氢气性质和用途
第四节 氢气的性质和用途
第四节氢气的性质和用途一、氢气的性质（一）、氢气的物理性质：在通常状况下，氢气是一种没有颜色、没有气味的气体。
在1标准大气压下，氢气在-252.4℃时，能变成无色的液体，在-259.1℃时，能变成雪状的固体。
氢气难溶于水。
在标准状况下，氢气的密度是0.0899克/升，是同体积空气的114，是最轻的气体，这也是可用向下排空气法收集氢气的原因。
（二）、氢气的化学性质：1、氢气的可燃性：（1）、纯净的氢气在空气里安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，生成水，放出大量热。
氢气 + 氧气点燃水2H2 + O2点燃2 H2O氢气中混有空气，遇火要发生爆炸。
因此，使用氢气时，要特别注意安全。
点燃氢气前，一定要先检验氢气的纯度。
检验氢气纯度的方法：收．集一试管氢气．．．．．．，用．．拇指堵住试管口．．．．．．．并．向下靠．．．近．火焰．．，移．．开拇指点火．．．．．，如．．听．到尖锐的爆鸣声．．．．．．．，就．．表明氢气不纯．．．．．．，要．．再收集．．．，再．．检验．．，直．．到响声很小．．．．．，才．．表明．．氢．气．已纯净．．．。
（２）、氢气在黄绿色的氯气里燃烧，发出苍白色的火焰，放出大量的热，生成氯化氢（HCl)气体，溶于水，得到盐酸。
氢气＋氯气点燃氯化氢H2 + Cl2点燃2HCl溶于水得到盐酸２、氢气的还原性：在干燥的硬质试管底部铺一层黑色的氧化铜，管口微向下倾。
通入氢气，过一会儿给氧化铜加热，黑色的氧化铜逐渐变为光亮的红色铜，生成水。
氢气＋氧化铜∆铜＋水Ｈ２＋ CuO ∆ Cu ＋H2O［注意：做这个实验，要先通入一会儿氢气，把试管里的空气排尽，以免氢气里混入空气，加热时发生爆炸；实验结束，要先拆离酒精灯，继续通入氢气，直到生成的铜冷却，不然，红热的铜又要氧化成氧化铜。
］在这个反应里，氧．化铜中的氧被氢气夺去了．．．．．．．．．．．，还．．原．生．成．了．铜．，氢．．气被氧化成．．．．．了水．．。
、还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。
氢气的化学性质
氢气的化学性质氢气是一种化学元素，性质非常特殊。
下面将从物理性质、化学性质、反应特性和用途等几个方面来介绍氢气的化学性质。
1.物理性质氢气的化学式为H2，分子量为2.016。
在常温下，氢气是一种无色、无臭、无味且非常轻的气体。
它的密度非常小，约为空气的1/14，因此氢气具有很强的升力和可燃性。
氢气在常温下不易液化，需要恒定的高压和低温。
液态氢气的熔点为-259.2℃，沸点为-252.8℃。
2.化学性质氢气燃烧时，需要与氧气发生反应才能释放出大量能量。
因为氢气的分子结构非常简单，只有两个原子，非常容易与其他元素结合。
以下是氢气的一些重要化学性质：（1）燃烧性物理学家最早就发现氢气是一种极易燃的物质。
只要点燃氢气，就会发生猛烈的爆炸，释放出大量的能量，其中水是氢与氧反应的产物。
燃烧的化学方程式为：2H2 + O2 → 2H2O因为氢气无毒、无害，燃烧后只有水和少量的氮氧化物排放，所以氢气被誉为最环保且最清洁的能源之一。
（2）活泼性氢气是一种非常活泼的元素，在高温和高压下，它可以与大多数元素反应，包括碳、氮、氧和卤素等。
当氢气与其他元素结合时，生成的化合物通常都是极为稳定的化合物。
例如，氢气与氧气反应，生成的水可以在普通的环境温度和压力下稳定存在。
（3）邻居效应由于氢气的特殊性质，当它结合到其他原子后，可导致与氢气发生反应的邻居原子发生变化。
因此，氢气的存在可以影响化学反应的速率和产物。
3.反应特性氢气不仅可以与氧气发生燃烧反应，还可以与许多其他气体和液体发生反应。
