题目
23.在某温度下进行的可逆化学反应 (aq)leftharpoons Y(aq)+Z(aq), 当A的起始浓度为-|||- molcdot (L)^-1 时,达到化学平衡时A分解一半,则该温度下反应的标准平衡常数为 () 。-|||-(A) a/2 (B)a (C)2a (D) a/4

题目解答
答案

解析
本题考查化学平衡常数的计算。解题思路是先根据题目所给信息,确定反应达到平衡时各物质的浓度,再依据标准平衡常数的表达式进行计算。
步骤一:分析反应达到平衡时各物质的浓度
已知反应$A(aq)\rightleftharpoons Y(aq)+Z(aq)$,$A$的起始浓度为$a\ mol\cdot L^{-1}$,达到化学平衡时$A$分解一半。
- $A$的平衡浓度:因为$A$分解了一半,所以$A$的平衡浓度$c(A)=(a - \frac{a}{2})\ mol\cdot L^{-1}=\frac{a}{2}\ mol\cdot L^{-1}$。
- $Y$和$Z$的平衡浓度:根据化学计量关系,$A$分解生成$Y$和$Z$的物质的量之比为$1:1$,所以$Y$和$Z$的平衡浓度相等,且等于$A$分解的浓度,即$c(Y)=c(Z)=\frac{a}{2}\ mol\cdot L^{-1}$。
步骤二:计算标准平衡常数$K^{\ominus}$
对于可逆反应$A(aq)\rightleftharpoons Y(aq)+Z(aq)$,其标准平衡常数表达式为$K^{\ominus}=\frac{\frac{c(Y)}{c^{\ominus}}\cdot\frac{c(Z)}{c^{\ominus}}}{\frac{c(A)}{c^{\ominus}}}$,其中$c^{\ominus}=1\ mol\cdot L^{-1}$。
将$c(A)=\frac{a}{2}\ mol\cdot L^{-1}$,$c(Y)=c(Z)=\frac{a}{2}\ mol\cdot L^{-1}$代入上式可得:
$\begin{align*}K^{\ominus}&=\frac{\frac{\frac{a}{2}}{1}\cdot\frac{\frac{a}{2}}{1}}{\frac{\frac{a}{2}}{1}}\\&=\frac{\\\\frac{a}{2}\cdot\frac{a}{2}}{\frac{a}{2}}\\&=\frac{a}{2}\end{align*}$