1、可燃性 。发热量为液化石油气的两倍半。在空气中爆炸极限为4、1~75、0%(体积)。在空气中燃烧时有浅蓝色火焰,生成物只有水。
2、常温下不活泼,但在高温下是高度活泼的。加热时能与多种物质反应,如与活泼非金属生成气态氢化物;与碱金属、钙、铁生成固态氢化物。
3、还原性 。在加热的条件下,氢气可以从许多金属氧化物中还原出金属单质,自身氧化成水,这就是氢气的还原性。所得到的金属纯度很高。
①可燃性
发热量为液化石油气的两倍半。在空气中爆炸极限为4.1~75.0%(体积)。在空气中燃烧时有浅蓝色火焰,生成物只有水。
②常温下不活泼,但在高温下是高度活泼的。加热时能与多种物质反应,如与活泼非金属生成气态氢化物;与碱金属、钙、铁生成固态氢化物。
③还原性
在加热的条件下,氢气可以从许多金属氧化物中还原出金属单质,自身氧化成水,这就是氢气的还原性。所得到的金属纯度很高。
氢气还原氧化铜的实验,是说明氢气还原性的一个典型实验。
1.H2物性:密度最小的气体,无色无味,难溶于水。化性:具有可燃性和还原性,个别与碱金属中显氧化性。
O2物性:无色无味气体,不易溶于水,密度为1.429克每升沸点-183度熔点-218度。化性:可与绝大部分物质反应具有强氧化性,通常说具有助燃性。
N2:物性:无色无味气体,不易溶于水,密度为1.25克每升.沸点-196度。化学性质:较为稳定的气体。
2.因为活性炭的多孔结构,具有吸附功能
4.加热后的水含氧量极少,矿物质也很少
5.物性:无色有刺激性气味气体,比空气轻,极易溶于水,易液化。
化性还原性,氨的水溶液叫氨水、是可溶性弱碱,有碱通性 ,但氨气不属于碱。
用途:大量用于制尿素,铵态氮肥以及硝酸,氨还可用做致冷剂
6.只有溶于水和水作用后产生氢氧根离子才行。如氧化钠,不溶性的氧化铜就不行。
氢气常温下性质稳定,在点燃或加热的条件下能多跟许多物质发生化学反应。
①可燃性(可在氧气中或氯气中燃烧):2H2+O2=点燃=2H2O(化合反应)
(点燃不纯的氢气要发生爆炸,点燃氢气前必须验纯)
H2+Cl2=点燃=2HCl(化合反应)
②还原性(使某些金属氧化物还原)
H2+CuO
Cu+H2O(置换反应)
3H2+Fe2O3=高温=2Fe+3H2O(置换反应)
3H2+WO3
W+3H2O(置换反应)
共价
虽然氢气在通常状态下不是非常活泼,但氢气与绝大多数元素会组成化合物。
碳氢化合物已知有数以百万种,但它们不会由氢气和碳直接化合形成。
氢气与电负性较强的元素(如卤素)反应,在这些化合物中氢的氧化态为+1。
氢与氟、氧、氮成键时,可生成一种较强的非共价的键,称为氢键。
氢键对许多生物分子具有重要意义。
氢也与电负性较低的元素(如活泼金属)生成化合物,这时氢的氧化态通常为 -1,这样的化合物称为氢化物。
氢与碳形成的化合物,由于其与生物的关系,通常被称为有机物,研究有机物的学科称为有机化学,而研究有机物在生物中所起的作用的科学称为生物化学。
按某些定义,“有机”只要求含有碳。
但大多数含碳的化合物通常都含有氢。
这些化合物的独特性质主要是由碳氢键决定的。
故有时有机物的定义要求物质含有碳氢键。
无机化学中,H- 可以作为桥接配体,连接配合物中的两个金属原子。
这样的特性通常在13族元素中体现,尤以硼烷、铝配合物和碳硼烷中。
氢化物
含有氢元素的二元化合物称为氢化物。
“氢化物”一词暗含氢显负价,且其氧化态为-1的意思。
氢负离子记做H-,其存在是1916年由吉尔伯特·路易斯预言的。
