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储存能量的化学反应有哪些

发布时间:2022-10-30 14:16:54

⑴ 电池储存的能量是什么是化学能吗

电池就是一个将化学反应放出能量用电能形式表现出来的装置
电池中含有化学反应物 这些物质中含有化学能

⑵ 有机反应、 能量的转换与储存

有机化学反应的类型非常多,有些作用过程也十分复杂,本节仅介绍一些广泛存在的、或与地质体及与地质作用有重要联系的有机化学反应。

(1)光合作用。一般指绿色植物吸收CO2和H2O、以阳光为能源、以绿色色素(叶绿素)为催化剂来生产碳水化合物和放出游离氧的有机反应,基本反应式如下:

地球化学

光合作用的实质是光能转化成化学能并产生自由能较高的还原态,造成H、C、N、S、P等化合物浓度的不平衡分布。反应式(8.1)的反应自由能变化△G=2878.6kJ(688kcal),反应热焓△H=2815.8kJ(673kcal),为吸热反应。反应自左向右进行必须要有能量的供应,太阳辐射能提供了反应进行的必要条件。当生物死亡埋藏后,机体内的能量被储存于机体转化形成的煤、石油、油页岩和天然气等中。光合作用既有物理过程,又有化学变化、电子传递、能量转换,实际上并不像上式表示得那样简单。前述基本反应是植物和动物中所有有机物质的最初来源,在不断更新大气圈中的游离氧方面,光合作用的意义也很重大。

(2)充氧条件下的腐解作用。在有充足游离氧存在的条件下,腐解作用代表了光合作用的反过程。是动植物死亡后,在组织内自溶酶(组织蛋白酶)作用下遗体发生分解、随后细菌和其他微生物参与完成分解破坏和矿化的总过程。与光合作用一样,腐解反应也是通过许多复杂步骤进行的,其最终产物是CO2和H2O。有机质燃烧时,腐解反应进行得更加迅速。腐解和微生物的呼吸是同一过程的两个侧面,都是氧或其他含氧无机物 作为最终电子受体的生物氧化过程,在呼吸过程中,动物借此来获得能量。所以腐解、燃烧和呼吸是保持大气圈中CO2供应的三个主要过程。地球发展到今天,光合作用与呼吸作用之间已建立起一种动态平衡,即光合作用已不会再增加地球表面的游离氧。

(3)缺氧条件下的腐解作用。在缺氧或近于缺氧的条件下,腐解作用使有机化合物经历一种部分的内部氧化(燃烧)反应,原化合物中的O与C结合形成CO2,剩余的碳可能转变成烃类或与氢结合,少部分的氧可能形成复杂结构的化合物。缺氧腐解反应进行的方向取决于原始物质的性质、温度、隔绝氧的程度以及存在的细菌类型等。

(4)氧化还原反应。有机物分子内原子间没有明显的电子得失,往往是电子对的偏移。通常将有机分子中加氧或脱氢称为氧化反应,将加氢或脱氧称为还原反应。如果一种含氧的有机化合物转变为一种烃,该反应必包含还原反应。如果氢被加入到一种未饱和化合物中形成一种饱和化合物,则该过程也是还原反应。氢被加入的还原反应也常称为氢化(hydrgoenation)。下式为氧化反应的一个例子:

地球化学

(5)聚合反应。低分子化合物结合形成高分子化合物的过程属聚合反应。简单烃转化为复杂烃(形成石油)的反应是典型的聚合反应,在饱和烃类中的这种反应常导致氢作为一种副产品而生成:

地球化学

有机化合物互相结合过程若同时除去小分子化合物,如H2O、HX等,该反应称为缩合反应。由氨基酸失水缩合形成肽的反应就是缩合反应:

地球化学

缩聚反应是地质体中高分子聚合物(腐殖质和)干酪根形成过程中最重要的一种反应。

(6)解聚合反应。将大分子分裂为小分子的过程叫做解聚合反应,它是聚合过程的反过程,例如,淀粉分解为糖、蛋白质分解成氨基酸。长链烃类通过受热或催化剂作用(或两者的共同作用)发生的解聚合反应常被称为裂解,一种饱和烃的裂解常常产生未饱和的化合物。解聚合反应的简单例子为辛烷的裂解:

地球化学

(7)加成反应。不饱和烃分子中常含有双键和三键,反应中双键断裂,新的原子或原子团分别加到不饱和键两端的碳原子上,生成饱和的化合物,称为加成反应。如:

地球化学

有机反应与一般的无机反应有很多不同之处,有机反应的主要特征是:①起始反应物质一般为复杂的混合物,而不是单一的化合物,并且常常无法确定这些混合物中某些组分的精确化学式;②反应进行得慢且常不完全;③混合物组分反应的一般过程能够被说明,但每种物质反应的细节常不清楚;④一种复杂有机分子一般能按不同的途径、在能量粗略相等的不同反应中、在酶的有机催化促成下发生反应,因此,诸如平衡、自由能和氧化电位等概念在有机反应中没有大的意义,但在实验室内的有机反应中,由于单个物质能够分开,若以上变量能够被控制时上述概念仍可应用。

