,氢气的性质和用途
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。
初中化学《氢气的性质和用途》教案
初中化学《氢气的性质和用途》教案教学目标：1.了解氢气的性质和用途。
2.掌握氢气的实验室制备方法。
3.培养学生对氢气的观察、实验和应用能力。
教学重点：1.氢气的性质包括：氢气是一种无色、无味、无毒的气体，燃烧时会产生大量的热和光。
2.氢气的用途包括：作为燃料、氢气球、制冷剂等。
教学难点：氢气的实验室制备方法。
教学准备：化学实验室设备和试剂：锌粒、稀盐酸、烧瓶、气密瓶等。
PPT、图片和视频资料。
教学过程：一、导入（5分钟）1.展示一些与氢气相关的图片和视频资料，激发学生对氢气的兴趣。
2.提问：你们知道氢气的性质和用途吗？请谈谈你们的了解。
二、讲解氢气的性质和用途（15分钟）1.介绍氢气的性质：氢气是一种无色、无味、无毒的气体，燃烧时会产生大量的热和光。
2.讲解氢气的用途：氢气可以作为燃料来使用，在气球、火箭等方面得到广泛应用；氢气还可以作为制冷剂，因为氢气具有低沸点和高热传导性能，适用于一些特定的冷冻场所。
三、展示实验制备氢气（15分钟）1.介绍实验设备和试剂：锌粒、稀盐酸、烧瓶、气密瓶等。
2.展示实验过程并详细讲解：首先将锌粒放入烧瓶中，然后加入适量的稀盐酸，观察并记录实验现象，最后将产生的氢气收集到气密瓶中。
3.与学生一同进行实验操作，并引导学生进行观察和记录。
四、讨论和总结（15分钟）1.与学生一起讨论实验中观察到的现象和实验操作的原理。
2.引导学生总结氢气的性质和用途，将学生的总结记录在黑板上，并进行讨论。
五、小结（5分钟）1.复习本节课学习的内容和重点。
2.激发学生对下节课的兴趣。
拓展延伸：1.请学生自行查阅资料，了解氢气的其他用途，并进行小组展示。
2.进行有关氢气的课外实践活动，如制作氢气球、观察氢气燃烧等。
教学反思：本节课通过展示图片和视频资料，激发学生的兴趣，并结合实验操作，让学生亲身体验氢气的性质和制备过程。
在讨论和总结环节中，学生积极参与，深入思考，并形成了初步的认识和理解。
通过本节课的教学，学生不仅学习了氢气的性质和用途，还培养了实验观察和应用能力。
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
氢气的性质及氢气的用途
氢气的性质及氢气的用途氢气的性质及氢气的用途氢在所有元素中是量轻的。
在元素周期表中位于第一位。
氧原子核外只有一个电子。
氢有三种同位素，氢主要以化合状态存在于水、石油、煤、天然气以及各种生物的组织中。
它在地壳内的含量以原子百分比表示约为17.o%(水含有11% 重量的氢，泥土中含有约15%，100千米的高空主要成份也是氢气，但在大气层中的含量却很低(邻近地面的空气只有极少量的氢。
光谱分析的结果表明，大阳和星球的大气中含有大量的氢，以原子百分比表示大约81.75%，从整个宇宙来看，氢是含量最多的一种元素。
(一)氢气的物理性质在通常状况下，氢气是一种无色，无味和无嗅的气体。
它比空气轻(据测定，在标准状况下(温度为0?，压强为101， 325千帕)，1升氢气的质量是0.089克。
氢气跟同体积的空气相比，质量约是空气的1,14，比空气轻重4(38倍。
在101. 325千帕下，氢气在一252(8?(20.2K)时，能变成无色的液体，在一259(2?(13(8K)时，能变为雪状的固体。
它难溶于水，也难液化。
这样轻的气体，自然具有最大的扩散速度和很高的导热性，它的导热率比空气大7倍。
氢在水中的溶解度很小，而在镍、钯和钼中的溶解度都很大，一体积的钯能溶解几百体积的氢。
氢的渗透性很强，常温下可透过橡皮和乳胶管，在高温下可透过钯、镍、钢等金属薄膜。
由于氢气具有很强的渗透性，所以当钢暴露于一定温度和压力的氢气中时，渗透于钢的晶格中的原子氢在缓慢的变形中引起脆化作用。
它在钢的微观孔隙中与碳反应生成甲烷。
随着甲烷生成量的增加，使孔隙扩张成裂纹，加速了碳在微观组织中的迁移，降低了钢的机械性能，甚至引起材质的损坏。
(二)氢气的化学性质氢气在常温下性质稳定，但在点燃或加热等条件下，能够跟许多物质发生化学反应。
1 氢气的可燃性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。
这一反应过程中有大量热放出，是相同条件下汽油的三倍。
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,氢气的性质和用途
《氢气的性质和用途》教案
【教学目标】: 1. 认识氢气的物理性质，重点掌握氢气的化学性质，
