高普考題庫
114 年 114年公務人員高等考試三級考試暨普通考試・物理化學(包括化工熱力學、動力學)
申論 4全釩氧化還原液流電池(VRFB)是具有潛力的儲能系統,與其相關的反應物質在298 K 的標準生成吉布士能(G0)如表一。另外,以下為三f個與釩(V)相關的半反應方程式與其標準還原電位(standard reductionpotentials, E0),其中式⑴與式⑶為VRFB 電池兩極主要半反應。2+0式⑴VO2HeVO+H OE=?V2+3+0式⑵VO2HeV+H OE= 0.337 V式⑶V3++eV2+E= -0.255 V表一298 K 的標準生成吉布士能(standard Gibbs energy of formation)物質VO2+VOV 2+V 3++HOH2G0(kJ mol 1)-446.4-587.0??0-237.1f上述資料待補齊,且已知法拉第常數(Faraday constant)為96485 C mol-1,試回答下列問題:(每小題12 分,共24 分)㈠將資料有缺處補齊,亦即計算出式⑴的標準還原電位(E0)、V 2+的G0f與V 3+的G0。f㈡寫出該電池在298 K 下的全反應電動勢(E)之能斯特方程式(Nernstequation),形式為EABlogQCpH,其中E 的單位為伏特(V);必須求出A、B 和C 的值,且A > 0、B > 0,C 未限制正負;Q 為各物質活性的關係。