5.1_洁净的燃料-氢气.ppt

第五章燃料,5.1洁净的燃料氢气,1783年11月，法国的罗齐埃和达尔朗德乘坐由蒙特哥菲兄弟发明的热气球第一次升上了天空，开创了人类航空的新时代。,物理性质,一：氢气的物理性质,2、0、101.3kPa下，=0.090g/L，（相同条件下密度最小的气体。),1、通常状况下，无色、无味的气体。,3、极难溶于水。,4、沸点为252，熔点为259。,试与氧气比较其物理性质的异同?,101.3kPa，-252时氢气变为无色液体；101.3kPa，-259时，氢气变成雪状固体,氢气与氧气的物理性质的比较,通常状况下，为无色无味的气体,极难溶于水,不易溶于水,密度比空气小（0.090gL-1）,密度比空气大（1.429gL-1）,氢气的火焰颜色是什么样呢?,再看看,化学性质,实验探究,氢气燃烧实验：注意观察现象，思考上述问题。,火焰的颜色,干冷烧杯内壁,接触烧杯手的感觉,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁有水雾,手感到发烫，放出大量热,纯净氢气的燃烧:,安静的燃烧.,化学性质,二、氢气的化学性质,2、氢气的可燃性,1、常温下，氢气的化学性质稳定。,思考:该实验能否证明水由H和O两种元素组成?,现象：淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾，放出大量热,在法国人罗齐埃第一次乘热气球飞上天空后第二年，他计划乘气球飞越英吉利海峡。为飞得更远他决定把氢气球和热气球组合在一起去飞越海峡。然而升空不久，两只气球碰到了一起发生了爆炸，葬送了他年轻的生命。这是航空史上的第一个悲剧。,航空史上的悲剧,想一想，为什么点燃纯净的氢气不会爆炸，而点燃氢气和氧气的混合气体就会爆炸？,纯净的氢气在空气中燃烧并未爆炸，那么这起空难究竟是怎么回事呢？,氢气是一种易燃、易爆气体，当空气里混入氢气的体积达到总体积的4.0%74.2%时，点燃时就会发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限。,点燃或加热氢气前，必须验纯,拓展：点燃或加热其他可燃性气体前，都必须验纯如：煤气、天然气、,如何检验氢气的纯度？,尖锐的爆鸣声氢气不纯,“噗”的一声氢气纯净,如果氢气不纯净，我们应该怎么做？,继续收集氢气检验，如果还是用刚才手上的那只试管，我们能否直接用它继续向下排气法收集呢？,正确操作：用拇指堵住。移近火焰，移开拇指点火。,某同学收集一试管氢气，按右下图所示用拇指堵住试管口，移近火焰，移开拇指点火，检验氢气的纯度，结果没有听到任何声音，分析其原因：,答：氢气的密度比空气小，试管口向上时，移开拇指后，氢气逸出。,原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,氢气的实验室制法,发生装置：固液不加热型,收集装置：排水法或向下排空气法,启普发生器,优点：能随时控制反应的发生和停止。,1下列氢气的性质中，属于化学性质的是（）A标准状况下氢气密度小于空气的密度B混有空气中的氢气，点燃易发生爆炸C氢气难溶于水D液态氢是无色液体,2下列反应的生成物，不污染空气的是（）A在空气中燃烧煤B在空气中燃烧石油C燃放烟花爆竹D氢气在空气中燃烧,某同学用燃着的蜡烛去点燃集气瓶里的氢气，发现瓶口有出现；当燃着的蜡烛伸入集气瓶时，发现蜡烛火焰，再把蜡烛拿出瓶外时，蜡烛又。这说明氢气能够，但支持燃烧。,不能,淡蓝色火焰,熄灭,着火,燃烧,将氢气与氧气的性质和用途作比较，各有什么异同之处？,氢气燃烧与电解水比较,化学性质,二、氢气的化学性质,3、氢气的还原性,化学方程式为:2H2+O2=2H2O,点燃,氢气还原氧化铜,2、氢气的可燃性,（1）装置：,1、常温下，氢气的化学性质稳定。,（2）注意事项：通氢气前要先检验纯度试管口略向下倾斜导气管要伸到试管的底部,氧化铜上方试管口不能用橡皮塞堵住实验时，要先通氢气排空气，后加热结束时，要先熄灯，待试管冷却后再停止通氢气。,防止冷凝水倒流使试管破裂。,（3）现象：试管中黑色固体变为亮红色试管口有水出现,（4）化学方程式：CuO+H2=Cu+H2O,还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应氧化反应：物质与氧发生的反应,氢气使氧化铜还原为铜,氢气具有还原性,（2）注意事项：通氢气前要先检验纯度试管口略向下倾斜导气管要伸到试管的底部,氧化铜上方试管口不能用橡皮塞堵住实验时，要先通氢气排空气，后加热结束时，要先熄灯，待试管冷却后再停止通氢气。,放氧化铜的试管口为什么要略向下倾斜？还原氧化铜时，为什么要先通氢气一会儿，再加热？通氢气的导气管为什么要伸入到试管的底部并在氧化铜的正上方？实验在停止加热后，为什么还要继续通氢气，直到试管冷却为止？,思考,防止生成的水倒流使试管破裂。目的是把试管中的空气排出，防止加热时发生爆炸目的是把试管底部的空气排尽，并有利于氢气与氧化铜充分接触、充分反应。防止灼热的铜再被氧化成氧化铜。,（5）步骤：一通、二点、三熄、四停,如颠倒会发生爆炸,如颠倒铜会重新变成氧化铜,酒精灯：“迟到早退”氢气：“早出晚归”,氢灯灯氢,先通氢气防爆炸，后停氢气防氧化,（1）氢能源的优点：产物是水无污染。燃烧放热多，热值高。制取氢气的原料来源广。,（3）氢能源尚未得到广泛的应用的原因,1.理想的高能燃料：,（2）氢燃料电池：能量转化方式：化学能电能,制取成本高,储存、运输中的安全问题未解决,氢气的用途,2.填充探空气球：密度最小，但不安全，通常用氦气。,决定,氢气的用途,1、填充探空气球（因为氢气的密度比空气小）2、作高能燃料（因氢气有可燃性）3、焊接金属（因氢气有可燃性）4、冶炼金属（因氢气具有还原性）,氢气的用途,决定,5、制盐酸：H2+Cl2=2HClHCl气的水溶液叫盐酸。,点燃,氢气用途,性质,物理性质：通常状况下，无色无味的气体，密度比空