中興大學（後西醫）
112年
化學
第 44 題
Pick the correct one from the following statements about the electrochemical cell described below?
$Sn | Sn^{2+}(aq) || Li^+(aq) | Li$
$Sn^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Sn(s); E^\circ = -0.14 V$
$Li^+(aq) + e^- \rightarrow Li(s); E^\circ = -3.04 V$
$Sn | Sn^{2+}(aq) || Li^+(aq) | Li$
$Sn^{2+}(aq) + 2e^- \rightarrow Sn(s); E^\circ = -0.14 V$
$Li^+(aq) + e^- \rightarrow Li(s); E^\circ = -3.04 V$
- A The cell reaction is spontaneous with a standard cell potential of 3.18 V.
- B The cell reaction is spontaneous with a standard cell potential of -2.90 V.
- C The cell reaction is nonspontaneous with a standard cell potential of -2.90 V.
- D The cell reaction is nonspontaneous with a standard cell potential of -3.18 V.
- E The cell is at equilibrium.
思路引導 VIP
當你觀察兩個半反應的標準還原電位（$E^\circ$）時，數值「越正」代表該物質越傾向於奪取電子。如果我們今天指定的「正極」物質，其奪取電子的欲望（電位值）反而遠低於「負極」物質，那麼在不借助外力的情況下，這個反應系統的電子流動會趨向於順著原本的安排走，還是會反向發展呢？
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恭喜你正確完成了這道題目！這代表你對於電化學電池的標準表示法（Cell Notation）以及電動勢與自發性的關係，已經建立了相當紮實的基礎。
電池電位的計算與意義
在處理這類問題時，首要任務是正確解讀電池符號。根據國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）的慣例，電池符號左側代表負極（陽極），進行氧化反應；右側則代表正極（陰極），進行還原反應。因此，本題的標準電池電位 $E^\circ_{cell}$ 應由右側的還原電位減去左側的還原電位，即：
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電池電位與自發性
💡 依據電池標記與標準還原電位計算電位並判別反應自發性
| 比較維度 | 自發反應 (Spontaneous) | VS | 非自發反應 (Non-spontaneous) |
|---|---|---|---|
| 標準電位 E° | 大於 0 (正值) | — | 小於 0 (負值) |
| 自由能 ΔG° | 小於 0 (釋能) | — | 大於 0 (需能) |
| 能量轉換 | 化學能轉電能 (電池) | — | 電能轉化學能 (電解) |
💬E° 的正負號是判斷反應能否在標準狀態下自動發生的關鍵指標。
