两种气体；温度升高反应②③正向进行，反应①逆向进行，x(CO)随温度升高而增大，因

此x(CO)随着温度升高而增大对应曲线b，x(CO2)随着温度升高而降低对应曲线c，lgp总/kPa对应曲线a，

以此解题。A．结合分析可知，该反应体系中，只有CO、CO2两种气体，两种气体的物质的量分数之和等

于1.0，A正确；B．结合分析可知，b、c曲线分别代表x(CO)、x(CO2)，B错误；C．恒容条件下，气体总

物质的量增大，气体压强增大，改为恒压容器，相当于减小压强，减压时，反应①平衡不移动，反应②和

③平衡向右移动，x(CO)增大，x(CO2)减小，曲线c向下移动，曲线b向上移动，C正确；D．加入催化剂，

能提高反应速率，故单位时间内FeO的转化率会增大，D正确；故选B。

（建议用时：10分钟）

13．（2025·江苏泰州·检测）CO2催化加氢合成CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，与3molH2在密

闭容器中发生的主要反应为：

Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1

Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH2

反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如题图实验值所示。图中平衡值表示在相同条

件下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。

nCHOH

选择性3生成

CH3OH100%下列说法不．正．确．的是

nCO2消耗

A．△H2>0

B．压缩容器反应Ⅱ平衡逆向移动

C．相同温度下，CH3OH选择性的实验值大于平衡值，说明反应I的速率大于反应Ⅱ

D．220~260℃，随温度升高，反应I平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度

【答案】D

【解析】A．由图知，260~280℃，CO2转化率平衡值随温度升高略微减小，而CH3OH的选择性随温度的

升高而降低，则反应I升高温度平衡逆向移动，由于CO2转化率增大，故反应Ⅱ升高高温度平衡正向移动，

则△H2>0，A正确；B．由反应Ⅰ可知，该反应为分子数减小的反应，压缩容器，增大压强，平衡正向移动，

CO2的浓度降低，反应Ⅱ平衡逆向移动，B正确；C．相同温度下，CH3OH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，C正确；D．220~260℃，CO2转化率平衡值随温度

升高而略微降低，而此时甲醇的选择性平衡值降低幅度较大，说明随温度升高反应Ⅰ平衡正向移动的程度小

于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度，D错误；故选D。

14.（2025·江苏常州·模拟预测）甲烷催化氧化为合成气的主要反应有：

反应12CH4(g)O2(g)2CO(g)4H2(g)H1

反应2CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H2

将2molCH4与2molO2投入密闭容器中反应，不同温度下，相同时间内CH4转化率、H2选择性

nH2n(CO)

与CO的选择性随温度的变化如图所示，下列说法正确的是

nH2nH2On(CO)nCO2

A．由题可知，△H1>0

B．在700℃时，容器中生成的CO2的物质的量为1.44mol

C．在500℃、600℃、700℃时都可能发生CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

D．该过程中，低温有利于合成气的生成

【答案】C

【解析】A．由图可知，升温CH4转化率增大，但不管反应是放热还是吸热，没有平衡时升温，正反应速率

增大相同时间内CH4转化率都会增大，所以不能判断反应是吸热反应，故A错误；B．在700℃时，CH4

转化率为0.8，所以转化的CH4为0.8×2mol=1.6mol，据C守恒可知CO与CO2共1.6mol，又CO的选择

性为0.9，n(CO)=1.6mol×0.9=1.44mol，故n(CO2)=0.16mol，故B错误；C．根据反应1和反应2的化学计

n(CO)nH

量关系，若仅发生这两个反应，则的选择性与的选择性2应始终相等。

COH₂

n(CO)nCO2nH2nH2O

但图中两条曲线在各温度下均不重合，说明体系中还发生了其他副反应，例如CH4(g)+H2O(g)CO(g)

