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私醫聯招 普通化學|第 73 題

102 學年度

假設一伏打電池(voltaic cell)進行某一特定反應,在標準狀況下,其反應前後熵的變化量(ΔS°)為負,請問下列敘述何者正確?
  1. 該電池的電動勢(ℰ)會隨著溫度的上升而上升
  2. 該電池的電動勢(ℰ)會隨著溫度的上升而下降
  3. 該電池的電動勢(ℰ)與溫度無關
  4. 在任何溫度情況下,該反應的自由能變化量(ΔG°)恆大於 0
提示
由 ΔG = ΔH − TΔS 與 ΔG = −nFℰ 出發:ΔS°<0 時,溫度升高對 ℰ 有何影響?
正確答案

正解:B

詳解
A. 溫度升高使 ℰ 上升,與 ΔS°<0 的推論相反,錯誤。
B. 正確:由 dℰ/dT ∝ ΔS/(nF),ΔS°<0 時 ℰ 隨溫度上升而下降(TΔS 為負且隨 T 更負,使 ΔG 增大、ℰ 減小)。
C. ℰ 與溫度無關只在 ΔS°=0 時成立,本題 ΔS°<0,錯誤。
D. ΔG° 恆大於 0 不一定成立:ΔH° 為負時低溫下反應仍可自發,故此絕對敘述錯誤。

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