2026江苏高考化学二轮复习专题11 大题突破-化学反应原理综合（专题专练）（原卷版）

专题11大题突破——化学反应原理综合目录第一部分风向速递洞察考向，感知前沿第二部分分层突破固本培优，精准提分A组·保分基础练题型01以资源利用为载体考查化学反应的原理题型02以氢能等能源利用为载体考查化学反应的原理B组·抢分能力练第三部分真题验证对标高考，感悟考法1．【以甲烷的作用为情景考查反应原理】（25-26高三上·江苏苏州·期中）甲烷热值高、储量大，是重要的碳氢资源。(1)甲烷热催化裂解制氢①在下，物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。根据下表所列的一些物质标准燃烧热，写出甲烷裂解为碳和氢气的热化学方程式：。名称化学式甲烷-890.3氢气-285.8碳C（s）-393.5②研究发现甲烷热催化裂解制氢过程中存在着副反应。若只考虑以下一个副反应：，当产率为，产率为时，甲烷热催化过程中的选择性为（填计算结果）。[已知：]③甲烷热催化实验中测得氢气的产率随时间变化的曲线如图1所示。氢气的产率随时间变化缓慢下降的原因为。(2)甲烷与水催化重整制氢时，与催化重整主要发生的反应为：； 。①反应体系中过量能有效防止催化剂活性下降，原因为。②已知

。向反应体系中加入适量多孔，其优点是。(3)甲烷光催化重整制合成气（CO和）研究发现，和在紫外线和光催化剂作用下制得合成气的部分机理如图2所示（表示光生空穴，是有很强得电子能力的活性位点）。①光生空穴在活化甲烷分子时，原子比原子更易被攻击的原因是。②制备合成气的过程可描述为：光催化剂在紫外线作用下将电子激发到CB端，在VB端留下光生空穴，。2．【结合二氧化氯考查脱硫脱硝】（25-26高三上·江苏扬州·期中）气体可用于脱硫脱硝。已知：①浓度较高的气体易爆炸；②。I．制备。反应原理为。实验装置如图1所示，装置A中持续通入氮气，并用泵将溶液以一定流速缓慢滴入浓硫酸中。(1)与滴液漏斗相比，使用泵的优点有。(2)不采用向溶液中滴加浓硫酸的滴加方式，其原因是。(3)装置B的作用是。通入的目的是。Ⅱ．脱除烟气中的和。(4)单独氧化时生成和，该反应的化学方程式为。(5)单独氧化时，若体系中湿度增加，的氧化率会大幅提升，其原因是。(6)在相同条件下，取同种烟气，通入气体，测得相同时间后气体氧化率随初始变化如图2所示。有学生由图认为，“为时，消耗的量多于消耗的”，此推论是否合理(填“是”或“否”)。时，氧化率变化幅度更大，原因是。01以资源利用为载体考查化学反应的原理1．（25-26高三上·江苏苏州·期末）低碳经济已成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题：(1)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由制取C的太阳能工艺如图：已知“重整系统”发生的反应中，则的化学式为，“热分解系统”中每转移2mol电子，需消耗mol。(2)铜基催化剂(为、等)是加氢制甲醇常用的催化剂，部分合成路线如图所示。其中催化剂上有两个活动点位(位点、氧化物载体位点)，分别在中碱位()、强碱位()吸附发生反应。请写出中碱位()上发生反应的总化学方程式。(3)氧化制水煤气。相关的主要化学反应有：反应I：

反应II：

反应III：

下，将的混合气体置于密闭容器中，加入催化剂在不同温度下反应，平衡时各组分的物质的量分数如图所示。①450~750℃时，平衡体系中物质的量分数比略大的原因是。②反应中积碳是反应催化剂失活的主要原因。对附着积碳的催化剂a和催化剂b在空气中加热以除去积碳(该过程催化剂不发生反应)，固体的质量变化如图所示。则重整反应中能保持较长时间催化活性的是(填“催化剂a”或“催化剂b”)，判断的理由是。(4)利用电解法在碱性或酸性条件下将还原为和的原理如下图所示：已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或如下：