+3H2(g)，该说法是合理的，故C正确；D．800℃时H2和CO的选择性接近1，说明高温有利于甲烷催化氧

化为合成气反应的进行，即高温有利于合成气的生成，故D错误；答案为：C。

15．（2025·江苏淮安市淮阴中学·二模）丙烷催化脱氢制备丙烯的主要反应为

1

反应1C3H8gC3H6gH2gH125kJmol

1

反应2C3H8gC2H4gCH4gH81kJmol

反应3C3H8g3Cg4H2g

nH

52

在1.010Pa时，将H2与C3H8的混合气体［0.25］按一定流速通过催化反应管，测得C3H8的转

nC3H8

nCH

的收率生成36

化率、C3H6的收率［C3H6100%］与C3H6的选择性

n起始C3H8

nCH

的选择性生成36

［C3H6100%］随温度变化的关系如图所示。下列说法不．正．确．的是

n反应C3H8

A.图中曲线②表示C3H6的收率

B.其他条件相同，630℃时生成的C3H6物质的量比580℃时的多

C.C3H8中混入H2的主要目的是为了延长催化剂的使用寿命

D.升高温度对反应2和反应3的影响比对反应1的影响更显著

【答案】A

1

【解析】反应1：C3H8gC3H6gH2gH125kJmol和反应2：C3H8gC2H4gCH4g

nCH

1的收率生成36

H81kJmol均为吸热反应，升温平衡右移，C3H6的收率增大，且C3H6100%

n起始C3H8

n反应C3H8

＜100%＝C3H8的转化率，即C3H8的转化率增大，即曲线②、③分别为C3H8的转化率和C3H6

n起始C3H8

的收率随温度变化的关系图，曲线①为C3H6的选择性随温度变化的关系图。A．据以上分析可知，图中曲

线②表示C3H8的转化率，故A错误；B．由图可知，其他条件相同，630℃时生成的C3H6物质的量比580℃

时的多，故B正确；C．C3H8中混入H2可以抑制反应3生成的C附着在催化剂上，即其主要目的是为了延

长催化剂的使用寿命，故C正确；D．据以上分析可知，曲线②为C3H8的转化率随温度变化的关系图，曲

线①为C3H6的选择性随温度变化的关系图，图像显示C3H6的选择性随温度的升高而降低，而C3H8的转化

率随温度的升高而升高，所以升高温度对反应2和反应3的影响比对反应1的影响更显著，故D正确；故

答案为：A。

16．(2026·江苏南京市二十九中·质量检测)一种以CO2、H2S为原料制取COS的过程中主要反应如下：

1

反应Ⅰ：CO2(g)H2S(g)COS(g)H2O(g)H135kJmol

1

反应Ⅱ：2H2S(g)S2(g)2H2(g)H2171kJmol

1

反应Ⅲ：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H341kJmol

将等物质的量的CO2(g)和H2S(g)充入反应器中，压强一定，平衡时CO2(g)和H2S(g)的转化率、COS(g)和H2O(g)

选择性与温度的关系如下图所示。

或

n(COS)生成n(H2O)生成

COS(g)或H2O(g)选择性100%。下列说法正确的是

n(H2S)转化

A.X代表的物质是COS

B.温度越高，平衡时所得H2O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COS和H2O，反应Ⅲ也生成H2O，则H2O的选择性应高于COS，由图可知，X的

选择性高于Y，所以X代表H2O，Y代表COS，A错误；B．反应Ⅰ、Ⅲ均生成H2O，且均为吸热反应，温

度升高，平衡正向移动，H2O的物质的量应增多，B错误；C．400℃之前，H2S、CO2有转化率，COS、H2O

有选择性，同时反应Ⅱ中H2S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H2S分解），反应Ⅲ气体分子数不

变，整体有利于COS生成，能提高其平衡选择性，D正确；故答案选D。

17．（2024·江苏无锡·高三下阶段练）二氧化碳催化合成燃料甲醇过程中的主要反应为

-1

CO2g+3H2g=CH3OHg+H2OgΔH=-49.4kJ·mol

-1

CO2g+H2g=COg+H2OgΔH=41.1kJ·mol

-1

COg+2H2g=CH3OHgΔH=-90.5kJ·mol

将一定比例CO2和H2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CO2的转化率、CH3OH的选择性

n生成CH3OH

×100%与温度的关系如图所示。下列说法不．正．确．的是

n总转化CO2

A．CH3OH的平衡选择性随温度的升高而减小

B．其他条件不变，在210290℃范围，随温度的升高，出口处CH3OH的量不断减小

C．该条件下CO2催化合成CH3OH的最佳反应温度应控制在240250℃

D．为提高CH3OH产率，需研发低温下CO2转化率高和CH3OH选择性高的催化剂

【答案】B

【解析】A．由图像可知，CH3OH的平衡选择性随温度的升高而减小，故A正确；B．由图可知，在210290℃，

CH3OH的选择性随温度升高而降低，但CO2的转化率随温度升高而升高，因此无法判断CH3OH的量的变

化，故B错误；C．由图可知，在240250℃，CH3OH的选择性和CO2的转化率均较高，因此该条件下CO2

催化合成CH3OH的最佳反应温度应控制在240250℃，故C正确；D．由图可知，低温下CO2的转化率

和CH3OH的选择性均较高，因此要提高CH3OH的产率，需研发低温下CO2转化率高和CH3OH选择性高

的催化剂，故D正确；故选B。

18.（2025·江苏盐城射阳中学·二模）为研究反应2NO+O22NO2在不同条件下NO的转化率向恒压反应

器中通入含一定浓度NO与O2的气体，在无催化剂和有催化剂在时，分别测得不同温度下反应器出口处NO

的转化率如图中曲线a、b所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化），下列说法正

确的是

A.反应的H0

B.曲线a中NO转化率随温度升高而增大，是由于催化剂的活性增强

C.曲线b中从M点到N点，NO转化率随温度升高而减小是由于反应速率减慢

D.催化剂存在时，其他条件不变，增大气体中cO2，NO转化率随温度的变化为曲线c

【答案】C

【解析】A．由图可知，升高温度，一氧化氮平衡转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应是放热

反应，故A错误；B．由图可知，相同温度时，曲线b中对应点一氧化氮的转化率大于曲线a，说明曲线a