水素と酸素から液体の水ができる反応 H₂ + 1/2 O₂ → H₂O(l) の標準ギブスエネルギー変化は25℃で −237 kJ/mol である。この反応を使う燃料電池の理論起電力はどれに最も近いか。ファラデー定数を96485 C/molとする。

正解：B. 約1.23 V

理論起電力は E = −ΔG/(nF) で、H₂ 1 mol が反応すると電子は2 mol 移動するので、n = 2 です。E = 237×10³ / (2 × 96485) ≈ 1.23 V になります。約2.46 V は n = 1 とした誤り、約0.61 V は O₂ 1 mol あたりの電子数 n = 4 を、H₂ 1 mol あたりの ΔG と組み合わせた誤りです。なお、反応のエンタルピー変化(−286 kJ/mol)に対するギブスエネルギー変化の比 237/286 ≈ 83% が、25℃での理論効率の目安になります。実際の電池では、電極の過電圧や電解質の抵抗のため、作動電圧は0.6〜0.8 V 程度に下がります。