《2025年高考必刷题高三化学》

1. [贵州贵阳2024模拟]已知在$T\ ^{\circ}\text{C}$时高炉炼铁可发生如下反应：
①$C(s)+CO_{2}(g)\longrightleftharpoons 2CO(g)\ \ \Delta H_{1}=a\ kJ\cdot mol^{-1}$，平衡常数为$K_{1}$；
②$Fe_{2}O_{3}(s)+3CO(g)\longrightleftharpoons 2Fe(s)+3CO_{2}(g)\ \ \Delta H_{2}=b\ kJ\cdot mol^{-1}$，平衡常数为$K_{2}$。
以下说法正确的是（ ）
A. 反应②的平衡常数表达式为$K_{2}=\frac{c(CO_{2})}{c(CO)}$
B. $T\ ^{\circ}\text{C}$时，反应$2C(s)+2CO_{2}(g)\longrightleftharpoons 4CO(g)$的平衡常数$K = 2K_{1}$
C. $T\ ^{\circ}\text{C}$时，增大压强，$K_{1}$减小、$K_{2}$不变
D. $T\ ^{\circ}\text{C}$时，反应$Fe_{2}O_{3}(s)+3C(s)\longrightleftharpoons 2Fe(s)+3CO(g)$的平衡常数$K = K_{1}^{3}\cdot K_{2}$

答案： **D 考查点**：化学平衡常数表达式及相关计算、化学平衡常数的影响因素 【解析】反应②的平衡常数表达式为$K_{2}=\frac{c^{3}(CO_{2})}{c^{3}(CO)}$，A错误；反应$2C(s)+2CO_{2}(g)\rightleftharpoons4CO(g)$的平衡常数应为$K_{2}^{2}$，B错误；平衡常数只与温度有关，与压强无关，$T^{\circ}C$时，增大压强$K_{1}$、$K_{2}$均不变，C错误；根据盖斯定律，$Fe_{2}O_{3}(s)+3C(s)\rightleftharpoons2Fe(s)+3CO(g)$可由①×3 + ②得到，该反应的平衡常数$K = K_{1}^{3}\cdot K_{2}$，D正确。

2. [河南TOP二十名校2024联考]将燃煤废气中的$CO_{2}$转化为$CH_{3}OCH_{3}$的反应原理为$2CO_{2}(g)+6H_{2}(g)\xrightarrow{催化剂}CH_{3}OCH_{3}(g)+3H_{2}O(g)$，已知在$a\ MPa$下，该反应在不同温度、不同投料比时，$CO_{2}$的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是（ ）


A. 该反应的正反应为吸热反应
B. 提高投料比$\left[\frac{n(H_{2})}{n(CO_{2})}\right]$，平衡常数$K$将增大
C. $X$点时，$H_{2}$的平衡转化率为60%
D. 恒温恒容条件下，气体的密度不变则该反应达到平衡状态

答案： **C 考查点**：吸（放）热反应判断、转化率计算、化学平衡常数的影响因素、化学平衡状态判断 【解析】由题图可知，当投料比相同时，温度越高$CO_{2}$的平衡转化率越小，说明升高温度平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，A错误；温度不变平衡常数不变，故提高投料比$[\frac{n(H_{2})}{n(CO_{2})}]$，平衡常数$K$不变，B错误；化学方程式中$H_{2}$和$CO_{2}$的化学计量数之比为$3:1$，当投料比$\frac{n(H_{2})}{n(CO_{2})}=3$时，$CO_{2}$和$H_{2}$的平衡转化率相等，$X$点$CO_{2}$的平衡转化率为$60\%$，故$H_{2}$的平衡转化率为$60\%$，C正确；由题干化学方程式可知，恒温恒容条件下，反应过程中混合气体的质量不变，体积不变，故混合气体的密度一直不变，气体的密度不变不能说明该反应达到平衡状态，D错误。

3. [湖南常德2024模拟]在$t\ ^{\circ}\text{C}$，$p\ kPa$下，向1 L的密闭容器中充入1 mol $M(g)$和一定物质的量的$N(g)$发生反应：$M(g)+N(g)\longrightleftharpoons X(g)+Y(g)$，平衡时$Y(g)$的物质的量分数与初始投料比$\frac{n(N)}{n(M)}$的关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
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A. 随着$\frac{n(N)}{n(M)}$的增大，$M(g)$的转化率逐渐增大
B. $e$点：$v_{正}＞v_{逆}$
C. $a$点时，该反应的平衡常数为$\frac{9}{14}$
D. $a$点平衡后再投入1 mol $M(g)$和1 mol $N(g)$，达到新平衡时，$X(g)$的产率增大