以下是氢气和其他物质反应的一些典型反应：（1）与金属反应氢气可以与大多数金属反应，生成相应的金属氢化物。
反应方程式为：M + H2 → MH2其中M表示金属。
这种反应对于储氢和制备氢气是很有用的。
（2）与卤素反应氢气可以与氯、溴和碘等卤素单质发生反应，生成相应的卤化氢。
反应方程式为：H2 + X2 → 2HX其中X表示卤素。
这种反应是氢气的一种重要用途之一。
九年级化学氢气的性质和用途
contents
目录
• 氢气的基本性质 • 氢气的制备与存储 • 氢气的用途 • 氢气与环境保护 • 氢气安全知识
01 氢气的基本性质
物理性质
氢气是一种无色、无味、无臭 的气体，难溶于水，易溶于有 机溶剂。
氢气的密度非常小，是空气密 度的1/14，因此氢气在空气中 会上升。
固态存储
利用某些金属或合金能够吸收氢气的特性进行存储。固态存储安全便 捷，但存储密度相对较低。
注意事项
氢气易燃易爆，存储和使用过程中需严格遵守安全操作规程；避免与 氧化剂接触；定期检查存储设备完好性。
实验室制备氢气
锌与稀硫酸反应法
在实验室中，常用锌与稀硫酸反应制 备氢气。将锌粒加入稀硫酸中，反应 生成硫酸锌和氢气。这种方法简单易 行，适用于小规模制备氢气。
氢气燃烧产生的能量高，燃烧效率高，可以减少能源消耗和污染物排放。
氢气在环保领域的应用
氢能源汽车
工业领域
以氢气为燃料的汽车，其尾气排放仅 为水蒸气，不会对环境产生污染，是 未来环保出行的重要方式之一。
氢气可用于工业领域的许多过程中，如 石油炼制、合成氨、合成甲醇等，提高 生产效率的同时减少污染物排放。
生物质发酵法
利用微生物在厌氧条件下分解生物质（如农作物废弃物、畜禽粪便等）产生氢气。这种方 法具有环保和可再生的优点，但产氢效率相对较低。
存储方式与注意事项
高压气态存储
将氢气压缩至高压状态存储在钢瓶或管道中。这种方式存储密度较高， 但需要高压设备，且存在安全隐患。
低温液态存储
将氢气冷却至极低温度（-253℃）使其液化后存储在绝热容器中。液 态氢存储密度高，但液化过程能耗大且需要严格的绝热措施。
初三化学知识点总结之氢气的性质和用途
初三化学知识点总结之氢气的性质和用途
朱熹曾说过：不勤于始，将毁与中。
换句话就是：勤于始、精于始，才能成于始。
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详细内容请看初三化学知识点。
氢气的性质和用途
1.氢气的性质(1)物理性质：密度最小的气体，难溶于水
(2)化学性质：①可燃性：氢气在空气中燃烧 2H2 + O2点燃2H2 O
现象：纯净的氢气在空气里安静地燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量
不纯的氢气点燃会爆炸，所以点燃氢气前一定要先检验氢气的纯度。
②还原性：氢气还原氧化铜 H2 +CuO加热Cu+H2 O
现象：黑色氧化铜逐渐光亮的红色的铜，管壁有水珠产生氢气还原氧化铜实验注意事项：酒精灯迟到早退，即开始时要先通入氢气后加热(目的是排净管内空气，防止氢气与管内空气混合受热发生爆炸);实验结束时要先停止加热，继续通入氢气至试管冷却(防止生成的铜受热被氧化成CuO) (3)氢气的用途：充气球，冶炼金属，高能燃料，化工原料2.生成氢气的反应(实验室制取H2最常用的试剂是：锌粒和稀硫酸，也可用②③⑤⑥⑦)
① 锌粒和稀硫酸反应Zn + H2 SO4=ZnSO4+H2 ②铁和稀硫
酸反应
Fe+H2 SO4=FeSO4 + H2
③镁和稀硫酸反应Mg+H2 SO4=MgSO4+H2 ④铝和稀硫酸反应2Al+3H2 SO4=Al2(SO4)3+3H2
⑤锌粒和盐酸反应Zn +2HCl=ZnCl2 + H2 ⑥铁和盐酸反应Fe+2HCl=FeCl2+H2
⑦镁和盐酸反应Mg + 2HCl=MgCl2+H2⑧铝和盐酸反应