并结合性质了解氢气的用途。
2．理解点燃氢气前为何要先验纯的原理，掌握验纯的方法。
3．从得失氧的角度了解氧化反应和还原反应，氧化剂和还原剂。
4．培养学生观察现象，分析、推导问题解决问题，综合
及归纳等思维能力。
5．使学生初步树立量变引起质变以及对立统一辨证唯物主义思想。
【重、难点】: 氢气的化学性质
【教学方法】: 实验引导，观察分析，结合多媒体直观形象化，
学生为主体。
【教具准备】: 多媒体电脑一台；实验室制取氢气仪器一套；试管；铁架台；
尖嘴和长玻璃管各一个；酒精灯；塑料罐；烧杯；火柴；氧化铜。
l 提问：一般来说，空气中不含有的气体有：
A．氧气 B．氢气 C．稀有气体 D．水蒸气
（学生回答）
l 引言：为什么空气中一般不含有氢气呢？因为它在自然界
中以单质形式存
在很少，主要存在于化合物中。
为了获得氢气，上节课我们用什么
方法制取了氢气？（展示一瓶氢气）它是什么颜色什么气味的气体？
这属于氢气的什么性质？（学生回答）氢气还有其它什么性质呢？
氢气又有何用途？下面让我们一起来研究。
l 演示实验：完成氢气吹肥皂泡的实验。
l 提问：我们看到肥皂泡迅速上升，这说明了氢气具有什么
性质？
（学生回答）
l 学生活动：阅读课本53页第一自然段
（阅读后由学生回答总结氢气的物理性质）
l 引言：在化学上更重要的是认识物质的化学性质，那么，
氢气有什么化学
性质呢？氢气在常温下性质稳定，但在点燃或加热条件下，能与许多
物质发生化学反应。
l 演示实验：完成氢气在空气中安静燃烧的实验。
l 投影：[观察思考]
1．氢气在空气中燃烧有什么现象？产生什么物质？
2．如何用文字表示氢气在空气中燃烧的反应？
3．从实验中得出氢气具有什么化学性质？
l 播放CAI录相：氢气在空气中安静燃烧
l 师生活动：结合观察思考题及放大的实验现象，学生回答及写文字表达式，
教师引导学生总结出氢气的可燃性。
l 引言：是否点燃氢气都能安静地燃烧呢？让我们观察一个实验。
l 演示实验：完成氢气和空气混合引燃爆炸实验。
l 学生讨论：1．对比爆炸实验和燃烧实验，在反应原理上有何特点？
2．同样是氢气和氧气的反应，为何产生不同的现象呢？
请回顾第一章学习的爆炸的知识思考讨论。
（先分组讨论，然后选代表回答，教师评价）
l 播放CAI动画：演示并解释为什么纯净的氢气与不纯的氢气点燃产生
不同现象的原因。
l 引言：是否只要氢气中一旦混有空气，点燃就一定会爆炸呢？
l 讲解：爆炸极限知识及使用可燃性气体的安全知识。
l 引言：在实验室，我们在点燃氢气前必须进行验纯工作，否则易引起爆炸。
我们怎样才知道氢气是否纯净呢？请看演示实验。
l 演示实验：边演边讲实验室检验氢气纯度的操作方法及判断方法，
并向学生说明此操作是很安全的。
l 学生活动：学生用笔代替试管模拟操作，让一位学生上台演示验纯操作
并判断是否纯净。
l 引发思考：若用向下排空气法收集氢气，经检验不纯而需要再检验时，应
用拇指堵住试管口一会儿，然后才能再收集检验，否则易发生危险，这是为什么呢？
l 演示实验：用排空气法收集一试管氢气，点燃听到尖锐爆
鸣声后，将试管
横放浸入水中，让水从试管口缓缓流入，将管内未熄灭的火焰
赶出，并用纸条置于管口点燃，纸条可燃烧。
l 提问：为什么纸条会燃烧？说明了什么问题？用排水法收
集时，需要这样
做吗？（指导学生阅读课本55页注解①）
l 小结：请学生归纳本节课学习的知识要点，教师予以补充。
l 作业布置：课本58页第2题1、2、3
（第二课时）
l 引言：上节课我们学习了氢气的哪些性质？点燃氢气前为
何要先验纯？
l 氢气还有什么化学性质呢？
l 演示实验：氢气还原氧化铜实验
l
l 投影：[思考讨论]
l 1．实验观察到什么现象？
2．为什么氧化铜会变成铜，而氢气却变成水？
3．在反应中氢气发生了什么反应，表现了什么性质？氧化铜又
发生
了什么反应，表现了什么性质？
4．氢气和氧化铜两者存在什么反应关系？
5．试管口为何向下倾斜？通过氢气的导管为何要插到试管底部？
6．为什么要先通人氢气后加热，实验结束后要继续通入氢气直
至试
管冷却为止？
l 播放CAI录相：氢气还原氧化铜实验
（结合录相播放，学生思考讨论上述问题）
l 板书：H2 十 Cu0 Cu+ H20 （置换反应）
l 电脑CAI动画：分析氧化还原反应（教师边播放边组织讨论
并讲解）
l 板书：(2)还原性（写在文字表达式上方）----------用于冶炼金属
得氧，被氧化
H2 十 Cu0 Cu十 H20
失氧，被还原
还原剂氧化剂
（有还原性）（有氧化性）
还原反应：含氧化含物里的氧被夺去的反应。
l 小结：氢气的化学性质主要有可燃性和还原性
l 作业布置：课本58页第4、5题。