⑶ 哪些化学反应吸收热量哪些化学反应放出热量

化学反应是断开旧的化学键而组成新的化学键的过程
任何化学放映都有释放能量和吸收能量的过程
断开化学键就是释放能量 组成新的化学键就是吸收能量
判断化学反应是释放能量还是吸收能量分析
1释放能量大于吸收能量 则为放出能量
2吸收能量大于释放能量 则为吸收能量
一般情况 化学反应都是以热量为主的转递
释放能量的反应 1.任何物质的燃烧(如氢气 碳硫铁铝)
(主要是化合反应) 2.碱性氧化物溶于水 (也是放热能量)
吸收能量的反应 1.盐的分解 (如:碳酸钙 碳酸氢钠等 吸收热量就分解)
(主要是分解反应) 2.电解水或电解某些盐来取得活泼金属的单质(水通电分解氢气和氧气 氯化镁通电分解成单质镁和氯气)

⑷ 化学反应象皮筋一样存储能量吗

化学反应的实质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程(高中课本中的定义,初中课本中的定义是分子分裂为原子,原子再重新组成分子的过程,这两者是一样的),其中旧的化学键断裂需要从外界吸收能量,然后组成新的化学键是会放出能量(这里的能量通常表现为热量,当然也可以是光能,电能等其他形式的能量),如果在化学反应中旧的化学键断裂需外界吸收的能量要大于组成新的化学键时放出能量,也就是说该化学反应在总体上表现为从外界吸收热量(能量),可以认为此时化学反应在“储存能量”(外界的能量转换为物质的化学能,即化学键的键能,相当于外力对橡皮筋做功,能量转换为橡皮筋的弹性势能)

那么,反之当在化学反应中旧的化学键断裂需外界吸收的能量要小于组成新的化学键会放出的 能量,也就是说该化学反应在总体上表现为向外界释放热量(能量),我们也可以认为该化学反应是将其原来“储存”的能量向外界释放。

总而言之,这两者是可以类比的,具有一定的相似性,但他们的实质并不完全相同。

⑸ 吸热反应储存能量的物质

A.吸热发应是一个储存能量的过程,故A错误;
B.吸热发应是一个储存能量的过程,故B正确;
C.吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生,如碳能与二氧化碳在加热条件下反应,属于吸热反应,故C错误;
D.当反应物的能量高于生成物总能量时,反应是放热反应,故D错误.
故选B.

⑹ 储存能量的形式是什么

1、机械能(动能,势能)

机械能是动能与势能的总和,这里的势能分为重力势能和弹性势能。我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。决定动能的是质量与速度;决定重力势能的是质量和高度;决定弹性势能的是劲度系数与形变量。

2、分子势能(内能)

分子势能是分子间由于存在相互的作用力,从而具有的与其相对位置有关的能。分子势能是内能的重要组成部分。

3、光能

光能[luminous energy;light energy]是光子运动对应的能量形式,光能是由太阳、蜡烛等发光物体所释放出的一种能量形式,光能是一种可再生性能源。

4、磁能

泛指与磁相联系的能量,严格地说应指磁场能。在线圈中建立电流,要反抗线圈的自感电动势而做功,与这部分功相联系的能量叫做自感磁能。

5、电能

电能,是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。电能既是一种经济、 实用、清洁且容易控制和转换的能源形态,又是电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品( 它同样具有产品的若干特征,如可被测 量、预估、保证或改善。

6、化学能

化学能是一种很隐蔽的能量,它不能直接用来做功,只有在发生化学变化的时候才可以释放出来,变成热能或者其他形式的能量。

7、核能

核能(或称原子能)是通过核反应从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc² ,其中E=能量,m=质量,c=光速

⑺ 化学反应象皮筋一样存储能量吗

化学反应中,旧化学键的断裂会克服原子之间的静电引力,需要吸收能量;新化学键的形成会的形成会释放能量。如果一个化学反应中新化学键形成释放的总能量更多,那么反应表现为释放能量(主要是放热反应),反应物中储存的部分化学能转化为热能等其它形式的能量;如果吸收的总能量更多,那么反应表现为吸收能量(如吸热反应、光合作用中的光反应等),外界的能量转化为化学能储存起来。
旧化学键的断裂会克服原子之间的静电引力后静电势能增加而存储能量,而橡皮筋形变后存储的是弹性势能,从这个意义上来说两者类似。

