怎样画能级图

能级图把反应热变成一幅图，而SPM很爱要你画一张并标注它。好消息是，只有两种形状要学，一种放热、一种吸热，一旦你知道生成物能级往哪边走、ΔH箭头往哪边指，分就到手了。

这篇指南从坐标轴开始把两种图都搭起来，用的是热化学课程。

坐标轴代表什么

每一张能级图都有相同的坐标轴：

• 纵轴是能量（向上递增）。有时标为「能量」或「焓」。
• 横轴是反应的进程，从反应物到生成物的路径。它没有数字；只表示反应从左到右的方向。

你把反应物画成左边的一条水平线，生成物画成右边的一条水平线，两者高度不同。

放热的形状

在放热反应里，热量放到环境中，温度上升，所以生成物储存的能量比反应物少。这意味着：

• 反应物能级高，生成物能级低。
• ΔH箭头指向下方，从反应物能级指到生成物能级。
• ΔH 为负，因为能量已散失到环境中。

画法：先画坐标轴，再画较高的反应物线、较低的生成物线，两者之间画一个向下的箭头，标上 ΔH 及其负值。

吸热的形状

在吸热反应里，热量从环境吸收，温度下降，所以生成物储存的能量比反应物多。这意味着：

• 反应物能级低，生成物能级高。
• ΔH箭头指向上方，从反应物能级指到生成物能级。
• ΔH 为正，因为能量已从环境获得。

两张图在竖直方向上互为镜像：放热向下掉，吸热往上爬。

分步：画一张放热图

以乙醇的燃烧为例，它强烈放热，见燃烧热。

1. 画竖直的能量轴和水平的反应进程轴。
2. 在高处画一条水平线，标上反应物：C₂H₅OH + 3O₂。
3. 在低处画一条水平线，标上生成物：2CO₂ + 3H₂O。
4. 从反应物线向下画一个竖直箭头到生成物线。
5. 把那个箭头标为 ΔH = 负（放出热量）。若给了数值，就写出来，例如 ΔH = −1376 kJ mol⁻¹。

中和反应的放热图形状相同，上方是酸 + 碱，下方是盐 + 水，见中和热。

加上活化能的能垒

要画更完整的能量剖面，就加上活化能，碰撞的粒子发生反应所需的最低能量。在反应物能级与生成物能级之间，画一个能垒（一个峰），先升到反应物能级之上，再降到生成物能级。

从反应物在线升到峰顶的高度就是活化能，标为 Eₐ。这里正是热化学与碰撞理论相遇之处。

催化剂不改变 ΔH，但会降低能垒：为催化路径画第二个更低的峰。反应物和生成物的能级完全不动，只有能垒的高度改变，这正是用图来表达「催化剂提供一条活化能更低的替代路径」。

完整标注核对表

一张完整的图要显示：

• 两条坐标轴都标注（能量竖直，反应进程水平）。
• 反应物线和生成物线，各自标上真实的物质。
• 放热时生成物更低，吸热时生成物更高。
• 一个方向正确的 ΔH 箭头，标上符号（若给了数值也写上）。
• 若题目要求能量剖面，画出带 Eₐ 的活化能能垒。

要避开的常见错误

• 把生成物放错高度。 放热的生成物更低；吸热的生成物更高。先由温度变化判断。
• ΔH 箭头指错方向。 放热向下（能量出去），吸热向上（能量进来）。
• 忘了 ΔH 的符号。 放热为负，吸热为正。
• 用催化剂把生成物能级抬高。 催化剂只降低能垒；反应物和生成物的能级，以及 ΔH，从不改变。

把两种形状并排练习

把一张放热图和一张吸热图并排画几遍，标注每一部分，再给每张加上活化能能垒和一条催化路径。一旦两种形状变成自动反应，这些就成了试卷二里可靠的分。

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