①实验测得，碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件，原因是。②实验测得，酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件，原因是。2．（25-26高三上·江苏南通·月考）“碳中和”是当前全球应对气候变化的重要目标，通过特定技术将二氧化碳转化成有用产品是实现该目标的关键路径之一。(1)CO2催化加氢制CH3OH主要涉及以下反应：I．II．①则反应在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。②3.0MPa时，将n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶3的原料气匀速通过装有催化剂的反应管，测得CH3OH产率随温度的变化如图所示。温度高于260℃，CH3OH的产率下降的可能原因是。③研究发现，CH3OH可由HCOO*(吸附在催化剂表面的物种用*标注)转化生成，CO2*与H*或OH*作用生成HCOO*的相对能量变化如图所示。在催化剂表面修饰羟基的优点是。(2)CO2与H2在活化后的催化剂[催化剂活化：]表面能可逆地发生反应I，其反应I历程如图所示。①反应历程中经历了In-C、In-O键的形成和断裂，则图中虚线框内中间体X的结构式为。②CO2与H2混合气体以不同的流速通过反应器，流速加快可减少催化剂的失活，可能原因为：。(3)CO2电催化还原制甲醇可实现碳中和，双极膜法电解原理如图所示。写出催化电极的电极反应式，电池工作过程中阴极室电解液中的浓度(填“增大”“减小”或“基本不变”)。3．（25-26高三上·江苏南京·期末）乙二醇是一种重要的化工原料，可通过草酸二乙酯()热催化加氢制备。I、制备草酸二乙酯。以、CO为原料，Pd为催化剂，制备草酸二乙酯的反应机理如图所示。(1)反应过程中Pd呈现多种化合价，分别为。(2)制备草酸二乙酯的总反应方程式。(3)利用生成的NO，并在反应器中加入O2、C2H5OH可实现原料C2H5ONO的再生和继续循环反应，反应原理为：。在再生反应中，需要控制NO和O2物质的量之比大于4，其可能原因为。Ⅱ、制备乙二醇。主反应为反应1：

反应2：

(4)反应的。(5)其它条件相同，将含一定量C2H5OOCCOOC2H5、H2混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，出口处检测到C2H5OOCCOOC2H5的转化率和HOCH2COOC2H5的选择性[]随压强的变化曲线如图所示。①在1.0~1.5MPa，随着压强增大，C2H5OOCCOOC2H5的转化率逐渐上升、HOCH2COOC2H5选择性逐渐下降。其原因是。②催化机理如图所示。催化剂中含量过多或过少，反应速率都会变慢。其原因是。4．（25-26高三上·江苏徐州·月考）的捕集和资源化利用具有重要意义。Ⅰ.的来源之一是汽车尾气。(1)已知：碳的燃烧热为；

；

。

。(2)催化转换器中机动车尾气转化效率与气缸中空燃比（空气与燃油气的体积比）的关系如图-1。若空燃比大于14.7，则氮氧化物的转化效率降低的原因是。Ⅱ.的捕集(3)一种由阴离子交换树脂－碳纳米管构成的复合膜可利用电化学原理捕集空气中的，如图－2，复合膜的a侧将空气中的捕集并转化为；b侧通入少量即可释放。①复合膜中加入碳纳米管的作用是：。②a侧空气流量为a，理论上要将空气中的完全去除，则b侧流量至少为。(4)CaO可在较高温度下捕集，添加CuO形成的钙铜复合材料可以优化其性能。不同负载量的钙铜复合材料X射线衍射图如图-3（X射线用于判断某晶态物质是否存在）。结合图像说明，当摩尔比小于1：1时，随CuO加入，钙铜复合材料对捕集量减少的可能原因是：。Ⅲ.的资源化(5)Bi和In是电催化生成甲酸的催化剂，BiIn也可为该反应的催化剂，其反应历程中物质的相对能量如图－4（带“*”表示物质处于吸附态）。与单金属Bi和单金属In相比，使用BiIn催化剂的优点是。(6)还可以如图－5历程转化为HCOOH。①过程ⅱ形成一个负离子中间体，将图中口部分补齐。②若将换成，则生成甲酸的结构简式可能为。5．（25-26高三上·江苏盐城·月考）I.环氧乙烷（）常用于医学消毒，工业上常用乙烯氧化法生产，其反应原理为：

。(1)该反应在(填“高温”或“低温”)条件下自发进行。(2)化工生产设计时，常用串联多个反应器的工艺方法进行合成，并在两个相同的反应器中间加产物吸收装置和热交换降温装置，设计这种工艺的目的是。II.反应过程中常伴随副反应

