物質的化學性質

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簡介

化學能是一種存在於原子中的儲存能量，可以將分子結合在一起。它是化學化合物鍵中的一種能量形式。它發生在化學反應期間，以熱量或任何機械功的形式產生。釋放的能量將物質轉化為新的物質。例如，當氧氣與氫氣結合時，燃燒會釋放熱能和光能，氧原子和氫原子之間形成新的共價鍵形成水。這種變化是永久的、不可逆的，因為形成了新的產物。

化學能有兩種型別：吸熱反應（吸收熱量）和放熱反應（釋放熱量）在化學反應過程中。在吸熱反應中，熱量被吸收，產生冷卻。在放熱反應中，熱量被釋放，產生溫暖並作為副產物產生。因此，化學能只有在發生化學反應時才能測量和觀察到。

什麼是能量？

它是做功的能力。換句話說，它是一種施加的力，導致物體的位移。它既不會被破壞也不會被創造，而是從一種形式轉換為另一種形式。能量有不同的形式：動能、化學能、聲能、電能、重力能、機械能、熱能、光能和勢能。

能量的例子

• 化學能儲存在食物和煤炭等物質中。

• 核能是在化學反應過程中核聚變釋放的能量。

• 電能是由電荷流動產生的動能或勢能形式的能量。

• 機械能是勢能和動能形式的總能量，例如踩動腳踏車。

• 熱能是過程中能量變化產生的熱量。

• 輻射能是電磁波在空間中傳播時產生的能量。

什麼是化學能？

化學能是化學反應過程中釋放的能量。它是化學化合物鍵中所擁有或儲存的能量。它是在形成或斷裂鍵時以熱量的形式釋放的。燃燒木材和汽車發動機中的汽油是化學能轉化為熱能。其他例子包括天然氣、電池、煤炭、石油和生物質。

大多數化學變化或化學反應都透過燃燒過程進行，人們必須對其進行適當的控制和監測。這種能量形式的優點在於易於儲存。例如，給電池充電是一種化學能形式。

化學能在日常生活中的應用

以下是日常生活中化學能或化學變化的一些例子。

組成部分	化學變化
電池	化學能儲存在電池中並轉化為電能。在此過程中，電子從一個電極流向另一個電極，提供一個做功的電路。
木材	當木材燃燒時會發生化學變化，從而產生水、二氧化碳和灰燼。
鞭炮	鞭炮的爆炸是一種化學變化，因為爆炸物會轉化為氣體產物，以及光、熱和聲音。因此，燃放鞭炮是一種化學變化。
汽車	汽車行駛時會發生化學變化，燃料以燃燒的形式燃燒。當燃料燃燒時，它會釋放能量來驅動車輛，因為氧氣與空氣結合併產生二氧化碳和水，這些物質透過排氣系統排放到空氣中。
食物	烹飪食物會發生化學變化，因為生食材會被轉化為美味的食物，而熟食無法轉化回其原始食材。
石油和天然氣	燃燒天然氣和石油的燃燒是一種化學變化，因為它會產生二氧化碳和水。
煤炭	燃燒煤炭是一種化學變化，它會將碳轉化為二氧化碳。

表 1：包含化學能的元件

化學能示例

化學能或變化是一種能量釋放形式，當化學反應發生化學變化並轉化為其他或新的物質時。以下是一些示例 -

• 燃燒化石燃料如天然氣、甲烷、石油和原油，產生蒸汽來轉動渦輪機發電。

• 可燃液體燃料（發動機油、煤油、柴油）是化學物質。它們是白熾氣體的混合物。加熱時通常會發出強烈的熱量和亮光。

• 光合作用是植物產生食物的過程。在這個過程中，來自太陽的光能被轉化為化學能。光合作用中發生的化學反應包括將二氧化碳和水結合形成氧氣和葡萄糖。

• 人類的呼吸作用導致身體吸入氧氣，氧氣與葡萄糖結合。葡萄糖是由食物中碳水化合物的分解產生的。這種葡萄糖與我們身體細胞中的氧氣結合並提供能量。因此，呼吸作用會導致身體發生化學變化。

結論

化學能是儲存在化學化合物鍵中的儲存能量的一種形式。化學反應過程中以熱量或功的形式釋放能量是一種化學變化。因此，形成新鍵和斷裂舊鍵會導致化學上的能量變化。雖然化學能具有多種優勢，但也存在一些缺點。由於化學能形式是燃燒的結果，大多數副產物不是清潔的能源形式，並且此類副產物的排放會對地球產生負面影響。此外，化學能也被認為是一種不可再生能源。

常見問題

Q1. 什麼產生了化學能？

A1. 儲存在化學化合物鍵中、在分子水平上的能量稱為化學能。在化學反應過程中，透過形成和斷裂化學化合物形成新物質，從而釋放能量，並且能量的釋放就是化學能。

Q2. 化學能是動能還是勢能？

A2. 儲存在化學鍵中的能量是儲存的能量，在形成和斷裂鍵的過程中釋放，因此它是勢能的一種形式。

Q3. 火是化學能嗎？

A3. 火是由燃燒（一種化學反應）過程產生的。它是一個燃料在氧氣存在下燃燒的過程。燃燒反應形成的產物與起始材料完全不同。因此，火是化學能。

Q4. 細胞利用的化學能稱為什麼？

A4. 細胞利用的化學能稱為三磷酸腺苷 (ATP)。它是一種向細胞提供能量以執行工作的分子，例如在街上散步時移動肌肉。

Q5. 我們如何控制化學能？

A5. 化學能可以透過機械能量隔離裝置來控制，這些裝置可以物理地控制化學能的釋放或傳輸。這些裝置必須小心地與化學物質一起使用。

Q6. 手機使用化學能嗎？

A6. 是的，手機使用化學能。手機上的電池包含化學能，將電能（透過充電獲得）轉化為為其供電，並將能量轉化為聲能、光能和熱能。

Q7. 為什麼曬太陽是一個化學過程？

A7. 化學變化是指導致形成新的化學物質的任何變化。在曬太陽期間，黑色素和維生素 D 均會產生。因此，它是一種化學變化。