수소와 산소로부터 액체의 물이 생기는 반응 H₂ + 1/2 O₂ → H₂O(l)의 표준 깁스 에너지 변화는 25℃에서 −237 kJ/mol이다. 이 반응을 이용하는 연료 전지의 이론 기전력에 가장 가까운 것은 무엇인가? 패러데이 상수는 96485 C/mol로 한다.

정답: B. 약 1.23 V

이론 기전력은 E = −ΔG/(nF)이며, H₂ 1 mol이 반응하면 전자는 2 mol 이동하므로 n = 2입니다. E = 237×10³ / (2 × 96485) ≈ 1.23 V가 됩니다. 약 2.46 V는 n = 1로 한 오류이고, 약 0.61 V는 O₂ 1 mol당 전자 수 n = 4를 H₂ 1 mol당 ΔG와 조합한 오류입니다. 덧붙여, 반응의 엔탈피 변화(−286 kJ/mol)에 대한 깁스 에너지 변화의 비 237/286 ≈ 83%가 25℃에서의 이론 효율의 기준이 됩니다. 실제 전지에서는 전극의 과전압이나 전해질의 저항 때문에 작동 전압이 0.6~0.8 V 정도로 떨어집니다.