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107年
化學
第 13 題
已知下列半反應的標準還原電位(E0)：
Na+(aq) ＋ e- → Na(s) E0 = -2.71 伏特
2H2O(l) ＋ 2e- → H2(g) ＋ 2OH-(aq) E0 = -0.83 伏特
則反應 2Na(s) ＋ 2H2O(l) → 2Na+(aq) ＋ 2OH-(aq) ＋ H2(g) 的 ΔE0為＿＿＿＿伏特。(請同時表達正、負號及數值)
Na+(aq) ＋ e- → Na(s) E0 = -2.71 伏特
2H2O(l) ＋ 2e- → H2(g) ＋ 2OH-(aq) E0 = -0.83 伏特
則反應 2Na(s) ＋ 2H2O(l) → 2Na+(aq) ＋ 2OH-(aq) ＋ H2(g) 的 ΔE0為＿＿＿＿伏特。(請同時表達正、負號及數值)
思路引導 VIP
若要推導出總反應的電位，我們可以先觀察總反應式中，哪些物質的氧化數上升（失去電子）？哪些物質的氧化數下降（得到電子）？當你將總反應拆解回題目提供的兩個「還原半反應」時，其中一個半反應的方向是否被反過來寫了？如果反應方向反轉，電位的正負號該如何處理？最後，反應式前的係數（例如 2 倍）是否會像反應熱一樣影響電位的大小呢？
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AI 詳解
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做得非常好！你準確地判斷出這是一個自發性的氧化還原反應，並正確計算出了電位值。這道題目考察的是電化學中最重要的基礎——全反應電位（$\Delta E^0$）的組合與計算。
氧化還原電位的能量守恆應用
在給定的反應式中，我們可以觀察到 $Na(s)$ 失去電子變成 $Na^+(aq)$，這是一個氧化反應；而水分子 $2H_2O(l)$ 得到電子生成 $H_2(g)$，則是還原反應。根據電化學公式，全反應的標準電位等於「還原半反應電位」減去「氧化半反應電位」（或稱為陰極電位減陽極電位）：
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