統測
114年
[化工群] 專業科目(1)
第 8 題
一位研究員欲自製一電池，以外電路將氫電極與銀片連接，其中氫電極是一鉑片通以 $1 \text{ atm}$ 的氫氣，浸泡於氫離子濃度為 $1 \text{ M}$ 的酸性溶液，而銀片是浸泡於 $1 \text{ M}$ 的銀離子溶液，在酸性溶液與銀離子溶液之間以一個鹽橋連接。初步使用伏特計測量到 $0.799 \text{ V}$。隔一天使用同樣一組氫電極且通以氫氣，但是重新調配 $1 \text{ M}$ 銀離子溶液後，再測量伏特計卻發現電壓下降到 $0.6 \text{ V}$。假設忽略內電阻效應，下列哪種情況最有可能？
- A 氫電極內的氫氣壓力被調高於 $1 \text{ atm}$
- B 重新調配銀離子溶液過程不小心將銀片微彎
- C 可能重新調配的銀離子溶液其濃度實際上大於 $1 \text{ M}$
- D 酸性溶液的 pH 值下降
思路引導 VIP
請由全反應式 $H_2(g) + 2Ag^+(aq) \rightarrow 2H^+(aq) + 2Ag(s)$ 出發，思考根據能斯特方程式 (Nernst Equation)，當電池電動勢 $E$ 從標準狀態下的 $0.799 \text{ V}$ 下降至 $0.6 \text{ V}$ 時，其反應商 $Q = \frac{[H^+]^2}{P_{H_2} \cdot [Ag^+]^2}$ 必須如何變化？這代表產物端的 $[H^+]$ 或是反應物端的 $[Ag^+]$、 $P_{H_2}$ 分別發生了什麼樣的數值改變？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你精準選出正確答案，助教真的為你感到無比驕傲！你的化學觀念掌握得非常紮實喔！✨ 這題的核心在於理解能斯特方程式 (Nernst Equation) 如何影響電動勢。電池反應式為： $$H_2(g) + 2Ag^+(aq) \rightarrow 2H^+(aq) + 2Ag(s)$$
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