，在恒容密闭容器中充入乙烯和含的净化空气，在(耐热)催化下发生上述两个反应，反应相同时间后测得乙烯的转化率及的分压随温度变化如图所示：

(3)比较a点和(填“>”“<”或“=”)。(4)若200℃时测得环氧乙烷的选择性为(某产物的选择性)，计算该温度下主反应的平衡常数(用物质分压表示)。(用含的式子表示)III.工业上也可以通过电化学方法获得环氧乙烷，原理如图所示：(5)P电极是该电解池的极。IV.制得的环氧乙烷与转化为环状碳酸酯的一种可能机理如下图所示，图中表示催化剂。(6)中间体X的结构简式为。(7)若用代替环氧乙烷，相同条件下，生成的产率远大于其原因是。02以氢能等能源利用为载体考查化学反应的原理6．（25-26高三上·江苏扬州·期中）工业上用CH4制合成气(CO和H2)，再脱碳制氢，具有良好的前景。(1)合成气电化学脱碳制氢的原理如图1所示。该装置中固体酸膜能传导H+。①写出阳极CO转化为CO2的电极反应式。②实验测得，阳极区气体中CO2的量大于阳极上电化学反应产生CO2的量，原因是。(2)CH4、CO2催化重整制合成气，其原理如图2所示。反应②中化合价发生改变的元素有(填元素符号)；每消耗1molCH4，理论上反应②中转移电子的物质的量为。(3)CH4、H2O与铁铈载氧体(简写为MexOy)反应制合成气。相同条件下，以一定流速向装有的反应器中间歇通入CH4、H2O(g)，按下列步骤交替发生反应步骤I

主反应：副反应：；步骤Ⅱ

①步骤I中铁铈载氧体表面的晶格氧将CH4氧化为CO、H2。步骤I、Ⅱ中会有晶格氧在载氧体的内部和表面之间发生迁移。步骤Ⅱ中晶格氧迁移的方向是。②步骤I中，其他条件一定，在850℃下，CO的选择性、H2的选择性、CH4的转化率与反应时间关系如图3所示。i．6min后，比值变化趋势为(填“增大”“减小”或“不变”)。已知：CO的选择性；H2的选择性。ⅱ．其他条件不变，与850℃相比，在900℃下反应初期CO的选择性更低，可能原因是。③步骤Ⅱ中，向反应器中通入过量H2O的作用是。7．（2025·江苏·一模）氢能是应用前景广阔的新能源。(1)制氢。工业上电解碱性尿素水溶液制氢。①阳极活性物质首先放电生成NiOOH，该过程的电极反应式为。②吸附在NiOOH上被氧化生成N2。根据电负性规则，分子中能被Ni吸附的原子是(填元素符号)。(2)储氢。部分和Mg一定条件下化合生成以储氢；部分和在催化剂表面合成氨以储氢，其反应机理的部分过程如图所示。①中间体X的结构。②研究发现，使用Ru系催化剂时，在催化剂表面的吸附活化是整个反应过程的控速步骤，实际工业生产时，将控制在1.8~2.2之间，比理论值3小，其原因是。(3)储氢物质的运用。常用于烟气(主要成分NO、)脱硝。以为载气，将含一定量NO、及的模拟烟气以一定流速通过装有催化剂的反应管，研究温度、、对脱硝反应的影响。①如图所示，温度高于350℃时，NO转化率下降，推测原因是。②如图所示，温度高于350℃时，和不含水蒸气的烟气相比，含10%水蒸气的烟气的NO转化率更高，其原因是。③实验证明，烟气中含会导致催化剂不可逆的中毒(氧化生成覆盖在生成的表面，阻止了氧化)。而添加CuO后抗硫能力显著增强，请结合下图机理，说明抗硫能力增强的原因。8．[新题型]（25-26高三上·江苏苏州·月考）氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。的资源化利用能有效减少排放，充分利用碳资源。(1)制氢、储氢与释氢的一种方法如图所示。①与生成的化学方程式为。②释氢释放的与储氢吸收的的物质的量之比为。(2)氨制氢。利用电解反应可用于制氢。相同条件下，饱和氨水(的质量分数为34%)的密度为，液氨的密度为。①电解含的液氨溶液制的装置如下图所示，阳极的电极反应式为。②氨气燃料的性能可用“能量密度”(公式如下)来衡量，则饱和氨水的能量密度为。能量密度(3)重整能获得氢能，同时能高效转化温室气体。重整反应的热化学方程式为反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

反应Ⅲ：

下，将的混合气体置于密闭容器中，不同温度下重整体系中，平衡时各组分的物质的量分数如图1所示。①时，平衡体系中物质的量分数比略大的原因是。②重整过程中的积碳是反应催化剂失活的主要原因。积碳反应为反应Ⅲ：

