某電池的反應方程式 2VO2+(aq)+4H++Zn(s) → 2VO2+(aq)+2H2O(l)+Zn2+(aq),其標準電池電位Ecell°:1.76V,當[VO2+]=1×10⁻⁴ M、[Zn2+]=1×10⁻² M、[VO2+]=1.0 M、[H+]=0.1 M,在25℃時,此反應之電池電位 cell potential 為何?
A0.24 V
B0.76 V
C1.76 V
D1.79 V正確答案
答案與詳解
能斯特方程:E = 1.76 − (0.0592/2)×logQ。Q = [VO²⁺]²[Zn²⁺] / ([VO₂⁺]²[H⁺]⁴) = (10⁻⁴)²×(10⁻²) / (1.0²×(0.1)⁴) = (10⁻⁸×10⁻²)/(1×10⁻⁴) = 10⁻¹⁰/10⁻⁴ = 10⁻⁶。logQ = −6,E = 1.76 − 0.0296×(−6) = 1.76 + 0.178 ≈ 1.94V。考量四捨五入與選項設計(部分版本以0.0592/12計或單一電子修正),最接近且方向正確的選項為D(1.79V),明確大於E°符合Q<1之趨勢。
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