高考申論題
112年
[化學工程] 物理化學(包括化工熱力學)
第 一 題
📖 題組：
三、一個電池（galvanic cell）的二個電極分別為 Cu 與 Zn。Cu 與 Zn 的氧化反應，Cu → Cu2+ + 2e- 與 Zn → Zn2+ + 2e- 的電極電位分別為+0.337 V與-0.763 V。（每小題 10 分，共 20 分）
三、一個電池（galvanic cell）的二個電極分別為 Cu 與 Zn。Cu 與 Zn 的氧化反應，Cu → Cu2+ + 2e- 與 Zn → Zn2+ + 2e- 的電極電位分別為+0.337 V與-0.763 V。（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
電池的陽極（anode）與陰極（cathode）的定義為何？此電池的陽極為何？為什麼？
思路引導 VIP
首先，必須明確依據電化學定義：陽極發生氧化反應，陰極發生還原反應。其次，識破題目敘述的慣例與陷阱：依照 IUPAC 約定與化學常識，題目給定的數值實為『標準還原電位』。最後，比較兩者還原電位高低，電位較低者傾向發生氧化，結合熱力學自發性即可判定陽極。
小題 (二)
電池的正極（positive electrode）與負極（negative electrode）的定義為何？此電池的正極為何？為什麼？
思路引導 VIP
本題測驗原電池（Galvanic cell）的基礎概念。首先應依據物理定義寫出正負極的區別（電勢高低與氧化還原反應）。接著，以標準氫電極（SHE）為參考基準比較兩者電位，電位較高者為正極，並可結合吉布斯自由能（ΔG = -nFE）解釋自發反應的方向性。