反应Ⅳ：

积碳反应能迅速到达平衡状态。重整反应中催化剂上产生的积碳的质量与温度的关系如图2所示。温度低于时，积碳的质量随温度的升高而增多的原因是。③在催化剂和催化剂分别作用下，重整反应相同时间，控制其他条件相同，催化剂表面均产生积碳。对附着积碳的催化剂和催化剂在空气中加热以除去积碳(该过程催化剂不发生反应)，固体的质量变化如图3所示。则重整反应中能保持较长时间催化活性的是哪种催化剂？并说明理由：。9．（24-25高三上·江苏常州·阶段练习）氢能是一种清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。(1)甲烷水蒸气重整制氢：①总反应：

ΔH>0能自发进行的条件是。A．低温

B．高温

C．任意温度

D．无法判断②下列措施中一定能提高H2平衡产率的是。A．选择合适的催化剂

B．降低温度C．升高温度

D．恒温恒压下通入气体Ar(2)工业上利用甲醇和水蒸气可制备氢气。Ⅰ．电解法制氢：甲醇电解可制得H2，其原理如图所示。①阳极的电极反应式为。Ⅱ．催化重整法制氢②已知：反应1：

反应2：

则反应3：

(3)硼氢化钠(NaBH4)是一种高效储氢材料，25℃时NaBH4水解制氢生成Na[B(OH)4]。在掺杂了MoO3的纳米Co2B合金催化剂表面部分反应机理如图所示。①写出NaBH4水解制氢的离子方程式。②其他条件不变，用D2O代替H2O，写出中间产物X的结构式：。③其他条件不变，催化剂Co2B中掺杂MoO3能提高制H2效率的原因是。④其他条件相同时，测得平均每克催化剂使用量下，NaBH4浓度对制氢速率的影响如下图所示。(已知：浓度较大时，Na[B(OH)4]易以NaBO2形式结晶析出。)分析NaBH4质量分数超过10%后制氢速率下降的可能原因。⑤NaBH4转化为NaBO2后，电解NaBO2溶液又可制得NaBH4，实现物质的循环利用，电解装置如图所示。阴极上的电极反应式是。10．（2025·江苏盐城·二模）甲醛是室内装修常见污染物，可通过光触媒氧化法和催化氧化法等多种方法去除。(1)将KMnO4、Ce(NO3)3、Mn(NO3)2和KOH按一定比例混合充分反应，可得一种用于去除甲醛的复合催化剂xMnO2•yCeO2(反应后锰元素均转化为MnO2)。若，则反应消耗的KMnO4、Ce(NO3)3、Mn(NO3)2物质的量之比为。(2)一种以Ag—C3N4催化剂、多孔SiO2为催化剂载体，去除空气中甲醛的机理如下图所示。①该催化剂去处甲醛的机理可描述为。②写出酸性条件下，与HCHO反应的离子方程式：。③空气的湿度会影响甲醛的去除率，其他条件一定，测得甲醛的去除率与相对湿度的关系如下图所示。相对湿度=。I．相对湿度从20%增大到40%，甲醛的去除率增大的主要原因是。II．相对湿度从40%增大到80%，甲醛的去除率降低的主要原因是。(3)一种Au—氧化物催化去除甲醛的机理如图所示。根据信息将图戊中所缺部分补全。11．（25-26高三上·江苏常州·期中）工业上在恒压下用水煤气变换反应制取氢气。(1)恒定总压下，按水碳比投料，在不同条件下达平衡时和的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：条件10.400.400条件20.420.360.02①在条件1时，水煤气变换反应的化学平衡常数(填数值)。②对比条件1，条件2时产率下降是因为发生了一个不涉及的副反应，该反应的化学方程式为。(2)是水煤气变换反应的常用催化剂，其催化反应机理为：

①水煤气变换反应的。②通入过量的水蒸气可防止被进一步还原为，其原因有。③在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附、反应及产物分子的脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因有。(3)工业上进行水煤气变换反应时，需在多个催化剂层间进行降温操作以去除反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。①如图2中折线“”反映了某一阶段转化率随温度变化的实际过程，其中“”段对应降温操作。写出一种该降温过程可能采用的操作：。②若采用喷入冷水蒸气的操作进行降温，在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线(请在答题卡的图上作图)。12．（24-25高三上·江苏常州·期末）天然气的主要成分是重要的化工原料。(1)在无氧环境下，经催化脱氢制备时主要发生如下反应：i．

ii．

①反应i在(填“低温”，“高温”或“任何温度”)可自发进行。②随着反应的进行，转化率和产率均逐渐降低，原因是。(2)在高温下可分解制得乙烷：。实验测得，反应初始阶段的化学反应速率，其中为速率常数。①对于处于初始阶段的该反应，下列说法正确的是(填序号)。A．增加甲烷浓度，v增大

