例析“能量轉化圖”在高中化學反應中的妙用

王貴武

一、利用能量轉化圖判斷吸熱與放熱反應的情況

例1已知合成尿素的總反應為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),ΔH<0，它可以分兩步進行：

（1） 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s),ΔH1<0

(2)NH2COONH4（s)

CO(NH2)2(s)+H2O(l),ΔH2>0

圖1中正確表達合成尿素過程中能量變化的是（ ）?，D中a代表2NH3(g)+CO2(g),b代表NH2COONH4(s)，c代表CO(NH2)2(s)+H2O(l)。

解析由于總反應是放熱反應，則反應物2NH3(g)+CO2(g)的總能量大于生成物CO(NH2)2(s)+H2O(l)的總能量；因ΔH1<0，ΔH2>0。故選項C正確。

點評放熱反應中ΔH<0，反應物的總能量大于生成物的總能量；吸熱反應中ΔH>0，反應物總能量小于生成物的總能量。看懂能量轉化圖的含義是解決本題的關鍵之處。

二、利用能量轉化圖判斷催化劑和活化能相關問題

例2圖2為某一化學反應在不同的條件下能量變化曲線圖，四個選項中說法正確的是（ ）。

A.化學催化比酶催化的效果好

B.使用不同催化劑可以改變反應的熱效應

C.使用催化劑可以降低化學反應的活化能

D.反應物的總能量低于生成物的總能量

圖2解析根據圖2可知：催化劑能降低化學反應的活化能，對反應物總能量與生成物總能量無影響，則對該反應的焓變也無影響。C項正確。

點評反應吸熱還是放熱是由反應的初始狀態和反應結束狀態的能量的大小關系來決定的，催化劑的加入能降低反應的活化能、使反應更容易發生，而對反應物的完成程度、反應的熱效應均無影響。

三、利用能量轉化圖判斷熱化學方程式的正誤情況

例3圖3為化學反應N2+3H22NH3的能量變化圖，下列熱化學方程式正確的是（）。

圖3A. NH3(g)NH3(l)ΔH=-22.7 kJ

B. N2(g)+H2(g)NH3(l)

ΔH=-68.7 kJ/mol

C. 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

ΔH=+92 kJ/mol

D. N2(g)+3H2(g)2NH3(l)

ΔH=-431.3 kJ/mol

解析由題設中提供的能量轉化圖可以得到：

12N2(g)+32H2(g)NH3(g)

ΔH=-46 kJ/mol

NH3(g)NH3(l)ΔH=-22.7 kJ/mol

12N2(g)+32H2(g)NH3(l)

ΔH=-68.7 kJ/mol

綜合可知：A項單位錯誤，B項原子不守恒，D項中數值錯誤，正確選項為C。

點評判斷熱化學方程式書寫是否正確要注意熱化學方程式和燃燒熱、中和熱表示式的區別；表示燃燒熱、中和熱的化學方程式時，對反應物的量、產物的組成和狀體都有特殊的限制，而表示熱化學方程式時，只要保證化學計量數與反應熱匹配即可；最后要注意反應熱單位（kJ/mol）和物質聚集狀態。

(收稿日期：2013-12-15)

一、利用能量轉化圖判斷吸熱與放熱反應的情況

例1已知合成尿素的總反應為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),ΔH<0，它可以分兩步進行：

（1） 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s),ΔH1<0

(2)NH2COONH4（s)

CO(NH2)2(s)+H2O(l),ΔH2>0

圖1中正確表達合成尿素過程中能量變化的是（ ）?，D中a代表2NH3(g)+CO2(g),b代表NH2COONH4(s)，c代表CO(NH2)2(s)+H2O(l)。

解析由于總反應是放熱反應，則反應物2NH3(g)+CO2(g)的總能量大于生成物CO(NH2)2(s)+H2O(l)的總能量；因ΔH1<0，ΔH2>0。故選項C正確。

點評放熱反應中ΔH<0，反應物的總能量大于生成物的總能量；吸熱反應中ΔH>0，反應物總能量小于生成物的總能量。看懂能量轉化圖的含義是解決本題的關鍵之處。

二、利用能量轉化圖判斷催化劑和活化能相關問題

例2圖2為某一化學反應在不同的條件下能量變化曲線圖，四個選項中說法正確的是（ ）。

A.化學催化比酶催化的效果好

B.使用不同催化劑可以改變反應的熱效應

C.使用催化劑可以降低化學反應的活化能

D.反應物的總能量低于生成物的總能量

圖2解析根據圖2可知：催化劑能降低化學反應的活化能，對反應物總能量與生成物總能量無影響，則對該反應的焓變也無影響。C項正確。

點評反應吸熱還是放熱是由反應的初始狀態和反應結束狀態的能量的大小關系來決定的，催化劑的加入能降低反應的活化能、使反應更容易發生，而對反應物的完成程度、反應的熱效應均無影響。

