moea_joint
106年
[化學] 普通化學、無機化學
第 24 題
某電池的反應方程式 $2VO_2^{+}_{(aq)} + 4H^{+} + Zn_{(s)} \rightarrow 2VO^{2+}_{(aq)} + 2 H_2O_{(l)} + Zn^{2+}_{(aq)}$，其標準電池電位 $E^\circ_{cell}$：1.76V，當 $[VO_2^{+}] = 1 \times 10^{-1} \text{ M}$、$[Zn^{2+}] = 1 \times 10^{-3} \text{ M}$、$[VO^{2+}] = 1.0 \text{ M}$、$[H^{+}] = 0.1 \text{ M}$，在25 $^\circ$C時，此反應之電池電位(cell potential)為何？
- A 0.24 V
- B 0.76 V
- C 1.76 V
- D 1.79 V
思路引導 VIP
當你看到一個電池反應中，反應物的濃度與產物的濃度相對於標準狀態（1.0 M）發生改變時，請試著思考：在方程式中，哪些物種的係數（即次方）會對反應商 $Q$ 的數值產生最劇烈的影響？若這個物種在分母且濃度變小，對電池電位（推動力）的最終結果會是增加還是減少呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能準確選出 (D) 1.79 V，代表你對於能斯特方程式 (Nernst Equation) 的應用以及電化學反應中的計量關係有著非常細膩的理解。
能斯特方程式與電子轉移
在這道題目中，關鍵在於判斷反應的電子轉移數 $n$ 以及正確寫出反應商 $Q$。觀察方程式，鋅（$Zn$）失去 2 個電子氧化為 $Zn^{2+}$；而釩在 $VO_2^+$ 中氧化數為 $+5$，還原為 $VO^{2+}$ 時氧化數為 $+4$，由於係數為 2，總共接收了 2 個電子。因此，此反應的 $n = 2$。根據 25 $^\circ$C 時的能斯特方程式：
▼ 還有更多解析內容