16．铁可以作为苯与溴发生取代反应的催化剂，该反应是发热反应．有三个研究性学习小组，为了探究苯与溴发生的反应是取代反应，分别设计了以下甲、乙、丙三套实验装置 （图中夹持装置的仪器均未画出），甲、乙、丙三套装置中，圆底烧瓶上的长导管可以使是苯和部分溴蒸气冷凝回流．请你回答下列问题：

（F、J装置中的导气管不能伸入到溶液内）
（1）苯与溴发生取代反应的化学方程式．
（2）甲、乙、丙三套装置中不能达到实验目的装置是甲装置，其原因是挥发出来的溴最水能产生溴化氢，遇硝酸银溶液能产生沉淀．
（3）能够达到实验目的，但是实验装置存在某些缺陷，请你选出有缺陷的装置，并将存在的缺陷相应的填写在下表中，可以不填满．

装置的名称	存在的缺陷

（4）请你根据（3）中的分析，重新组装一套比较完善的实验装置来完成实验，用实验装置的字母写出组装的顺序（按气流从左至右的方向）C、D、E、J．

15．工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸．为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行以下探究活动：
[探究一]
（1）将已除去表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是铁在冷的浓硫酸中钝化．
（2）另取铁钉放入一定量浓硫酸中加热，充分反应后得到溶液X并收集到干燥气体Y．
①甲同学认为X中可能含有Fe³⁺和Fe²⁺．若要确认其中的Fe²⁺，应选用b（填序号）．
a．KSCN溶液    b．铁氰化钾溶液    c．盐酸
②乙同学取448mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应的离子方程式为SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺，充分反应后，加入足量BaCI₂溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g．可推知气体Y中S0₂的体积分数为50%．
[探究二]
据探究一所测S0₂的体积分数，丙同学认为气体Y中可能还含有C0₂和Q气体，因此设计了下列实验装置（图中夹持仪器省略，实验前已将装置中空气排尽）进一步探究．
（3）装置A中的现象是溶液颜色变浅，其作用是除去SO₂并检验SO₂除尽．

（4）为判断CO₂是否存在，需将装置M添加在b．（填序号）；
a．A之前    b．A～B之间    c．B-C之间    d．C～D之间
若存在CO₂，则产生CO₂气体的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1．
（5）若C中固体变红，D中固体变蓝，则Q是H₂ （填化学式），产生该气体的原因是随着反应进行，硫酸浓度变稀，铁与稀硫酸反应生成氢气．
（6）若某气体可能由C0₂、S0₂、H₂中的一种或多种组成，经测定其中氧的质量分数为50%，则该气体的组成可能为ace（填序号）．
a．SO₂    b．H₂、SO₂    c．H₂、CO₂    d．CO₂、SO₂    e．SO₂、CO₂、H₂．

14．已知反应：①101kPa时，2C（s）+O₂（g）═2CO（g）；△H=-221kJ/mol，
②稀溶液中，H⁺（aq）+OH^- （aq）═H₂O（1）；△H=-57.3kJ/mol，下列结论正确的是（　　）

	A．	碳的燃烧热为110.5kJ/mol
	B．	因为反应①中的△H＜0，△S＞0，所以该反应在一定条件下可以自发进行
	C．	反应①中反应物的总键能大于生成物的总键能
	D．	稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量

13．硼酸（H₃BO₃）在食品、医药领域应用广泛．
（1）请完成B₂H₆气体与水反应的化学方程式：B₂H₆+6H₂O=2H₃BO₃+6H₂．
（2）在其他条件相同时，反应：H₃BO₃+3CH₃OH?B（OCH₃）₃+3H₂O中，H₃BO₃的转化率（α）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图，由此图可得出：①温度对该反应的反应速率和平衡移动的影响是：升高温度，反应速率加快，平衡正向移动．
②该反应的△H＞0 （填“＜”、“=”或“＞”）．
（3）H₃BO₃溶液中存在如下反应：H₃BO₃（aq）+H₂O（l）?[B（OH）₄]^-（aq）+H⁺（aq）．
已知0.70mol•L^-1 H₃BO₃溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c_平衡（H⁺）=2.0×10^-5mol•L^-1，c_平衡（H₃BO₃）≈c_起始（H₃BO₃），水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K．
（H₂O的平衡浓度不列入K的表达式中，计算结果保留两位有效数字）．

