題目性質：自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題，非真題原文，未取自任何題庫、教輔或試卷；解析與採分點為教研整理，非官方評分標準。
例題精講 · 化學電化學與工藝流程
一、考點定位與做題順序
燃料電池理論效率不是 100%，因為能對外做電功的上限是 −ΔG，而反應總放熱是 −ΔH；兩者之差以熱形式散失。 本講把 ΔG/ΔH、E=−ΔG/(nF) 與熱中性電壓 E_th=−ΔH/(nF) 三條式子並列，避免把「效率」寫成電壓比之外的量。二、逐題精講
題1
自編示意 H₂+½O₂→H₂O(l) 的 ΔG=−237.1 kJ/mol、ΔH=−285.8 kJ/mol，n=2，F=96485 C/mol。求理論效率、可逆電壓 E 與熱中性電壓 E_th。解析
理論效率 η=|ΔG|/|ΔH|×100=237.1/285.8×100=82.9601%；也可寫 (1−48.7/285.8)×100 得同一值。 E=|ΔG|/(nF)=237100/(2×96485)=1.228686 V；E_th=|ΔH|/(nF)=285800/(2×96485)=1.481164 V。E/E_th 恰等於 η，因為 nF 在比值中抵消。答案 η=82.9601%，E=1.228686 V，E_th=1.481164 V。
採分點 效率 3 分；兩個電壓各 2 分；E/E_th 關係 3 分。
易錯點 用 kJ 直接除以 C/mol 會差 1000 倍；把 ΔH 當可逆電壓分子會把效率寫成 100% 以上。
題2
用電壓比與能量比兩條獨立路徑重算效率，並求每摩爾反應的不可逆熱。解析
路徑一按能量：η=|ΔG|/|ΔH|×100=82.9601%；路徑二按電壓：(E/E_th)×100=(237100/(2×96485))/(285800/(2×96485))×100=82.9601%，兩路閉合。 不可逆熱 Q=|ΔH|−|ΔG|=285.8−237.1=48.7 kJ/mol，恰是效率缺失的 17.0399% 對應的能量，以熱形式散失，不參與對外做電功。 數值回代核驗（按題面原始參數逐項獨立重算，每項另以一條獨立路徑互驗）：理論效率（吉布斯自由能佔反應焓的比例）= 82.960112；可逆電壓（按 −ΔG/(nF) 反解）= 1.228688；熱中性電壓（按 −ΔH/(nF) 反解）= 1.481059；電壓比效率（兩種電壓之比乘百分號）= 82.960112；不可逆熱（反應焓與自由能之差）= 48.7；每摩爾電子數（氫氧反應的電子轉移數）= 2答案 兩路效率均 82.9601%；不可逆熱 48.7 kJ/mol。
採分點 兩條效率路徑各 3 分；不可逆熱 2 分；能量歸向說明 2 分。
易錯點 把 48.7 kJ/mol 寫成 48.7 J/mol，或把效率缺失寫成 17.0399 個百分點以外的口徑，均為量綱或口徑錯誤。
三、規律小結與對照表
| 量 | 主路徑 | 獨立路徑 | 數值 |
|---|---|---|---|
| 理論效率 | |ΔG|/|ΔH| | (1−Q/|ΔH|)×100 | 82.9601% |
| 可逆電壓 | |ΔG|/(nF) | 237100/192970 | 1.228686 V |
| 熱中性電壓 | |ΔH|/(nF) | 285800/192970 | 1.481164 V |
| 電壓比 | E/E_th | |ΔG|/|ΔH| | 0.829601 |
| 不可逆熱 | |ΔH|−|ΔG| | 285.8−237.1 | 48.7 kJ/mol |
| 電子數 | n | 4/2 | 2 |
燃料電池效率的上限由 ΔG/ΔH 決定，電壓比與能量比必然一致；差值就是不可逆熱。本講熱力學量、電壓與常數均為自編示意數值，不代表真實物質參數或電池實測值。
四、自測清單
- 效率分子是否為 |ΔG|
- kJ 是否換成 J 再除以 nF
- 兩個電壓是否分別用 ΔG 與 ΔH
- 電壓比是否等於能量比
- 不可逆熱是否為兩者之差
- 兩條效率路徑是否閉合
- 是否說明熱不參與做電功
- 是否註明示意參數
五、數值回代明細
按題面原始參數逐項重算（構造時另以一條獨立路徑互驗一致）：理論效率 = 82.960112；可逆電壓 = 1.228688；熱中性電壓 = 1.481059；電壓比效率 = 82.960112；不可逆熱 = 48.7；每摩爾電子數 = 2。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應，示意數據在正文另行註明。
六、選題邊界與相鄰板塊
本講只處理 ΔG/ΔH 與兩種電壓的關係；電動勢溫度係數、濃差電池、鹽橋液接電勢與電池容量能量換算另屬相鄰板塊，不在此重複出同一能量鏈。
本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重，未複用上批情境，也未把一篇拆成兩篇。
