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氢气化学,物理性质

2022-11-25 23:00:43 编辑:leo 浏览量:525

氢气化学,物理性质

由于氢气(hydrogen,H2)是一种密度较低的气体,把氢气注入气球内,便可以使它飘浮在空中。氢气是无色并且密度比空气小的气体(在各种气体中,氢气的密度最小。标准状况下,1升氢气的质量是0.0899克,比空气轻得多)。因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气,。另外,在101千帕压强下,温度-252.87℃时,氢气可转变成无色的液体;-259.1℃时,变成雪状固体。常温下,氢气的性质很稳定,不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时(如点燃、加热、使用催化剂等),情况就不同了。a. 可燃性:氢气燃烧时是无声的,同时会产生蓝色的火焰 氢气是一种很有用的燃料。在煤气中就含有超过百分之五十的氢。 氢气燃烧时所产生的高温足以把金属熔化。工业上常用氢气切割或焊接金属。氢气在空气里的燃烧,实际上是与空气里的氧气发生反应,生成水。2H2+O2=2H2O这一反应过程中有大量热放出,是相同条件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料,在火箭上使用。我国长征3号火箭就用液氢燃料。不纯的H2点燃时会发生爆炸。但有一个极限,当空气中所含氢气的体积占混合体积的4%-74.2%时,点燃都会产生爆炸,这个体积分数范围叫爆炸极限。用试管收集一试管氢气,然后用燃着木条放到试管口,如果听到轻微的“噗”声,表明氢气是纯净的。如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯。这时需要重新收集和检验。如用排气法收集,则要用拇指堵住试管口一会儿,使试管内可能尚未熄灭的火焰熄灭,然后才能再收集氢气(或另取一试管收集)。收集好后,用大拇指赌住试管口移近火焰再移开,看是否有“噗”声,直到试验表明氢气纯净为止。b. 还原性我们先来看一下以下的动画实验:氢气与氧化铜反应以上反应的实质是氢气夺取氧化铜中的氧生成水,使氧化铜变为红色的金属铜。CuO+H2=Cu+H2O在这个反应中,氧化铜失去氧变成铜,氧化铜被还原了,即氧化铜发生了还原反应。这种含氧化合物失去氧的反应,叫做还原反应。能夺取含氧化物里的氧,使它发生还原反应是的物质,叫做还原剂。还原剂具有还原性。我们知道性质决定用途,那么氢气有什么用呢?根据氢气所具有的燃烧性质,它可以作为燃料,可以应用与航天、焊接、航天、军事等方面;根据它的还原性,还可以用于冶炼某些金属材料等方面。附.氢能源(Hydrogen energy)在氢气的多种用途中,把氢用作能源是最重视的。氢能源有许多优点:氢气燃烧时,放出的热量大:燃烧后生成的产物是水,无污染;氢来源于水,资源丰富,氢气可以管道输送;通过燃料电池,氢气燃烧反应的能量容易转换为电能,等等。作为理想高能燃料的液氢,目前已在宇宙火箭、航天飞机、导弹、燃料汽车等方面应用。此外,氢元素中的重氢(又称氘)是制造氢弹的主要原料。它们的原子核聚合到一块所释放的聚变能很大,1kg氘通过聚变反应释放的能量与1。2*10t标准煤相当,比核电站反应堆里发生的裂变反应的能量大4倍!海水里含有几十万亿吨氘,按世界上目前的能量耗水平均计算,海水中的氘可供人类使用几白亿年。目前,氢能源尚未得到广泛应用,这里因为在制造、贮存、运输氢气等方面都还有许多技术问题没有解决,世界上许多科学家正在这些领域进行研究。现代社会的能源主要依靠石油、天然气和煤。使用这些燃料,尤其是燃煤,会造成空气污染。而且,在 地球上这些资源是有一定限度的,按现在的产量一直开采下去,终有一天这些资源会趋于枯竭。因此,开发新能源,尤其是开发氢能源,对人类社会的可持续发展是很有意义的。

标签:氢气,物理性质,化学

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