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能够保持氢气化学性质的是什么

我要评论(0) 字号:T T 07-23 18:41:18   浏览次数:831  栏目:物理化学
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能保持氢气化学性质的是氢分子.因为它是氢气所有状态中最稳定的。

氢气(Hydrogen)是世界上已知的最轻的气体。

它的密度非常小,只有空气的1/14,即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。所以氢气可作为飞艇的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。

灌好的氢气球,往往过一夜,第二天就飞不起来了。这是因为氢气能钻过橡胶上人眼看不见的小细孔,溜之大吉。不仅如此,在高温、高压下,氢气甚至可以穿过很厚的钢板。氢气主要用作还原剂。

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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。

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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

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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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安全注意事项:

氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体,和氟、氯、氧、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险,其中,氢与氟的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性爆炸,与氯的混合比为1:1时,在光照下也可爆炸。

氢由于无色无味,燃烧时火焰是透明的,因此其存在不易被感官发现,在许多情况下向氢气中加入乙硫醇,以便感官察觉,并可同时付予火焰以颜色。氢虽无毒,在生理上对人体是惰性的,但若空气中氢含量增高,将引起缺氧性窒息。

与所有低温液体一样,直接接触液氢将引起冻伤。液氢外溢并突然大面积蒸发还会造成环境缺氧,并有可能和空气一起形成爆炸混合物,引发燃烧爆炸事故。

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氢气的优点:

一,资源丰富。以水为原料,电解便可获得。水资源在地球上相对主要燃料石油,煤也较丰富。   

二,热值高。氢燃烧的热值高居各种燃料之冠,据测定,每千克氢燃烧放出的热量为1.4*108焦耳,为石油热值的3倍多。因此,它贮存体积小,携带量大,行程远。   

三,氢为燃料最洁净。氢的燃烧产物是水,对环境不产生任何污染。相反,以汽油,柴油为燃料的车辆,排放大量氮氧化物,四乙基铅[Pb(C2H5)4],会导致酸雨,酸雾和严重的铅中毒。更重要的是,废气中还含有3,4-苯并芘的强致癌物质,污染大气,危害健康。因此,近年来世界各国对以氢为新型能源的研究颇为重视。日本于1984年5月24日在富士高速公路以每小时200千米速度首次试车(以氢为燃料)成功。

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能保持氧气的化学性质的是氧分子

氧气是空气的组分之一,无色、无臭、无味。

氧气比空气重,在标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升,能溶于水,但溶解度很小。

在压强为101kPa时,氧气在约-180摄氏度时变为淡蓝色液体,在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。

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氧气跟金属反应

  与钾的反应:
   4K+O2=2K2O,钾的表面变暗   2K+O2=K2O2;K+O2=KO2(超氧化钾),(条件:点燃或加热,两个反应同时进行)

   与钠的反应:

  4Na+O2=2Na2O,钠的表面变暗   2Na+O2=Na2O2(条件:点燃或加热),产生黄色火焰,放出大量的热,生成淡黄色粉末。
 
  与镁的反应;2Mg+O2=2MgO(条件:点燃),剧烈燃烧发出耀眼的强光,放出大量热,生成白色固体。
 
  与铝的反应;4Al+3O2=2Al2O3(条件:点燃),发出明亮的光,放出热量,生成白色固体。
 
  与铁的反应;   4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O,(铁锈的形成)   3Fe+2O2=Fe3O4(条件:点燃),红热的铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体。
 
  与锌的反应:2Zn+O2=2ZnO(条件:点燃)
 
  与铜的反应;2Cu+O2=2CuO(条件:加热),加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质。

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早在19世纪中叶,英国科学家保尔·伯特首先发现,如果让动物呼吸纯氧会引起中毒,人类也同样。

人如果在大于0.05 MPa(半个大气压)的纯氧环境中,对所有的细胞都有毒害作用,吸入时间过长,就可能发生“氧中毒”。肺部毛细管屏障被破坏,导致肺水肿、肺淤血和出血,严重影响呼吸功能,进而使各胀器缺氧而发生损害。在0.1 MPa(1个大气压)的纯氧环境中,人只能存活24小时,就会发生肺炎,最终导致呼吸衰竭、窒息而死。

人在0.2 MPa(2个大气压)高压纯氧环境中,最多可停留1.5小时 ~ 2小时,超过了会引起脑中毒,生命节奏紊乱,精神错乱,记忆丧失。如加入0.3 MPa(3个大气压)甚至更高的氧,人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死,抽搐昏迷,导致死亡。

  此外,过量吸氧还会促进生命衰老。进入人体的氧与细胞中的氧化酶发生反应,可生成过氧化氢,进而变成脂褐素。这种脂褐素是加速细胞衰老的有害物质,它堆积在心肌,使心肌细胞老化,心功能减退;堆积在血管壁上,造成血管老化和硬化;堆积在肝脏,削弱肝功能;堆积在大脑,引起智力下降,记忆力衰退,人变得痴呆;堆积在皮肤上,形成老年斑。

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