多重平衡体系归因问题与相关计算课件高三化学二轮复习

多重平衡体系归因问题与相关计算目录contents01考向分析0203任务驱动重温经典04模型建构与应用卷别动力学热力学电化学速率计算速率方程影响因素反应机理反应热自发方向平衡判定平衡移动平衡计算反应调控曲线识别装置分析电极反应式电化学计算全国卷√√√√√天津卷√√√√√√山东卷√√√√浙江1月√√√√√浙江6月√√√√√江苏卷√√√√河北卷√√√√√广东卷√√√√√湖北卷√√√√√湖南卷√√√√√√卷别动力学热力学电化学速率计算速率方程影响因素反应机理反应热自发方向平衡判定平衡移动平衡计算反应调控曲线识别装置分析电极反应式电化学计算重庆卷√√√√√√四川卷√√√√√√东北卷√√√√√西北卷√√√√√√海南卷√√√安徽卷√√√√√√江西卷√√√√广西卷√√√√√√甘肃卷√√√√√云南卷√√√√√√河南卷√√√定性：物质转化率（或产率）变化分析；定量：各组分的物质的量、浓度、分压、转化率或平衡常数的计算。复习目标：

1.

通过图像分析，构建多重平衡中转化率/产率变化的分析思路，提升逻辑推理与论证能力。

2.

熟练运用三段式与守恒法等完成相关计算，构建解题模型，提升定量计算能力。评价目标：

通过小组讨论、题目讲解、习题检测等评价综合分析及表达能力；是否形成“变化观念”与“平衡思想”、“证据推理”与“模型认知”等核心素养。多重平衡概

念

一个化学反应体系中，往往存在着多个化学反应。

相互关联的若干平衡同时存在于一个平衡体系中，且至少有一种物质同时参与几种相互关联的平衡，这种现象称作为多重平衡现象，该体系称作为如以下体系：反应ⅰ：CO2(g)

+

H2(g)

⇌

CO(g)

+

H2O(g)反应ⅱ：CO(g)+

2H2(g)

⇌

CH3OH(g)反应ⅲ：CO2(g)

+

3H2(g)

⇌

CH3OH(g)

+

H2O(g)1.(2025·甘肃卷)

乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质，得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两个主要反应：反应�：����(�)+��(�)⇌����(�)反应�：����(�)+���(�)⇌����(�)���=−𝟏�𝐤

⋅𝐦�−�(��℃、𝟏�

𝐤�)���

=−

���

𝐤

⋅𝐦�−�(��

℃、𝟏�

𝐤�)（反应均未达平衡一定条件下，使用某含𝐦催化剂，在不同温度下测得乙炔转化率如图所示）。任务一：物质转化率（或产率）变化分析使用某含𝐦催化剂，（反应均未达平衡）。T催化活性0（2

）

在𝟏～

2

2

0

℃

范

围

内

，

乙

炔

转

化

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升

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剂

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温

度

范

围

内

活

性

降

低

。2.

尿素[CO(NH2)2]热解制备NH3是科研领域的一个研究方向。CO(NH2)2(g)和H2O(g)混合热解制备NH3(g)时，发生如下反应：ⅰ

CO(NH2)2(g)⥫⥬NH3(g)+HNCO(g)ΔH1=+58.1

kJ·mol-1ⅱ

HNCO(g)+H2O(g)⥫⥬NH3(g)+CO2(g)ΔH2=-81.1

kJ·mol-1(1)工业上将CO(NH2)2(g)与H2O(g)混合，以一定流速通过管式反应器发生反应ⅰ和ⅱ。气体通过反应器时间为10

min，测得反应器出口相关物质的转化率及浓度随温度的变化如图所示。非平衡状态的转化率：侧重分析温度、压强、浓度、催化剂等对反应速率的影响温度高于800

℃，HNCO(g)的转化率随温度的升高而增大，解释其原因为：_温

度

高

于

8_0_0

℃

时

，

反

应

ⅰ_已

进行完全，升高温度，反应

ⅱ_的

速

率

加_。快结合图像反应ⅱ未达到反应平衡ⅰ

CO(NH2)2(g)⥫⥬NH3(g)+HNCO(g)ΔH1=+58.1

kJ·mol-1ⅱ

HNCO(g)+H2O(g)⥫⥬NH3(g)+CO2(g)ΔH2=-81.1

kJ·mol-13.

(2025·河南卷)

CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下:ΔH1=+178

kJ·mol-1ΔH2=+247

kJ·mol-1ΔH3=+41

kJ·mol-1反应Ⅰ:

CaCO3(s)⥫⥬CaO(s)+CO2(g)反应Ⅱ:

CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2H2(g)+2CO(g)反应Ⅲ:

H2(g)+CO2(g)⥫⥬H2O(g)+CO(g)回答下列问题:。(1)恒压条件下，CH4重整反应可以促进CaCO3分解，原因是CH4催化重整过程消耗CO2，使反应Ⅰ平衡正向移动平衡状态的转化率：侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响或恒压条件下加入了CH4，CO2的分压降低，使反应Ⅰ平衡正向移动4.