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
由编辑老师为您提供的初三化学知识点，希望给您带来启发!。
氢气的性质和用途
§3-4 氢气的性质和用途
四．氢气的用途 根据氢气的性质，其主要用途如下： 1．作高能燃料——可燃性（发热量高，无 污染） 2．冶炼金属——还原性（能和金属氧化物 反应生成金属和水）
§3-4 氢气的性质和用途
四．氢气的用途——氢氧焰
[ 解题指导 ]
• 1． 实验室用锌和稀硫酸反应制取的氢气来 吹肥皂泡时，常把氢气通过盛有碱石灰的干 燥管，其目的是（ ） A．控制氢气的流速 B．除去氢气中的水 C．除去氢气中的硫酸 D．防止空气倒流 •【解析】用氢气吹肥皂泡的实验的关键就是要 氢气纯净，但用锌和衡硫酸制取的氢气常含有 少量的水蒸气，通过碱石灰的目的正是为了吸 收氢气中的水。 •【答案】B •【点拨】做好氢气流吹肥皂泡实验的关键是通 入的氢气必须干燥纯净。
2．氢气的可燃性：②若点燃氢气与空气或 氧气组成的混合气体，会怎么样？
§3-4 氢气的性质和用途
2．氢气的可燃性：②若点燃氢气与空气或 氧气组成的混合气体，极易发生爆炸。
为安全起见， 在点燃氢气前 一定要检验氢 气纯度。
§3-4 氢气的性质和用途
（2）氢气纯度检验方法：
§3-4 氢气的性质和用途
§3-4 氢气的性质和用途
2．氢气的可燃性：①纯净的氢气在空气 中燃烧
§3-4 氢气的性质和用途
2．氢气的可燃性：①纯净的氢气在空气中 安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大 量的热量，生成水（用冷而干燥的烧杯 罩于火焰上方，可看到水珠）。 ②若点燃氢气与空气或氧气组成的混合气 体，会怎么样？
§3-4 氢气的性质和用途
§3-4 氢气的性质和用途
3．氢气还原性：氧化铜 + 氢气加热→ （4）文字表达式： 氧化铜 + 氢气加热→ 铜 + 水 由氢气还原氧化铜可知，氢气可和大多数 金属氧化物反应生成相应的金属和水， 表现出还原性，故常用氢气来冶炼金属。
氢气的性质用途制备
氢气的性质用途制备氢气是一种无色、无味、无毒的气体，在自然界中以化合物的形式存在。
它是宇宙中最丰富的元素，占据了宇宙的90%以上，然而在地球上，氢气的存在量非常有限。
1.密度低：氢气是最轻的气体，其密度比空气低约14倍，因此它能够很快地上升并逸散到大气中。
2.易燃：氢气是非常易燃的，在空气中与氧气接触会发生剧烈的燃烧，火焰呈无色的状况。
燃烧产生的唯一副产物是水，因此氢燃料被认为是一种环保的能源源。
3.较低的能量密度：氢气的能量密度相对较低，从而需要在储存和运输过程中使用高压或低温的制冷装置。
这是使用氢气作为能源的一个挑战。
氢气的用途：1.工业：氢气可以用作工业过程中的还原剂和氢化剂，用于金属冶炼、合成橡胶和塑料等化学反应。
2.燃料电池：氢气可以用于燃料电池中作为燃料，通过与氧气反应产生电能，从而在汽车、飞机和电力系统等领域提供清洁且高效的能源。
3.气球：由于氢气的密度低，其可用于装填气球。
氢气的制备方法：1.水电解法：将电流通过水中，水分子被电解分解为氢气和氧气。
2.碱金属与水的反应：将碱金属（如钠、锂）和水反应，生成氢气。
3.石墨电极电解法：通过电解氢氟酸，可以得到纯度较高的氢气。
4.煤气化法：将煤或其他含碳质燃料与水蒸气反应，生成氢气。
5.石油和天然气催化转化法：使用催化剂对石油或天然气进行转化，生成氢气。
虽然氢气具有许多潜在的优势，例如无污染、可再生等，但也有一些挑战需要克服。
首先，氢气的制备过程可能会产生二氧化碳等温室气体，需要使用可再生能源来减少其对环境的影响。
其次，氢气的储存和运输也是一个挑战，因为它需要在高压或低温下储存，并且需要大量的能源来实现。