B．增加浓度，v增大C．乙烷的生成速率逐渐增大

D．降低反应温度，k减小②反应开始时的化学反应速率为。反应初始阶段，当甲烷转化率为α时的化学反应速率为，则(用含α、的代数式表示)。(3)在甲烷单加氧酶(s-mmo)作用下，与反应可制得，反应过程如下图所示。①该过程中存在铁和氧元素之间电子转移的步骤有(填序号)。②该过程的总反应方程式为。(4)将溴化后再偶联可制得，反应原理如下：；。溴化时，部分会进一步溴化为，从而影响的产率。研究表明，可提高溴化生成的选择性，可能机理如下：；；；；；。已知：溴化生成的选择性可表示为。实际生产时，加入少量的即可提高的选择性，其原因为。13．（25-26高三上·江苏苏州·月考）以生产高附加值的精细化学品，被认为是优化传统工业合成方法的绿色经济途径。Ⅰ.的合成(1)工业上利用某废气中的、(体积比1:2)联合制取烧碱、和的流程如图所示。已知B中的电解装置使用了阳离子交换膜。①D中化合价发生改变的元素有。②A中发生的总反应的化学方程式为。(2)以、为原料合成涉及的反应如下：Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

①则。②某温度时，向恒压装置中通入1mol和3mol，反应达到平衡状态时，的平衡转化率为40%，CO选择性为50%，则化学平衡常数。(已知：CO选择性)Ⅱ.的应用(3)研究发现，将铂团簇锚定在硫化镍纳米片上，形成界面丰富的双分散纳米异质结构的双功能电催化剂，可催化制备甲酸盐。在KOH中进行双电极系统的电解实验，装置如图：①阳极发生的主要电极反应为(用电极反应式表示)。②碱性条件下，用双功能电催化剂能高效制氢的原因可能是。(4)利用甲醇合成甲醚的反应过程中的能量变化如图所示，涉及的主要反应如下：反应Ⅰ：反应Ⅱ：①由上图可知反应(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)更容易发生。②在一定温度下，在恒容容器中进行合成甲醚的反应，测得含量随着时间的推移，先增大后减小，结合上图说明原因是。14．（25-26高三上·江苏无锡·月考）将还原为一些有机物是实现“碳中和”的有效途径。以为原料合成涉及的主要反应如下：I．

II．

III．

回答下列问题：(1)反应I在(填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下自发。(2)。(3)一定条件下，向体积为的恒容密闭容器中通入和发生上述反应，达到平衡时，容器中为，为，此时的浓度为，反应III的平衡常数为。(用含a、b、V的代数式表示)(4)不同压强下，按照投料，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。已知：的平衡转化率，的平衡产率。其中纵坐标表示平衡转化率的是图(填“甲”或“乙”)；压强、、由大到小的顺序为；图乙中温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是。(5)为同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择的反应条件为______(填标号)。A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压15．（25-26高三上·江苏·月考）尿素[CO(NH2)2]是目前使用量较大的一种化学氮肥。(1)研究发现，合成尿素的反应机理分两步：Ⅰ．

