Question

T℃时，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T₁和T₂时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。

根据以上条件，回答下列问题：

（1）A与B反应生成C的化学方程式为__；低温下_(填“是”或“否”)有利于该反应自发进行。

（2）一定条件下，在密闭容器中进行上述反应，已知A、B、C的起始浓度分别为0.1mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L，当反应达到平衡时，B的浓度范围是__。

Answer

A(g)＋3B(g)2C(g) 是 0.1mol/L＜c（B）＜0.7mol/L

【解析】

(1)随反应进行，A、B的物质的量浓度减小，为反应物，C的物质的量浓度增大，为生成物，最终A、B的浓度不变化，且不为0，属于可逆反应，A、B、C的化学计量数之比=(0.5-0.3)∶(0.7-01)∶0.4=1∶3∶2，故反应方程式为：A(g)+3B(g)⇌2C(g)；由图(Ⅱ)可知T1＞T2，升高温度，B的体积分数增大，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，根据ΔG=ΔH-ΔS∙T，ΔG<0时自发进行，通过反应式可知ΔS<0 ，进行判断；

(2)由于反应是可逆反应，所以平衡时物质的浓度不可能为0，假设从正向、逆向完全反应，求出B的浓度范围。

(1)随反应进行，A、B的物质的量浓度减小，为反应物，C的物质的量浓度增大，为生成物，最终A、B的浓度不变化，且不为0，属于可逆反应，A、B、C的化学计量数之比=(0.5-0.3)∶(0.7-01)∶0.4=1∶3∶2，故反应方程式为：A(g)+3B(g)⇌2C(g)；由图(Ⅱ)可知T1＞T2，升高温度，B的体积分数增大，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，通过反应式可知ΔS<0，根据ΔG=ΔH-ΔS∙T，ΔG<0时自发进行，温度低时，满足条件，故答案为：A(g)+3B(g)⇌2C(g)；低；

(2)由于反应是可逆反应，所以平衡时物质的浓度不可能为0，正向完全反应，则消耗0.3 mol/LB，剩余0.1 mol/LB，此时最小；逆向完全反应消耗0.2 mol/LC，产生0.3 mol/LB，加上原来的0.4 mol/L，此时最大为0.7 mol/L，B的浓度范围是0.1mol/L＜c（B）＜0.7mol/L，故答案为：0.1mol/L＜c（B）＜0.7mol/L。