总的来说，氢气具有许多潜在的应用和优势，特别在可再生能源领域具有重要的地位。
随着技术的发展和研究的深入，相信氢气会为人类社会的发展做出重要贡献。
氢气的性质和用途和制法
氢气的性质和用途和制法氢气是一种无色、无味、无毒的气体，化学符号为H2。
它是宇宙中最丰富的元素之一，在地球上主要以化合物的形式存在，例如水和生物体。
下面将详细介绍氢气的性质、用途和制法。
氢气的性质:1. 轻：氢气是最轻的元素，其分子量为2。
由于其低密度，氢气可以迅速上升并很容易逃逸到大气中。
2. 易燃：氢气是非常易燃的。
它可以与氧气反应，产生水和大量的热能。
这使得氢气成为理想的燃料候选。
3. 无毒：氢气是无毒的，对人体没有害处。
4. 易溶于液体：氢气可以溶解在某些液体中，例如液态氮和液态氧。
这种性质使得液氢的储存和运输变得更为方便。
氢气的用途:1. 能源：氢气是理想的燃料，可以用于发电、热能和交通运输。
它可以作为燃料电池的燃料，通过与氧气反应产生电能，并且只产生水作为副产品。
这种能源形式被认为是清洁、可再生的能源解决方案。
2. 化学工业：氢气是许多化学反应中重要的原料。
例如，氢气可以与氧气反应形成水，与氨气反应形成氨。
另外，氢气被用作石油加工、金属加工和化学品生产等过程中的氢化还原剂。
3. 氧气和空气混合气体：氢气与氧气的混合气体，也称为氢气和氧气的2:1混合，常用于高温焊接、切割和金属硬化等工业过程中。
这种气体被称为乙炔气，是最广泛使用的燃烧气体之一。
4. 氢气透析：氢气还可以用于透析过程中。
透析是一种通过半透膜分离溶质和溶剂的方法，氢气透析可以有效去除某些重金属离子和有害物质。
氢气的制法:1. 蒸气法制氢：水蒸气与固体还原剂（如锌、铁、铝等）反应，可以制备氢气。
反应方程式为：2H2O + Zn →ZnO + H2。
2. 电解法制氢：将水置于电解槽中，通过电流通入水中，水的分子会被电解成氢气和氧气。
反应方程式为：2H2O →2H2 + O2。
3. 化学反应法制氢：氢气可以通过一些化学反应制备，如铝和盐酸反应产生氢气。
反应方程式为：2Al + 6HCl →2AlCl3 + 3H2。
4. 生物发酵法制氢：通过微生物的代谢反应，可以制备氢气。
氢气的性质用途制备
②操作环节：
a、组装仪器，检验装置气密性：
关闭导气管旳活塞，从球形漏斗注水，一段时 间后，若存在上下固体液面差，气密性良好。
b、从出气口加固体药物，不超出容器容积旳 1/3，开启活塞，液体从球形漏斗加入。
C、用排水法搜集氢气，关闭活塞，检验氢气 旳纯度。
d、搜集气体，盖上玻璃片倒放在试验桌上
注意事项：
1、优点：控制反应旳开始与结束 2、启普发生器不能加热，也不能用于强烈旳
放热反应和剧烈放出气体旳反应 3、必须是：块状固体+液体 反应制取气体
三、氢气ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用途
性质
氢气旳密度比空气小 可燃性 还原性
用途
充气球 高能燃料 冶炼金属
四、氢气旳试验室制取：
1、原料：锌粒和稀盐酸/稀硫酸 2、反应原理： Zn+ H2SO4= ZnSO4+ H2↑ 3、反应旳发生装置： 固体和液体不加热制气体 4、搜集措施：排水法、向下排空气法
5、启普发生器旳使用措施 ①构成：葫芦状容器、球形漏斗、旋塞导管
2.还原性 加热
化学方程式： H2+CuO === Cu+H2O
现象： (1)黑色粉末变成红色粉末； (2)试管口有水滴出现
注意事项：
1、先通氢气，排净小试管内旳空气后再加热。 2、导气管旳管口要插入小试管底部但不要与
氧化铜接触。 3、黑色氧化铜全部转变为红色铜后，先移开
酒精灯，继续通氢气。待试管冷却到室温， 方可移去导气管，停止通气。 4、试管口要略向下倾斜，预防水珠倒流炸裂 试管。
氢气旳性质、用途、制备
一、氢气旳物理性质