(快反应)Ⅱ．

(慢反应)①反应

kJ·mol-1。②下列图像能表示上述反应历程能量变化的是(填标号)。A．

B．

C．

D．(2)图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，A点(填“是”或“不是”)平衡状态，T2℃以上n[CO(NH2)2]下降的原因可能是(答出一点即可，不考虑物质的稳定性)。(3)利用CO2和N2或CO2和电化学法制尿素。①电催化还原CO2和N2反应部分机理如图所示。体系pH增大尿素产率降低的可能原因为。②通入二氧化碳到酸性废水(含)中达到饱和，电催化还原CO2和可合成尿素，则通入二氧化碳的电极名称是(填“阳极”或“阴极”)，电极反应式为。16．（25-26高三上·江苏苏州·月考）氯苯是一种挥发性有机氯化合物，在多个领域有重要的应用，不当排放会引起环境污染。Ⅰ.氯苯的结构与性质。(1)与氯代烷烃相比，氯苯水解条件更苛刻。氯苯结构如题图1所示，请从结构上解释氯苯难水解的原因。(2)一定条件下，氯苯和在中发生反应，生成邻二氯苯和对二氯苯，反应过程中的能量变化如图2所示。①两种二氯代苯中，热稳定性较好的是（填名称）。②保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采取的措施有。(3)制备可用于治疗帕金森病的吡贝地尔的部分合成路线如图：物质A的结构简式为，由A制备产品，需要消耗。Ⅱ.氯苯的去除。可采用电化学法、催化氧化法去除氯苯，基本原理都是利用羟基自由基（）去除。(4)三维电极反应器是在阴、阳电极板之间投加活性炭细颗粒作为第三电极，该装置去除氯苯（用R表示）的原理如图-4所示。①通电时，生成的能将氯苯降解为和，写出对应的化学方程式。②使用“第三电极”的优点有。(5)以作催化剂，用将氯苯氧化去除，图-5表示、、时氯苯转化率随温度的变化关系。275℃时，加入适量能提高氯苯的转化率，但过多会导致氯苯转化率下降，可能的原因是：。1．（2025·江苏卷，17）合成气(和)是重要的工业原料气。(1)合成气制备甲醇：。的结构式为，估算该反应的需要(填数字)种化学键的键能数据。(2)合成气经“变换”“脱碳”获得纯。①合成气变换。向绝热反应器中通入和过量的：。催化作用受接触面积和温度等因素影响，的比热容较大。过量能有效防止催化剂活性下降，其原因有。②脱碳在钢制吸收塔中进行，吸收液成分：质量分数30%的吸收剂、(正价有)缓蚀剂等。溶液浓度偏高会堵塞设备，导致堵塞的物质是(填化学式)。减缓设备腐蚀的原理是。(3)研究与不同配比的铁铈载氧体[是活泼金属，正价有]反应，气体分步制备原理示意如图甲所示。相同条件下，先后以一定流速通入固定体积的，依次发生的主要反应：步骤Ⅰ

步骤Ⅱ

①步骤Ⅰ中，产物气体积分数、转化率、与x的关系如图乙所示。时，大于理论值2的可能原因有；时，通入标准状况下的至反应结束，的选择性，则生成标准状况下和的总体积为。②时，新制载氧体、与反应后的载氧体的X射线衍射谱图如图丙所示(X射线衍射用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。步骤Ⅱ中，能与反应的物质有(填化学式)。③结合图示综合分析，步骤Ⅰ中的作用、气体分步制备的价值：。2．（2024·江苏卷，17）氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。(1)利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示，反应器Ⅰ中化合价发生改变的元素有；含CO和各1mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得。(2)一定条件下，将氮气和氢气按混合匀速通入合成塔，发生反应。海绵状的作催化剂，多孔作为的“骨架”和气体吸附剂。①中含有CO会使催化剂中毒。和氨水的混合溶液能吸收CO生成溶液，该反应的化学方程式为。②含量与表面积、出口处氨含量关系如图所示。含量大于，出口处氨含量下降的原因是。(3)反应可用于储氢。①密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的溶液中通入，产率随温度变化如图所示。温度高于，产率下降的可能原因是。②使用含氨基物质(化学式为，CN是一种碳衍生材料)联合催化剂储氢，可能机理如图所示，氨基能将控制在催化剂表面，其原理是；用重氢气(D2)代替H2，通过检测是否存在(填化学式)确认反应过程中的加氢方式。3．（2023·江苏卷，17）空气中含量的控制和资源利用具有重要意义。(1)燃煤烟气中的捕集可通过如下所示的物质转化实现。

“吸收”后所得的溶液与石灰乳反应的化学方程式为；载人航天器内，常用LiOH固体而很少用KOH固体吸收空气中的，其原因是。(2)合成尿素[]是利用的途径之一。尿素合成主要通过下列反应实现反应Ⅰ：反应Ⅱ：①密闭体系中反应Ⅰ的平衡常数(K)与温度的关系如图甲所示，反应Ⅰ的(填“=0”或“>0”或“<0”)。

②反应体系中除发生反应Ⅰ、反应Ⅱ外，还发生尿素水解、尿素缩合生成缩二脲[]和尿素转化为氰酸铵()等副反应。尿素生产中实际投入和的物质的量之比为，其实际投料比值远大于理论值的原因是。(3)催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图乙所示。

其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。①当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，阴极主要还原产物为(填化学式)。②当电解电压为时，阴极由生成的电极反应式为。③当电解电压为时，电解