标准电极电势的计算涉及理论公式和实验测量的结合，具体如下：

一、定义与标准状态

标准电极电势（$E°$）是指在标准状态下（如浓度为1mol/L、温度为25°C）电极反应的电极电势值。例如，氢氧根离子的标准电极电势为+1.23V。

二、计算公式

通用公式

根据能斯特方程，标准电极电势的计算公式为：

$$E° = \frac{RT}{nF} \ln Q$$

其中：

- $R$：气体常数（8.314 J/mol·K）

- $T$：温度（K，25°C=298K）

- $n$：电子转移数

- $F$：法拉第常数（96485 C/mol）

- $Q$：反应商（标准状态下各物质浓度比值）。

简化计算公式

对于某些常见电极反应，如氢离子还原反应：

$$E°(H^+/H_2) = +1.23\ \text{V}$$

可直接查标准电极电势表获取。

三、应用示例

以铜/锌原电池为例，已知：

$E°（Cu^{2+}/Cu） = +0.34\ \text{V}$

$E°（Zn^{2+}/Zn） = -0.76\ \text{V}$

通过能斯特方程可计算电池标准电势：

$$E°(cell) = E°(Cu^{2+}/Cu) - E°(Zn^{2+}/Zn) = +1.23\ \text{V} - (-0.76\ \text{V}) = +2.00\ \text{V}$$。

四、注意事项

标准状态要求：

公式中的浓度、温度需严格符合标准状态；

电极反应式：

需配平且标注氧化态变化，例如：

$$\text{MnO}_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$$（$n=5$）；

测量方法：

实际应用中常通过测量电池电动势（如伏特表）结合能斯特方程计算。

五、相关方程

能斯特方程（用于非标准状态）：

$$E = E° - \frac{RT}{nF} \ln Q$$

其中$E$为非标准状态电势，$Q$为反应商；

电极电势差计算：

$$E°(cell) = E°(正极) - E°(负极)$$。

通过以上方法，可系统计算标准电极电势，并应用于电化学分析、电池性能评估等领域。