⑻ 生物化学中哪些反应放出能量

(1)三大营养素等在生物氧化过程中所释放的能量,有一大部分以热能的形式散失于周围环境中,另一部分则以化学能形式储存与某些特殊的
高能化合物(如ATP)中,当生物体需要能量时再释放出来被利用。
(2)高能化合物在生物化学中是指水解时释出的能量大于30kJ/mol的含磷酸酯键或硫酯键的化合物。高能化合物所含的磷酸键称高能磷酸键,硫酯键称高能硫酯键。
(3)ATP是高能化合物中的一种,含有高能磷酸键。ATP的分子中蕴藏着大量的能量:1molATP水解成ADP时可释放30.5kJ能量。
(4)ATP的水解反应(伴有一个磷酸键断裂)为:
ATP+H2O→ADP+H3PO4
(5)虽然1molATP水解成ADP时可释放30.5kJ能量,但不是只有30.5kJ能量参与ATP与ADP的转换过程。这30.5kJ能量是ATP水解成ADP反应中所产生的化学能与一个磷酸键键能的差值。
(6)结论:ATP转化成ADP之前,这部分化学能储存在ATP的分子中,而不在ADP分子中; ATP转化成ADP之后,这部分化学能有一部分被用来断裂磷酸键,剩余部分释放出来被机体利用而消失。而ADP可以在呼吸链氧化过程中直接获取能量,用无机磷酸合成ATP;也能接受代谢物中所形成的1个磷酸基团和一部分能量转变成ATP,但需要注意的是:新获取的能量不是当时ATP转化成ADP时所释放的那30.5kJ能量,也就是说ATP与ADP的相互转换过程中,没有固定不变的哪份能量在被反复储存或被转来转去不断循环使用。
(7)疑问及解答分析

疑问一:“ATP转化成ADP之前水解释放的30.5kJ能量是不是储存在ATP分子的磷酸键(可以发生断裂的那个磷酸键)中呢?”
解答:答案是否定的。理由如下:
第一,这30.5kJ能量是化学能。化学能是物质本身所具有的能量,不同的物质由于组成、结构不同,所具有的化学能也不相同。物质越稳定,其化学能越低;物质越活泼,其化学能越高。当一个化合物水解时能释放出较多的自由能(化学能)是取决于这个化合物整个分子结构,以及反应系统中各个组分的情况。
第二,这30.5kJ能量不是键能。键能是指拆开1mol 共价键所要吸收的能量,单位是kJ∕mol。分子越稳定,其键能越大,拆开这样的化学键就要消耗更多的能量,即这样的分子中化学键断裂时就要吸收更多的能量。同一个化学键断裂和形成所吸收和放出的能量是相等的,都等于键能。如果这30.5kJ能量是存在于磷酸键中的键能,那在ATP转化成ADP过程中,断裂这个磷酸键要从机体吸收30.5kJ能量?放出30.5kJ能量,吸收30.5kJ能量,相互抵消,何谈给机体提供能量呢?

疑问二:“在ATP转换为ADP的过程中,总是有1个磷酸键断开,这个化学键的断开与ATP水解反应中能量变化的关系是怎样的呢?”
解答:这个关系在实质上是化学键与化学反应中能量变化的关系。
化学键与化学反应中能量变化的关系,取决于断开反应物种化学键所吸收能量之和与原子形成生成物中化学键所放出能量之和的相对大小。
如果断开反应物中化学键所吸收能量之和大于原子形成生成物中化学键所放出能量之和,则反应就表现为吸热反应;反之,反应就表现为放热反应。
例如,已知下列化学键的键能为:H-H 436kJ/mol, Cl-Cl 243kJ/mol, H-Cl 431kJ/mol。试计算化学反应 H2 + Cl2== 2HCl的能量变化。
解析:断开反应物种化学键所吸收能量之和: 436kJ/mol+243kJ/mol==679kJ/mol
形成生成物中化学键所放出能量之和:2× 431kJ/mol==862kJ/mol
则有,断开反应物中化学键所吸收能量之和 - 原子形成生成物中化学键所放出能量之和==679kJ/mol-862kJ/mol
==-183kJ/mol
所以,反应为放热反应。放出能量为183kJ/mol。

疑问三:“既然化学键不能给机体供能,那么为什么生物化学中还要使用化学键来表述生物氧化与能量代谢呢?”
解答:原因在生物化学教材中有解释,解释如下:生物化学中把水解时释出的能量大于30kJ/mol的含磷酸酯键或硫酯键的化合物统称为高能化合物。高能化合物所含的磷酸键称高能磷酸键,硫酯键称高能硫酯键;一般用符号“~”表示。实际上这样的名称是不恰当的,因为一个化合水解物水解时能释放出较多的自由能(化学能)是取决于这个化合物整个分子结构,以及反应系统中各个组分的情况;且在物理化学上所谓的“高能键”是指断裂该键时,需要大量能量,键能越高越稳定。而在生物化学中是指随着水解反应或基团转移反应可释放大量自由能的键。该名称虽不够确切,但为了在生物化学中方便叙述,仍采用。

疑问四:“既然化合水解物水解时能释放出较多的自由能(化学能)是取决于这个化合物整个分子结构,以及反应系统中各个组分的情况,那为什么还说1molATP水解成ADP时可释放30.5kJ能量。”
解答:30.5kJ只是一个平均数,为了方便叙述。而且在不同版本中这个值可能不同。比如在姚泰主编的第六版《生理学》教材中采用的是“33.47kJ”(第197页)。实际上,1molATP水解成ADP时可释放的能量在一定范围内以30.5kJ为基点上下波动,影响因素参见疑问三的解答。

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