12．已知25℃下，醋酸溶液中存在下列平衡：CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺试回答下述问题：
（1）该电离平衡的平衡常数的表达式为$\frac{c（CH{\;}_{3}COO{\;}^{-}）•c（H{\;}^{+}）}{c（CH{\;}_{3}COOH）}$．
（2）25℃下的K值小于 50℃下的K值（填“大于”，“等于”或“小于”）；
（3）当向该溶液中加入一定量的盐酸时，K值不变（填“变大”，“变小”或“不变”）；
（4）以下现象能说明醋酸是弱电解质的有ACE；
A．等浓度等体积的醋酸及盐酸溶液中，盐酸的pH值较小
B．某醋酸溶液的导电能力很差
C．醋酸溶液中存在醋酸分子
D．醋酸能与水以任意比例混合
E．质量和形状相同的锌粒在同温下分别与相同物质的量浓度的盐酸和醋酸反应，开始时醋酸产生H₂速率慢．

11．H₂、NH₃、HNO₃、NH₄NO₃等都是重要的化工原料．
（1）工业上生产氢气的反应为：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）．在t℃时，向1L密闭容器中充入0.2mol　CO（g）和0.3molH₂O（g）．反应建立平衡后，体系中c（H₂）=0.12mol•L^-1．该温度下CO的转化率为60%，反应的平衡常数K=1
（2）工业上合成NH₃的反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T₁＜573K（填“＞”、“＜”或“=”）．工业实际生产中需通入过量的空气，其目的是增大氢气利用率

T/K	T1	573	T2
K	1.00×107	2.45×105	1.88×103

（3）NH₄NO₃溶液呈酸性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），其原因是：NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺（用离子方程式表示）
（4）硝酸厂的尾气含有氮氧化物，不经处理直接排放将污染空气．目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol；
CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ/mol．
则CH₄直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为：CH₄（g）+2NO₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）+N₂（g）△H=-867kJ•mol^-1．

10．向一个容积为4L的密闭容器中充入7molSO₂和4molO₂，在一定温度和压强下，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃ （g），经4s后达到平衡状态，测得SO₂的物质的量是3mol，计算：
（1）分别以单位时间内O₂，SO₃的物质的量浓度的改变量来表示该反应的反应速率；
（2）平衡时体系中 SO₃的物质的量浓度．

9．工业上制备硫酸的过程中存在反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）  （正向放热）400℃，1.01×10⁵Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO₂和O₂，n（SO₃）和n（O₂）随时间的变化曲线如图所示．
（1）0～20min反应的平均速率υ（O₂）=0.02mol/（L．min）．
（2）下列叙述正确的是ac．
a．A点υ正（SO₂）＞υ逆（SO₂）
b．B点处于平衡状态
c．C点和D点n（SO₂）相同
d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n（SO₃）比图中D点的值大
（3）反应达到平衡时，再充入¹⁸O₂，反应一段时间后¹⁸O存在于二氧化硫、三氧化硫、氧气中．

8．在恒温恒容的密闭容器中通入1mol N₂和X mol H₂发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．达到平衡后，测得反应放出的热量为36.8kJ，混合气体的物质的量为3.2mol，容器内的压强变为原来的80%．
（1）起始时充入H₂物质的量为3 mol；
（2）该反应的热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.0kJ/mol；
（3）若起始时加入N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡时各组分物质的量与上述平衡相同．
①若维持反应向逆方向进行，则起始时c的取值范围是0.8mol≤c＜2mol．
②若c=2mol，在相同条件下达到平衡时，该反应吸收的热量为55.2 kJ．

7．工业上用N₂和H₂ 合成NH₃“N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0”，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产．请回答下列问题：

（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+a kJ•mol^-1
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-b kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-c kJ•mol^-1（a、b、c均为正值）
若有34g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为$\frac{1}{2}$（2a-2b+3c）kJ．
（2）合成NH₃达到平衡后，某时刻改变下列条件A，在达到新平衡的过程中正反应速率始终增大．
A．升温       B．加压       C．增大c（N₂）          D．降低c（NH₃）
（3）某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对合成NH₃反应的影响．实验结果如图1所示：（图中T表示温度，n表示起始时H₂物质的量）
①图象中T₂和T₁的关系是：T₂＜T₁（填“＞”、“＜”、“=”或“无法确定”）．
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最大的是c（填字母）．
③若容器容积为1L，b点对应的n=0.15mol，测得平衡时H₂的转化率为60%，则平衡时N₂的物质的量浓度为0.05 mol•L^-1．
（4）一定温度下，将2mol N₂和4mol H₂置于1L的恒容密闭容器中反应，测得不同条件、不同时间段内合成NH₃反应中N₂的转化率，得到数据如下表：

时间        N2的转化率 温度	1小时	2小时	3小时	4小时
T1	30%	50%	80%	80%
T2	35%	60%	a	b

上表中a、b、80%三者的大小关系为80%＜a=b或80%＜a＜b．（填“＞”、“=”、“＜”、“无法比较”）
（5）在图2中画出（4）中T₁温度下2mol N₂和4mol H₂在1L容器中反应，3小时达平衡前后过程中N₂和NH₃的物质的量浓度随时间的变化曲线图．