原则状态下 1. 无色、无味旳气体
2. 密度比空气小（H2是密度最小旳气体） 3. 难溶于水
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CuO + H2
Cu + H2O
氢气的用途
合成氨
氢气和氮气在有催化剂存在条件下可以合成氨。其反应 为放热反应，反应温度在350~530℃，反应压力为 15~25MPa，每生产一吨氨约需氢气（STP） 1965m3及氮气（STP）668 m3。
合成气
合成气是含氢气及一氧化碳的混合气体，用以合成各 种化工产品及燃料油，如合成甲醇、合成燃料油、合 成甲烷及羰基合成制醛等。
2HCl + 184kJ
氢气的化学性质
氢气在高温下的化学反应
点火
2H2 + O2
2H2O
+ 573kJ
高温、高压
3H2 + N2
2NH3 + 92.1kJ
催化剂
氢气的化学性质
在油品加氢精制反应中，氢气与非烃化合物反应 除去油品中的杂质。如加氢脱硫醇。
RSH + H2
RH + H2S
氢气的还原反应
氢气用途
炼油工艺中的加氢过程
氢气是炼油工业中加氢裂化及加氢精制等油品精制工艺中主要的原 料。加氢裂化是在有催化剂和一定的操作条件下使重质馏份油发 生加氢裂化反应。该过程的化学反应是十分复杂的，包括了加氢 反应，也会发生焦化反应等，使各种烃类发生断环、断链、脱烷 基及加氢饱和等，脱除原料中的硫、氮、氧和金属等杂质，重质 馏份油转化为气体、石脑油、航空煤油及柴油等轻质油料产品的 过程。
氢气性质
氢气是无色无臭气体，无毒无腐蚀性。 沸点-252.8 ℃，自然点400 ℃，爆炸极 限4.1% — 74%，极微溶入水、醇、乙醚 及各种液体，高温有催化剂时很活泼， 极易燃、易爆（当极限达到28%静电火花 就可以燃烧）并能与许多非金属和金属 化合，易窒息。
氢气的性质
液态氢气的物理性质
熔点（三相点），K 沸点，K 临界温度，K 临界压力，kPa 临界体积，cm3/mol 密度，g/l 汽化热，J/mol
氢气的用途
氢气的其它用途
1、在电力工业中，氢气可作为汽轮发电机的冷却剂，导热系数高。液 态氢又是宇航和火箭的重要燃料；固态氢具有金属性并有超导性能。 2、在一些磁性材料、磁性合金的生产中，需要高纯度氢气作保护气， 以提高其磁性和稳定性。 3、在尼龙、塑料、农药的生产中也都离不开氢，需加入一定纯度的氢 气，生产相应的产品。 4、在冶金工业中，氢气的使用颇为广泛。在有色金属—钨、钼、钛等 的生产和加工中，使用高纯度的氢气作为还原气。
13.947 20.38 33.18 1315 66.949 0.08987 899.1
氢气的性质
氢气在一般溶剂中的溶解度很低
溶剂 水 乙醇 .4 76.4 75.6
氢气的化学性质
氢气在低温下的化学反应
暗处
H2 + F2
2HF + 536kJ
光 H 2+ Cl2
氢气的用途
6、在硅钢片的生产中，需要高纯度的氢气作保护气；在硬质合金、 粉末冶金材料的生产中，也需要高纯度氢气作保护气。 7、在一些薄板、带钢的轧制中常常使用氮气—氢气混合气，作为保 护气。 8、在电子工业中，也十分广泛地使用高纯度氢气，主要用于电子材 料、半导体材料和器件、集成电路以及真空器件的生产。 9、在建筑材料和轻工业中，如玻璃和人造宝石的制造和加工，氢气 被广泛地用作燃烧气和保护气。 氢气优点：便于储存和运输，对环境无污染，被誉为“清洁”的新 能源。
氢气性质和用途
能源结构与现状
中国
75%
煤
石油 17%
其他 2%
6% 天然气
世界
40%
石油
24%
天然气
煤 其他
10%
26%
➢ 世界能源主要依赖不可再生的化石资源； ➢ 我国能源结构面临经济发展和环境保护的双层压力； ➢ 氢能可再生，且超级洁净，生成物为水，基本能实
现污染物零排放，被誉为“二十一世纪的能源”；