(2025·陕晋青宁卷)

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) ΔH1=

+101kJ·mol-1

II．CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH2=-166kJ·mol-1III．CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g)ΔH3=

+41kJ·mol-1（4）100kPa下，在密闭容器中H2(g)

和MgCO3(g)

各1mol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下图(反应III在360℃以下不考虑)。CH4③500℃～600℃，随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能是在500℃～600℃范围内，反应Ⅱ平衡逆向移动生成的氢气多于反应Ⅲ

正向移动消耗的氢气 。竞争反应：分析反应特点，结合平衡移动，依据最终结果，判断相关反应移动程度大小I．

MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)ΔH1=

+101kJ·mol-1II．CO2(g)+4H2(g)=

CH4(g)

+2H2O(g) ΔH2=

-166kJ·mol-1III．CO2(g)+H2(g)=H2O(g)

+

CO(g) ΔH3=

+41kJ·mol-1MgCO3CO25.

丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备:C4H10(g)⥫⥬C4H8(g)+H2(g)ΔH=+123

kJ·mol-1。副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，。590

℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是。丁烯高温裂解生成短碳链烃类化合物关注副反应非平衡状态量模型建构平衡状态量速率问题物质转化率（或产率）变化分析温度浓度压强催化剂接触面积平衡移动问题勒夏特列原理关注副反应6.

将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯，主要涉及下列反应：①2C4H8(g)→2C3H6(g)+C2H4(g)②2CH3OH(g)→C2H4(g)+2H2O(g)③C2H4(g)+C4H8(g)→2C3H6(g)ΔH>0ΔH<0ΔH<0已知：甲醇吸附在催化剂上，可以活化催化剂；甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。图1是C3H6及某些副产物的产率与�(�����)�(����)。模型应用图2是某压强下，将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料，反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图2可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低的变化，其原因可能是：丁烯裂解(反应①)是吸热反应，升高温度平衡正向移动，②③是放热反应，升高温度平衡逆向移动。300~500

℃时，反应①正向移动的程度大于②③逆向移动的程度，C3H6的体积分数增大；温度高于500

℃时，反应①正向移动的程度小于②③逆向移动的程度，使C3H6的体积分数降低，同时温度升高易发生副反应，可能产生C2H4、C3H8、4 10�+3 6C

H 、� 等，使C

H

的体积分数降低。甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。任务二：多重平衡的计算1.(2025·河南卷)

�����的热分解与𝐍���催化的���

重整结合，

可生产高纯度合成气(��

+

��)，实现碳资源的二次利用。主要反应为：反应Ⅰ：�����(�)

⇌

���(�)

+���(�)���=+𝟏�𝐤

⋅

𝐦�−�反应Ⅱ：���(�)

+

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���(�)

+

���(�)���=+�𝟏𝐤

⋅𝐦�−�反应Ⅲ：��(�)

+

���(�)

⇌

���(�)+

��(�)���=+��𝐤

⋅𝐦�−�一定温度、𝟏�

𝐤�下，向体系中加入�.

�

𝐦�

�����和�.

�

𝐦����，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中�����转化率为𝟏%，�已知：原位��

利用率=[������

(−��初始) ����

(−��平衡) ��

(平衡)]������(初始)×

𝟏�%���转化率为𝟏%，��物质的量为�.

�

𝐦�，反应Ⅲ的平衡常数��

=

�_.

_�_（保留小数点后一位），此时原位���利用率为

�_�_%_。三段式：紧抓“变化量”，任何物质只有一个平衡浓度元素守恒：确定元素的总的物质的量；找全平衡体系中含该元素的物质；列出守恒关系式2.

现阶段煤仍然是我国的主要能源。常采用石灰水-石膏法将煤中的硫

元素以CaSO4(s)的形式固定，从而降低SO2的排放。但煤燃烧时产生的CO会与CaSO4反应，降低脱硫效率。相关的反应的热化学方程式如下：反应①:CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)

ΔH1>0反应②:CaSO4(s)+4CO(g)⇌CaS(s)+4CO2(g)ΔH2<0差量法：只有1个反应前后气体系数会变恒温恒容密闭容器中，加入足量CaSO4和2molCO气体，此时压强为p₀

Pa，发生反应①和②，t

min时反应达到平衡，此时压强为

1.5p₀

Pa，CO2的物质的量为

1.5mol。达到平衡时SO2的物质的量为

1mol ，反应①的平衡常数

Kp= 1.5p₀ Pa模型建构获取已知数据三段式法差量法依