物质的化学性质

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简介

化学能是一种存在于原子中的储存能量，可以将分子结合在一起。它是化学化合物键中的一种能量形式。它发生在化学反应期间，以热量或任何机械功的形式产生。释放的能量将物质转化为新的物质。例如，当氧气与氢气结合时，燃烧会释放热能和光能，氧原子和氢原子之间形成新的共价键形成水。这种变化是永久的、不可逆的，因为形成了新的产物。

化学能有两种类型：吸热反应（吸收热量）和放热反应（释放热量）在化学反应过程中。在吸热反应中，热量被吸收，产生冷却。在放热反应中，热量被释放，产生温暖并作为副产物产生。因此，化学能只有在发生化学反应时才能测量和观察到。

什么是能量？

它是做功的能力。换句话说，它是一种施加的力，导致物体的位移。它既不会被破坏也不会被创造，而是从一种形式转换为另一种形式。能量有不同的形式：动能、化学能、声能、电能、重力能、机械能、热能、光能和势能。

能量的例子

• 化学能储存在食物和煤炭等物质中。

• 核能是在化学反应过程中核聚变释放的能量。

• 电能是由电荷流动产生的动能或势能形式的能量。

• 机械能是势能和动能形式的总能量，例如踩动自行车。

• 热能是过程中能量变化产生的热量。

• 辐射能是电磁波在空间中传播时产生的能量。

什么是化学能？

化学能是化学反应过程中释放的能量。它是化学化合物键中所拥有或储存的能量。它是在形成或断裂键时以热量的形式释放的。燃烧木材和汽车发动机中的汽油是化学能转化为热能。其他例子包括天然气、电池、煤炭、石油和生物质。

大多数化学变化或化学反应都通过燃烧过程进行，人们必须对其进行适当的控制和监测。这种能量形式的优点在于易于储存。例如，给电池充电是一种化学能形式。

化学能在日常生活中的应用

以下是日常生活中化学能或化学变化的一些例子。

组成部分	化学变化
电池	化学能储存在电池中并转化为电能。在此过程中，电子从一个电极流向另一个电极，提供一个做功的电路。
木材	当木材燃烧时会发生化学变化，从而产生水、二氧化碳和灰烬。
鞭炮	鞭炮的爆炸是一种化学变化，因为爆炸物会转化为气体产物，以及光、热和声音。因此，燃放鞭炮是一种化学变化。
汽车	汽车行驶时会发生化学变化，燃料以燃烧的形式燃烧。当燃料燃烧时，它会释放能量来驱动车辆，因为氧气与空气结合并产生二氧化碳和水，这些物质通过排气系统排放到空气中。
食物	烹饪食物会发生化学变化，因为生食材会被转化为美味的食物，而熟食无法转化回其原始食材。
石油和天然气	燃烧天然气和石油的燃烧是一种化学变化，因为它会产生二氧化碳和水。
煤炭	燃烧煤炭是一种化学变化，它会将碳转化为二氧化碳。

表 1：包含化学能的组件

化学能示例

化学能或变化是一种能量释放形式，当化学反应发生化学变化并转化为其他或新的物质时。以下是一些示例 -

• 燃烧化石燃料如天然气、甲烷、石油和原油，产生蒸汽来转动涡轮机发电。

• 可燃液体燃料（发动机油、煤油、柴油）是化学物质。它们是白炽气体的混合物。加热时通常会发出强烈的热量和亮光。

• 光合作用是植物产生食物的过程。在这个过程中，来自太阳的光能被转化为化学能。光合作用中发生的化学反应包括将二氧化碳和水结合形成氧气和葡萄糖。

• 人类的呼吸作用导致身体吸入氧气，氧气与葡萄糖结合。葡萄糖是由食物中碳水化合物的分解产生的。这种葡萄糖与我们身体细胞中的氧气结合并提供能量。因此，呼吸作用会导致身体发生化学变化。

结论

化学能是储存在化学化合物键中的储存能量的一种形式。化学反应过程中以热量或功的形式释放能量是一种化学变化。因此，形成新键和断裂旧键会导致化学上的能量变化。虽然化学能具有多种优势，但也存在一些缺点。由于化学能形式是燃烧的结果，大多数副产物不是清洁的能源形式，并且此类副产物的排放会对地球产生负面影响。此外，化学能也被认为是一种不可再生能源。

常见问题

Q1. 什么产生了化学能？

A1. 储存在化学化合物键中、在分子水平上的能量称为化学能。在化学反应过程中，通过形成和断裂化学化合物形成新物质，从而释放能量，并且能量的释放就是化学能。

Q2. 化学能是动能还是势能？

A2. 储存在化学键中的能量是储存的能量，在形成和断裂键的过程中释放，因此它是势能的一种形式。

Q3. 火是化学能吗？

A3. 火是由燃烧（一种化学反应）过程产生的。它是一个燃料在氧气存在下燃烧的过程。燃烧反应形成的产物与起始材料完全不同。因此，火是化学能。

Q4. 细胞利用的化学能称为什么？

A4. 细胞利用的化学能称为三磷酸腺苷 (ATP)。它是一种向细胞提供能量以执行工作的分子，例如在街上散步时移动肌肉。

Q5. 我们如何控制化学能？

A5. 化学能可以通过机械能量隔离装置来控制，这些装置可以物理地控制化学能的释放或传输。这些装置必须小心地与化学物质一起使用。

Q6. 手机使用化学能吗？

A6. 是的，手机使用化学能。手机上的电池包含化学能，将电能（通过充电获得）转化为为其供电，并将能量转化为声能、光能和热能。

Q7. 为什么晒太阳是一个化学过程？

A7. 化学变化是指导致形成新的化学物质的任何变化。在晒太阳期间，黑色素和维生素 D 均会产生。因此，它是一种化学变化。