2026版化学步步高大二轮专题复习-专题五　微点突破7　多平衡体系中曲线含义及变化归因分析

微点突破7多平衡体系中曲线含义及变化归因分析一、化学平衡移动规范解答1.工业生产图像中转化率、产率变化文字说理题答题要领2.平衡移动类文字说理题答题模板叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)(1)温度：该反应正向为×××(放热或吸热)反应，其他条件不变，升高(或降低)温度，平衡×××(正向或逆向)移动，因此×××(得结论)。(2)压强：反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向(或逆向)移动，因此×××(得结论)。例1[2024·福建，14(2)]SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由Si和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如下：Ⅰ.SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH1=+52kJ·mol-1Ⅱ.Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)ΔH2=-236kJ·mol-1Ⅲ.Si(s)+SiCl4(g)+2H2(g)2SiH2Cl2(g)ΔH3=+16kJ·mol-1生成SiHCl3的总反应：Ⅳ.Si(s)+3SiCl4(g)+2H2(g)4SiHCl3(g)ΔH4=-80kJ·mol-1体系达到平衡状态且其他条件不变时：①压缩平衡体系体积，重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为(填标号)。

a.SiCl4 b.SiHCl3c.SiH2Cl2 d.HCl②反应温度升高不利于提高平衡时产物SiHCl3选择性的原因是。

答案①bc②因ΔH4<0，升温反应Ⅳ向逆反应方向进行，SiHCl3的产量反而减小解析①压缩平衡体系体积，相当于增大压强，重新达到平衡后，对于反应Ⅰ→Ⅳ，压强除对反应Ⅰ无影响，对Ⅱ→Ⅳ的反应都是平衡向正反应方向移动，因此SiH2Cl2和SiHCl3的量增大。②因ΔH4<0、ΔH3>0，升温反应Ⅳ向逆反应方向进行，反应Ⅲ向正反应方向进行，故不利于提高平衡时产物SiHCl3选择性。例2[2024·北京，16(2)②]以NH3为氮源催化氧化制备HNO3，反应原理分三步进行。针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2nmolNO和nmolO2进行反应。在不同压强下(p1、p2)，反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因：。

答案2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1>p2，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响解析2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，该反应正向气体分子总数减小，温度相同时，p1条件下NO转化率高于p2，故p1>p2，根据V=nRTp，x、y点转化率相同，则n相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，故y点的容器容积小于x点的容器容积。二、复杂反应体系中转化率或产率的综合分析1.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，特定的混合体系中，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。2.连续反应的思维模型ABC例3[2024·山东，20(2)]水煤气是H2的主要来源，研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(Ⅰ)ΔH1>0CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(Ⅱ)ΔH2<0CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)(Ⅲ)ΔH3<0压力p下，C-H2O-CaO体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO、CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物种为(填化学式)。当温度高于T1时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是。

答案H2当温度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ平衡逆向移动，所以CO2的摩尔分数减小解析图示温度范围内C(s)已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，随温度不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ平衡逆向移动，依据反应Ⅱ，H2摩尔分数减小，CO摩尔分数增大，所以a线代表H2的摩尔分数随温度的变化，c线代表CO2的摩尔分数随温度的变化。开始到T1时，CaCO3(s)已完全分解，当温度高于T1，相当于只发生反应Ⅱ，CO2的摩尔分数减小。例4[2024·湖南，18(2)]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：HOCH2CH2COOC2H5(g)CH2CHCOOC2H5(g)+H2O(g)ΔH1③反应釜Ⅱ中发生的反应：ⅱ：CH2CHCOOC2H5(g)+NH3(g)CH2CHCONH2(g)+C2H5OH(g)ΔH2ⅲ：CH2CHCONH2(g)CH2CHCN(g)+H2O(g)ΔH3④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)∶n(C2H5OH)=1∶2，出料中四种物质(CH2CHCOOC2H5、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CH2CHCN的曲线是(填“a”“b”或“c”)。

②反应釜Ⅰ中加入C2H5OH的作用是。

③出料中没有检测到CH2CHCONH2的原因是。

④反应11h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是。

答案①c②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③CH2CHCONH2在反应釜Ⅱ的温度下发生分解④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①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)=1mol，n(C2H5OH)=2mol，出料气中CH2==CHCOOC2H5含量很少，则生成CH2==CHCN(g)、C2H5OH(g)物质的量各约为1mol，生成H2O(g)的物质的量约为2mol，故出料气中C2H5OH(g)物质的量共约3mol，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。3.竞争反应的思维模型例5[2025·浙江1月选考，18(1)(5)]二甲胺[(CH3)2NH]、N，N⁃二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。请回答：(1)用氨和甲醇在密闭容器中合成二甲胺，反应方程式如下：Ⅰ.NH3(g)+CH3OH(g)CH3NH2(g)+H2O(g)Ⅱ.CH3NH2(g)+CH3OH(g)(CH3)2NH(g)+H2O(g)Ⅲ.(CH3)2NH(g)+CH3OH(g)(CH3)3N(g)+H2O(g)可改变甲醇平衡转化率的因素是。

A.温度B.投料比[n(NH3)∶n(CH3OH)]C.压强D.催化剂(5)有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比n(CO2)∶n(H2)∶n[(CH3)2NH]=20∶15∶1，催化剂M足量。反应方程式如下：Ⅳ.CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)Ⅴ.HCOOH(g)+(CH3)2NH(g)HCON(CH3)2(g)+H2O(g)HCOOH、(CH3)2NH、HCON(CH3)2三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。(例：HCOOH的物质的量百分比=n(HCOOH)n(HCOOH)+①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活)。

②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因。

答案(1)AB(5)①t时刻之前反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的快，t时刻之后由于浓度的影响导致反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的慢②用H2作氢源需要断裂H—H，用SiH4作氢源需要断裂Si—H，由于Si原子半径大于H，Si—H的键能比H—H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度解析(1)已知化学反应必然有热效应，故改变温度化学平衡一定能够发生改变，即改变温度一定能够改变甲醇的平衡转化率，A符合题意；增大投料比[n(NH3)∶n(CH3OH)]，将增大CH3OH的平衡转化率，相反减小投料比，将减小CH3OH的平衡转化率，B符合