1920年Moers用电解氢化锂,在阳极产生氢气,从而证明了氢化物的存在。
对于非IA或IIA族的元素形成的氢化物,“氢化物”一词并不准确,因为氢的电负性并不高。
IA族碱金属的氢化物中有一个例外,即高聚物氢化锂。
氢化铝锂中4个氢原子紧靠铝原子。
虽然氢可与几乎所有的主族元素形成氢化物,但这些氢化物的原子配比却并不单一,例如二元的硼烷已发现100多种,但氢化铝只有一种。
二元氢化铟还未被发现,但它存在于更大的配合物中。
质子与酸
对氢原子的氧化,也即让氢原子失去其电子,即可得到H+(氢离子)。
氢离子不含电子,由于氢原子通常不含中子,故氢离子通常只含1个质子。
这也就是为什么常将H+直接称为质子的原因。
H+是酸碱理论的重要离子。
*** 的质子H+不能直接在溶液或离子晶体中存在,这是由氢离子和其他原子、分子不可抗拒的吸引力造成的。
除非在等离子态物质中,氢离子不会脱离分子或原子的电子云。
但是,“质子”或“氢离子”这个概念有时也指带有一个质子的其他粒子,通常也记做“H+”。
为了避免认为溶液中存在孤立的氢离子,一般在水溶液中将水和氢离子构成的离子称为水合氢离子(H3O+)。
但这也只是一种理想化的情形。
氢离子在水溶液中事实上以类似于H9O4+的形式存在。
尽管在地球上少见,H3+离子(质子化分子氢)却是宇宙中最常见的离子之一。
可燃性
氢气燃烧
氢气是一种极易燃的气体,在空气中的体积分数为4%至75%时都能燃烧。
氢气燃烧的焓变为−286 kJ/mol:
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l); ΔH = -572 kJ/mol
氢气占4%至74%的浓度时与空气混合,或占5%至95%的浓度时与氯气混合时是极易爆炸的气体,在热、日光或火花的 *** 下易引爆。
氢气的着火点为500 °C。
纯净的氢气与氧气的混合物燃烧时放出紫外线。
因为氢气比空气轻,所以氢气的火焰倾向于快速上升,故其造成的危害小于碳氢化合物燃烧的危害。
氢气与所有的氧化性元素单质反应。
氢气在常温下可自发的和氯气(需要光照)反应 ,氢气和氟气在冷暗处混合就可爆炸,生成具有潜在危险性的酸氯化氢或氟化氢。
在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色。
然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,过一会儿,我们可以看到,纯净的氢气在空气里安静地燃烧,产生淡蓝色的火焰(氢气在玻璃导管口燃烧时,火焰常略带黄色)。
用烧杯罩在火焰的上方时,烧杯壁上有水珠生成,接触烧杯的手能感到发烫。
氢气在空气里燃烧,实际上是氢气跟空气里的氧气发生了化合反应,生成了水并放出大量的热。
这个反应的化学方程式是:
2H2+O2=点燃=2H2O
取一个一端开口,另一端钻有小孔的纸筒(或塑料筒等),用纸团堵住小孔,用向下排空气法收集氢气,使纸筒内充满氢气。
把氢气发生装置移开,拿掉堵小孔的纸团,用燃着的木条在小孔处点火,注意有什么现象发生。
(做这个实验时,人要离得远些,注意安全。
)
我们可以看到,刚点燃时,氢气在小孔处安静地燃烧,过一小会儿,突然听到“砰”的一声响,爆炸的气浪把纸筒高高炸起。
实验测定,空气里如果混入氢气的体积达到总体积的4%~74.2%,点燃时就会发生爆炸。
这个范围叫做氢气的爆炸极限。
实际上,任何可燃气体或可燃的粉尘如果跟空气充分混合,遇火时都有可能发生爆炸。
