現(xiàn)代社會中,人類的一切活動(從衣食住行到文化娛樂,從社會生產(chǎn)到學科研究等)都離不開能量,而許多能量的利用與化學反應中能量變化密切相關(guān)。從煤、石油、天然氣等提供的熱能,到各種化學電池提供的電能,都是通過化學反應獲得的。 化石燃料燃燒會釋放大量的熱。除了燃燒,其他化學反應也伴隨這放熱或吸熱現(xiàn)象。
I lng t alleviate this evil, but I cannt, and I t suffer. This has been my life. I have fund it wrth living
一、放熱反應與吸熱反應
把釋放熱量的化學反應稱為放熱反應。
把吸收熱量的化學反應稱為吸熱反應。
例如:氫氧化鋇與氯化銨的反應
二、化學鍵與化學反應中能量變化的關(guān)系
斷鍵吸收能量E1>成鍵釋放能量E2 該反應為吸熱反應斷鍵吸收能量E1<成鍵釋放能量E2 該反應為放熱反應
化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。
化學反應中的物質(zhì)變化總會伴隨著能量變化, 通常主要表現(xiàn)為熱量的釋放或吸收
各種物質(zhì)都具有能量,物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)不同,所具有的能量也不同。放熱反應可以看成是反應物所具有的化學能轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來,吸熱反應可以看成是熱能轉(zhuǎn)化為化學能被生成物所“儲存”。
反應物的總能量 > 生成物的總能量
反應物的總能量 < 生成物的總能量
三、能量轉(zhuǎn)化與能量利用
可通過改進鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰等方法提高燃料的燃燒效率
可通過使用節(jié)能燈,改進電動機的材料和結(jié)構(gòu),以及發(fā)電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯(lián)產(chǎn)等措施促進能源循環(huán)利用,有效提高能源利用率。
具有資源豐富、可以再生、對環(huán)境無污染等特點
我們?nèi)粘J褂玫碾娔苤饕獊碜曰鹆Πl(fā)電?;鹆Πl(fā)電是通過化石燃料燃燒時發(fā)生的氧化還原反應,使化學能轉(zhuǎn)化為熱能,加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽輪機,帶動發(fā)電機發(fā)電。火力發(fā)電過程中,化學能經(jīng)過一系列能量轉(zhuǎn)化過程,間接轉(zhuǎn)化為電能。其中,燃燒(氧化還原反應)是關(guān)鍵。
1.煤炭是非可再生資源,會造成能源危機
2.煤炭燃燒會產(chǎn)生污染性氣體
3.經(jīng)多次轉(zhuǎn)換,能量損耗大,燃料的利用率低
鋅片:逐漸溶解, 表面有氣泡產(chǎn)生
鋅與稀硫酸反應生成氫氣,銅與稀硫酸不反應。
鋅與稀硫酸發(fā)生反應,但銅片上有氫氣生成,發(fā)生反應的同時產(chǎn)生電流。
把化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,稱為原電池
電子流入(或電流流出)的一極
電子流出(或電流流入)的一極
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
原電池總反應式: ;
Zn+2H+===Zn2++H2↑
陰離子 → 負極
“電子不下水,離子不上岸”
①具有兩個能導電的電極
一般為兩種活動性不同的金屬
或金屬與能導電的非金屬(石墨等)
②具有電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)
用導線連接兩極與電解質(zhì)溶液共同形成閉合回路
也可以讓兩個電極直接接觸
④能自發(fā)進行氧化還原反應
一般負極與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應
一般為兩種活動性不同的金屬或金屬與能導電的非金屬(石墨等)
用導線連接兩極與電解質(zhì)溶液共同形成閉合回路,也可以讓兩個電極直接接觸
這種電池放電之后不能充電(內(nèi)部的氧化還原反應無法逆向進行),屬于一次電池。
電池電壓逐漸降低,最后失效
充電電池又稱二次電池,放電時所進行的氧化還原反應,在充電時又逆向進行,使電池恢復到放電前的狀態(tài)。
將燃料(如氫氣、甲烷、乙醇)和氧化劑(如氧氣)的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學反應裝置,
具有清潔、安全、高效等特點。
燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可以達到80%以上。
反應物不儲存在電池內(nèi)部,由外設(shè)設(shè)備提供燃料和氧化劑。

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