三、利用能量轉化圖判斷熱化學方程式的正誤情況

例3圖3為化學反應N2+3H22NH3的能量變化圖，下列熱化學方程式正確的是（）。

圖3A. NH3(g)NH3(l)ΔH=-22.7 kJ

B. N2(g)+H2(g)NH3(l)

ΔH=-68.7 kJ/mol

C. 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

ΔH=+92 kJ/mol

D. N2(g)+3H2(g)2NH3(l)

ΔH=-431.3 kJ/mol

解析由題設中提供的能量轉化圖可以得到：

12N2(g)+32H2(g)NH3(g)

ΔH=-46 kJ/mol

NH3(g)NH3(l)ΔH=-22.7 kJ/mol

12N2(g)+32H2(g)NH3(l)

ΔH=-68.7 kJ/mol

綜合可知：A項單位錯誤，B項原子不守恒，D項中數值錯誤，正確選項為C。

點評判斷熱化學方程式書寫是否正確要注意熱化學方程式和燃燒熱、中和熱表示式的區別；表示燃燒熱、中和熱的化學方程式時，對反應物的量、產物的組成和狀體都有特殊的限制，而表示熱化學方程式時，只要保證化學計量數與反應熱匹配即可；最后要注意反應熱單位（kJ/mol）和物質聚集狀態。

(收稿日期：2013-12-15)

一、利用能量轉化圖判斷吸熱與放熱反應的情況

例1已知合成尿素的總反應為：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),ΔH<0，它可以分兩步進行：

（1） 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s),ΔH1<0

(2)NH2COONH4（s)

CO(NH2)2(s)+H2O(l),ΔH2>0

圖1中正確表達合成尿素過程中能量變化的是（ ）?，D中a代表2NH3(g)+CO2(g),b代表NH2COONH4(s)，c代表CO(NH2)2(s)+H2O(l)。

解析由于總反應是放熱反應，則反應物2NH3(g)+CO2(g)的總能量大于生成物CO(NH2)2(s)+H2O(l)的總能量；因ΔH1<0，ΔH2>0。故選項C正確。

點評放熱反應中ΔH<0，反應物的總能量大于生成物的總能量；吸熱反應中ΔH>0，反應物總能量小于生成物的總能量。看懂能量轉化圖的含義是解決本題的關鍵之處。

二、利用能量轉化圖判斷催化劑和活化能相關問題

例2圖2為某一化學反應在不同的條件下能量變化曲線圖，四個選項中說法正確的是（ ）。

A.化學催化比酶催化的效果好

B.使用不同催化劑可以改變反應的熱效應

C.使用催化劑可以降低化學反應的活化能

D.反應物的總能量低于生成物的總能量

圖2解析根據圖2可知：催化劑能降低化學反應的活化能，對反應物總能量與生成物總能量無影響，則對該反應的焓變也無影響。C項正確。

點評反應吸熱還是放熱是由反應的初始狀態和反應結束狀態的能量的大小關系來決定的，催化劑的加入能降低反應的活化能、使反應更容易發生，而對反應物的完成程度、反應的熱效應均無影響。

三、利用能量轉化圖判斷熱化學方程式的正誤情況

例3圖3為化學反應N2+3H22NH3的能量變化圖，下列熱化學方程式正確的是（）。

圖3A. NH3(g)NH3(l)ΔH=-22.7 kJ

B. N2(g)+H2(g)NH3(l)

ΔH=-68.7 kJ/mol

C. 2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

ΔH=+92 kJ/mol

D. N2(g)+3H2(g)2NH3(l)

ΔH=-431.3 kJ/mol

解析由題設中提供的能量轉化圖可以得到：

12N2(g)+32H2(g)NH3(g)

ΔH=-46 kJ/mol

NH3(g)NH3(l)ΔH=-22.7 kJ/mol

12N2(g)+32H2(g)NH3(l)

ΔH=-68.7 kJ/mol

綜合可知：A項單位錯誤，B項原子不守恒，D項中數值錯誤，正確選項為C。

點評判斷熱化學方程式書寫是否正確要注意熱化學方程式和燃燒熱、中和熱表示式的區別；表示燃燒熱、中和熱的化學方程式時，對反應物的量、產物的組成和狀體都有特殊的限制，而表示熱化學方程式時，只要保證化學計量數與反應熱匹配即可；最后要注意反應熱單位（kJ/mol）和物質聚集狀態。

(收稿日期：2013-12-15)