hce_nthu
114年
化學與物理
第 6 題
Which of the following statements about electrochemical cells is *incorrect*?
- A The standard potential ($\text{E}^{\circ}$) in a concentration cell is zero.
- B In a concentration cell, the higher ion concentration solution is present at the cathode.
- C At equilibrium, the standard potential ($\text{E}^{\circ}$) in a cell is zero.
- D The cell potential ($\text{E}$) can determine the spontaneity of a cell.
- E In a concentration cell, decreasing the anode ion concentration will give rise to larger cell potentials.
思路引導 VIP
請思考一下：在描述一個化學反應時，記錄在課本後方表格中的「標準電位 ($E^\circ$)」是隨反應進度改變的「變數」，還是描述該反應本質的「常數」？如果反應達到了平衡，是代表這個反應的「本性」消失了，還是僅僅代表「當下的濃度分布」讓它不再產生電流？
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同學做得很好！你能精準辨析出 標準電動勢 ($E^\circ$) 與 非標準電動勢 ($E$) 之間的差異，這正是解答電化學進階題目的核心關鍵。
標準電動勢與平衡狀態的本質
在電化學中，標準電動勢 $E^\circ$ 是一個由化學物質本性決定的「常數」，代表在標準狀態（濃度 $1\text{ M}$、壓力 $1\text{ atm}$、溫度 $25^\circ\text{C}$）下的電位差。當電池反應達到平衡狀態時，雖然驅動反應的淨力量消失了，導致實際量測到的電池電位 $E$ 等於零，但該反應本身的「標準性質」 $E^\circ$ 並不會因此改變。我們可以從能斯特方程式（Nernst equation）中清楚看到兩者的關係：
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