電池電動勢5-4.1電池半反應式5-4.2標準還原電位與電池電壓5-4.3實用電池學習目標：電池是由兩個半電池（half-cell）所組成：陽極：通常由易失去電子的金屬構成，發生反應，在電池上標示為極。（正或負）陰極：由能接受電子的物質組成，發生反應，在電池上標示為極。（正或負）在基礎化學（一）4-3.1化學電池的原理與構造裡，已經介紹過鋅銅電池，本節將以半反應的觀點再深入說明。鋅銅電池（又稱為丹尼耳電池）：陽極：陰極：全反應：測得電壓約為1.10伏特。因為用伏特計測出的電壓為正值，顯示鋅比銅容易失去電子。標準還原電位可用來計算化學電池的標準電壓，由5-4.1節可得知，我們只能測定鋅銅兩金屬半電池間的電位差，卻無法經由實驗測得單獨半電池的電位，因此選定某一個標準半電池定為基準，即可表出其他半電池的電位。1953年，國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）建議，採用標準氫電極當參考電極，作為比較的標準。標準氫電極：鍍了鉑黑的金屬鉑作為電極，浸在氫離子濃度為1.0M的酸性溶液中，不斷地把氫氣通入，使氫氣的壓力在25℃時維持1.0atm，其半反應（halfreaction）的電位稱為標準電位，以E∘表示，其值定為0.00V。標準氫電極的陰極半反應式：標準狀態：離子濃度為1.0M，溫度為25℃，氣體的壓力為1.0atm。以氫電極與任何一個半電池組合成的電池，在標準狀態所測得的電位差，即為該半反應的標準還原電位。將測得的標準還原電位依序由高到低排列成表，稱為標準還原電位表。標準還原電位表：電化電池的電壓以鋅銅電池為例：銅離子的還原電位較高，作為；鋅離子的還原電位較低，作為。鋅銅電池的電壓E°電池為：依據電池電壓（E°電池），可判斷出該氧化還原反應於標準狀態下是否為自發性的反應。E°電池0，為自發性反應；E°電池0，為非自發性反應。（傾向於逆反應的方向進行）在非標準狀態下，氧化還原反應電壓的改變，可運用勒沙特列原理預測：當反應平衡向右移動時，E°電池值會；當反應平衡向左移動時，E°電池值會。若反應已達平衡，則E電池值為。未使用的電池放置久了，自然失去電力。鋁是地殼中含量最多的金屬元素，質地輕盈。在現代生活中，其製品如鋁箔、鋁罐等，到處可見。因此可善用廢棄的鋁，製作鋁空氣電池。已知氧氣與氫氧化鋁的標準還原電位分別為：解答1960年代中期，美國奇異公司參與海軍船務署與陸軍通訊兵團的一項專案，發展出一種小型燃料電池，陽極是氫、陰極是氧，在酸性溶液中，放出電能。查標準還原電位表，求出此燃料電池的標準電壓。在基礎化學（一）常見的電池裡，詳述了乾電池、鉛蓄電池、鋰電池、燃料電池，本節將重述一些一次電池、二次電池與燃料電池等實用電池的兩極半反應式。一次電池：只能使用一次，不能充電，不可再重複使用的電池。例如：乾電池與鹼性電池等。二次電池：電池放電後可再充電，反覆使用的電池，又稱為蓄電池。一次電池3.鋰二氧化錳電池（Li-MnO2）：兩極反應分別為：二次電池二次電池2.鋰離子電池（lithiumionbattery）或鋰離子聚合物電池：鋰離子電池主要依靠鋰離子於兩極間來回移動，故別名搖椅式電池（rockingchairbattery，RCB）；放電時鋰離子自負極游向正極，充電則相反。正極材料大多採用鈷酸鋰，負極材料大多為石墨中嵌入鋰原子LixCn，過氯酸鋰（LiClO4）溶解在有機溶劑中當作電解液。兩極反應分別為：2.鋰離子電池（lithium-ionbattery）或鋰離子聚合物電池：鋰聚合物電池具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化，以及高安全性和低成本等多項優點。燃料電池2.鹼性燃料電池：使用氫氧化鉀為電解質，兩電極反應如下：下列有關電化電池放電反應的敘述，何者正確？(A)皆為酸鹼中和反應(B)必為氧化還原反應(C)全為勻相反應(D)屬於光電轉換的反應(E)必為可逆反應下列關於鉛酸電池放電過程的敘述，何者正確？(A)PbO2之量增加(B)Pb2＋被氧化為Pb4＋(C)SO42－同時向陰極及陽極移動(D)水的莫耳數減少(E)硫酸的莫耳數增加在電池Zn(s)＋2Ag＋(aq)⇌Zn2＋(aq)＋2Ag(s)，(1)達平衡時，此電池電壓若干？(2)在陰極之電池加水，對電壓有何影響？(3)在陽極之電池加Na2S(s)，電壓有何改變？(4)在兩半電池同時加等量的水，則電壓有何改變？(5)將鹽橋移開，則電壓有何改變？(6)在兩個半電池同時加入NaCl，對電壓有何影響？(7)若溫度上升，則電壓有何改變？已知Zn2＋＋2e－→Zn，Eº＝－0.76伏特，Ag＋＋e－→Ag，Eº＝0.80伏特，則鋅銀電池電壓Eº電