因此,当可燃性气体(如氢气、液化石油气、煤气等)发生泄漏时,应杜绝一切火源、火星,禁止产生电火花,以防发生爆炸。
正是由于这个原因,我们在使用氢气时,要特别注意安全。
点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度。
用排水法收集一试管氢气,用拇指堵住,移近火焰,移开拇指点火,如果听到尖锐的爆鸣声,就表明氢气不纯,需要再收集,再检验,直到响声很小,只有“扑”的一声才表明氢气已纯净。
如果用向下排空气法收集氢气,经检验不纯而需要再检验时,应该用拇指堵住试管口一会儿,然后再收集氢气检验纯度,否则会发生爆炸的危险。
因为刚检验过纯度的试管内,氢气火焰可能还没有熄灭,如果立刻就用这个试管去收集氢气,氢气火焰可能会点燃氢气发生器里尚混有空气的氢气,使氢气发生器发生爆炸。
用拇指堵住试管口一会儿,就使试管内未熄灭的氢气火焰因缺氧气而熄灭。
另外氢气在氧气过量和低温有催化剂的条件下点燃可生成过氧化氢(H2O2)(氧元素的化合价为-1)
氢气的化学性质之一
在常温下,氢气的化学性质是稳定的。在点燃或加热的条件下,氢气很容易和多种物质发生化学反应。纯净的氢气在点燃时,可安静燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量,有水生成。若在火焰上罩一干冷的烧杯,可以烧杯壁上见到水珠。
2H2+O22H2O
把点燃氢气的导管伸入盛满氯气的集气瓶中,氢气继续燃烧,发出苍白色火焰,放出热量,生成无色有刺激性气味的气体。该气体遇空气中的水蒸气呈雾状,溶于水得盐酸。
H2+Cl22HCl
在点燃氢气之前,一定要先检验氢气的纯度,因为不纯的氢气点燃时可能发生爆炸。实验测定,氢气中混入空气,在体积百分比为H2∶空气=75.0∶25.0~4.1∶95.8的范围内,点燃时都会发生爆炸。氢气不但能跟氧单质反应,也能跟某些化合物里的氧发生反应。例如:将氢气通过灼热的氧化铜,可得到红色的金属铜,同时有水生成。
H2+CuOCu+H2O
在这个反应里,氢气夺取了氧化铜中的氧,生成了水;氧化铜失去了氧,被还原成红色的铜,证明,氢气具有还原性,是很好的还原剂,氢气还可以还原其它一些金属氧化物,如三氧化钨(WO3);四氧化三铁(Fe3O4)、氧化铅(PbO)、氧化锌(ZnO)等。
氢气的化学性质之二
在常温下,氢气比较不活泼,但可用合适的催化剂使之活化。在高温下,氢气是高度活泼的。它在2000K时的分解百分数仅为0.08,5000K时则为95.5。氢的氧化态为+1、-1。氢气的主要反应如下(R为烷基):
H2+Cl22HCl
2H2+COCH3OH
H2+RCH=CH2+CORCH2CH2CHO
H2+非金属非金属氧化物
H2+活泼金属M(如Li、Na、Ca)→盐型氧化物(MH、MH2)
H2+金属氧化物→低价氧化物→金属
H2+烯、炔等不饱和烃饱和烃
氢气的化学性质之三
氢气的化学性质 ①可燃性 发热量为液化石油气的两倍半。在空气中爆炸极限为4.1~75.0%(体积)。燃烧时有浅蓝色火焰。②常温下不活动,加热时能与多种物质反应,如与活泼非金属生成气态氢化物;与碱金属、钙、铁生成固态氢化物。③还原性,能从氧化物中热还原出中等活泼或不活泼金属粉末。④与有机物中的不饱和化合物可发生加成或还原反应(催化剂,加热条件下)。
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