运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。

（1）合成氨反应　　　　　　　　　　 ，在2 L密闭容器中通入2 mol的N₂和6 mol的H₂，5 min时反应达到平衡，此时容器内的压强变为原来的3/4，0—5min该反应的化学反应速率为V(H₂)=　　　　　 ，N₂的转化率=　　　　　 ，化学平衡常数K=　　　　　 。

（2）NH₃ (g)与CO₂(g)经过两步反应生成尿素〔CO(NH₂)₂〕，两步反应的能量变化示意图如下：

则NH₃(g) 与CO₂(g) 反应生成尿素的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　 。

（3）用CO合成甲醇（CH₃OH）的化学方程式为，

按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右下图所示。下列说法正确的是　　　 （填字母）

　 A．温度：T₁ > T₂ > T₃　　　　　　

B．平衡常数：

C．平衡常数：　　　　　　　　　　

　 D．正反应速率：

E. 平均摩尔质量：

(4)在25℃下，将a mol·L^－1的氨水与0.01 mol·L^－1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中C(NH⁺₄)=C(Cl?)，则溶液显（　　 ）性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH₃·H₂O的电离常数K_b=　　　 。

（15分）Ⅰ某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
（1）提出假设：①该反应的气体产物是CO₂。②该反应的气体产物是CO。③该反应的气体产物是                  
（2）设计方案：如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

（3）查阅资料：氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO₂）饱和溶液混合加热反应制得氮气。
①请写出该反应的离子方程式：                                              。
②下列装置可用于实验室制取氮气的是              。

（4）实验操作及实验现象：
①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3．20g氧化铁与2．00g炭粉混合均匀，放入48．48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊；
④待反应结束，再通一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52．24g。
（5）数据处理，经计算，参加反应的碳元素质量为0．48g，氧元素为0．96g。推断假设       成立。该实验中发生的化学方程式为                                         。
（6）实验优化：根据实验得出的结论，应对该实验装置进一步完善，你认为应作如何改进？                                                                       。
Ⅱ由碳的氧化物直接合成甲醇、乙醇燃料已进入工业生产。如：
反应① CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)
反应② 2CO(g)+4H₂ (g)CH₃CH₂OH (g)+H₂O (g)
某同学为了寻找合成甲醇的适宜条件[温度、压强、碳氢比n(CO)/n(H₂)、催化剂质量]，设计了如下对比实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中（每次实验，反应时间相同）。

火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N₂H₄）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H₂O₂混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。

（1）反应的热化学方程式为                                          。

（2）又已知H₂O(l)＝H₂O(g)   ΔH＝+44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是                      kJ。

（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是                                                 。

（4）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。已知把煤作为燃料可通过下列两种途径：

途径I：C(s) +O₂ (g) == CO₂(g)      △H₁<0                    ①

途径II：先制成水煤气：C(s) +H₂O(g) == CO(g)+H₂(g)   △H₂>0   ②

再燃烧水煤气：2CO(g)+O₂ (g) == 2CO₂(g)     △H₃<0    ③

2H₂(g)+O₂ (g) == 2H₂O(g)      △H₄<0   ④

则△H₁、△H₂、△H₃、△H₄的数学关系式是                                 。