答案： **D 考查点**：图像分析、化学平衡常数的有关计算 【解析】由题给信息可知$n(M)=1mol$，随着$\frac{n(N)}{n(M)}$的增大，相当于$M$的量不变，增加$N$投料，促进反应正向进行，使得$M(g)$的转化率逐渐增大，A正确；$e$点低于平衡点，与反应正向进行，则$v_{正}＞v_{逆}$，B正确；$K$只受温度影响，$a$点的$K$与$c$点相等，反应为前后气体分子数不变的反应，由$c$点可知，$M$、$N$投料量分别为$1mol$、$2mol$，生成$n(Y)=3mol×20\% = 0.6mol$、$n(X)=0.6mol$，平衡时$M$、$N$的物质的量分别为$1mol - 0.6mol = 0.4mol$、$2mol - 0.6mol = 1.4mol$，该反应的平衡常数为$K=\frac{0.6×0.6}{0.4×1.4}=\frac{9}{14}$，C正确；该反应为前后气体分子数不变的反应，$a$点平衡后再投入$1mol M(g)$和$1mol N(g)$，达到新平衡时与原平衡为等效平衡，$X(g)$的产率不变，D错误。

4. [重庆2024二诊]二氧化碳催化加氢制取清洁燃料甲醇的反应为$CO_{2}(g)+3H_{2}(g)\longrightleftharpoons CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)$。在一密闭容器中，按起始$n(CO_{2}):n(H_{2}) = 1:3$通入反应物，$250\ ^{\circ}\text{C}$时$x(CH_{3}OH)$（甲醇在平衡体系中的物质的量分数）随压强变化的曲线和$5\times10^{5}\ Pa$时$x(CH_{3}OH)$随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
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A. Ⅰ表示$5\times10^{5}\ Pa$时$x(CH_{3}OH)$随温度变化的曲线
B. 该反应在较高温度下才能自发进行
C. $250\ ^{\circ}\text{C}$、$9\times10^{5}\ Pa$达平衡时，$p(CH_{3}OH)=1.5\times10^{5}\ Pa$
D. 当$x(CH_{3}OH)=0.125$时，$H_{2}$的平衡转化率为40%

答案： **D 考查点**：平衡图像分析、影响化学平衡移动的因素 【解析】该反应是气体分子数减少的反应，甲醇在平衡体系中的物质的量分数随压强的增大而增大，则曲线Ⅰ表示$250^{\circ}C$时$x(CH_{3}OH)$随压强变化的曲线，曲线Ⅱ表示$5×10^{5}Pa$时$x(CH_{3}OH)$随温度变化的曲线，故A错误；曲线Ⅱ表示$5×10^{5}Pa$时$x(CH_{3}OH)$随温度变化的曲线，图像显示温度升高$x(CH_{3}OH)$变小，说明该反应的正反应是放热反应，$\Delta H＜0$，且该反应是气体分子数减少的反应，$\Delta S＜0$，根据$\Delta G=\Delta H - T\Delta S$可知，该反应在较低的温度下能自发进行，故B错误；读图可知$250^{\circ}C$、$9×10^{5}Pa$时，$x(CH_{3}OH)=0.10$，则$p(CH_{3}OH)=0.10×9×10^{5}Pa = 9×10^{4}Pa$，故C错误；$x(CH_{3}OH)=0.125$时，设起始通入$a mol CO_{2}$和$3a mol H_{2}$，平衡时生成$ax mol CH_{3}OH$，用三段式表示： $CO_{2}(g)+3H_{2}(g)\rightleftharpoons CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)$ 起始量/mol：$a$ $3a$ $0$ $0$ 转化量/mol：$ax$ $3ax$ $ax$ $ax$ 平衡量/mol：$a(1 - x)$ $a(3 - 3x)$ $ax$ $ax$ $n(总)=a(1 - x)+a(3 - 3x)+ax+ax = 4a - 2ax$，则$\frac{ax}{4a - 2ax}=\frac{x}{4 - 2x}=0.125$，解得$x = 0.4$，$H_{2}$的平衡转化率为$\frac{3×0.4a}{3a}×100\% = 40\%$，故D正确。