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氫有哪些化學性質

發布時間:2022-02-07 20:21:08

1. 氫氣有什麼化學性質

在常溫下,氫氣的化學性質是穩定的。在點燃或加熱的條件下,氫氣很容易和多種物質發生化學反應。純凈的氫氣在點燃時,可安靜燃燒,發出淡藍色火焰,放出熱量,有水生成。若在火焰上罩一乾冷的燒杯,可以燒杯壁上見到水珠。

2H2+O22H2O

把點燃氫氣的導管伸入盛滿氯氣的集氣瓶中,氫氣繼續燃燒,發出蒼白色火焰,放出熱量,生成無色有刺激性氣味的氣體。該氣體遇空氣中的水蒸氣呈霧狀,溶於水得鹽酸。

H2+Cl22HCl

在點燃氫氣之前,一定要先檢驗氫氣的純度,因為不純的氫氣點燃時可能發生爆炸。實驗測定,氫氣中混入空氣,在體積百分比為H2∶空氣=75.0∶25.0~4.1∶95.8的范圍內,點燃時都會發生爆炸。氫氣不但能跟氧單質反應,也能跟某些化合物里的氧發生反應。例如:將氫氣通過灼熱的氧化銅,可得到紅色的金屬銅,同時有水生成。

H2+CuOCu+H2O

在這個反應里,氫氣奪取了氧化銅中的氧,生成了水;氧化銅失去了氧,被還原成紅色的銅,證明,氫氣具有還原性,是很好的還原劑,氫氣還可以還原其它一些金屬氧化物,如三氧化鎢(WO3);四氧化三鐵(Fe3O4)、氧化鉛(PbO)、氧化鋅(ZnO)等。

氫氣的化學性質之二

在常溫下,氫氣比較不活潑,但可用合適的催化劑使之活化。在高溫下,氫氣是高度活潑的。它在2000K時的分解百分數僅為0.08,5000K時則為95.5。氫的氧化態為+1、-1。氫氣的主要反應如下(R為烷基):

H2+Cl22HCl

2H2+COCH3OH

H2+RCH=CH2+CORCH2CH2CHO

H2+非金屬非金屬氧化物

H2+活潑金屬M(如Li、Na、Ca)→鹽型氧化物(MH、MH2)

H2+金屬氧化物→低價氧化物→金屬

H2+烯、炔等不飽和烴飽和烴

氫氣的化學性質之三

氫氣的化學性質 ①可燃性 發熱量為液化石油氣的兩倍半。在空氣中爆炸極限為4.1~75.0%(體積)。燃燒時有淺藍色火焰。②常溫下不活動,加熱時能與多種物質反應,如與活潑非金屬生成氣態氫化物;與鹼金屬、鈣、鐵生成固態氫化物。③還原性,能從氧化物中熱還原出中等活潑或不活潑金屬粉末。④與有機物中的不飽和化合物可發生加成或還原反應(催化劑,加熱條件下)。
參考資料:http://www.gymzzx.com/tanglei/tlei99/c/zk09/text/zk09_115.htm

2. 氫氣的化學性質

(1)可燃性:純凈的氫氣在空氣里安靜的燃燒,不純的氫氣點燃會發生爆炸。發熱量為液化石油氣的兩倍半。在空氣中爆炸極限為4.1~75.0%(體積)。在空氣中燃燒時有淺藍色火焰,生成物只有水
(2)還原性:氫氣奪取某些金屬氧化物中的氧,使金屬還原。
在加熱的條件下,氫氣可以從許多金屬氧化物中還原出金屬單質,自身氧化成水,這就是氫氣的還原性。所得到的金屬純度很高。
氫氣還原氧化銅的實驗,是說明氫氣還原性的一個典型實驗。
(3)穩定性:在常溫下氫氣的化學性質穩定。常溫下不活潑,但在高溫下是高度活潑的。加熱時能與多種物質反應,如與活潑非金屬生成氣態氫化物;與鹼金屬、鈣、鐵生成固態氫化物。

3. 氫氣具有什麼化學性質

\氫氣的化學性質 ①可燃性 發熱量為液化石油氣的兩倍半。在空氣中爆炸極限為4.1~75.0%(體積)。燃燒時有淺藍色火焰。②常溫下不活動,加熱時能與多種物質反應,如與活潑非金屬生成氣態氫化物;與鹼金屬、鈣、鐵生成固態氫化物。③還原性,能從氧化物中熱還原出中等活潑或不活潑金屬粉末。④與有機物中的不飽和化合物可發生加成或還原反應(催化劑,加熱條件下)。

2H2+O2=點燃=2H20

4. 氫氣具有哪些化學性質

密度比空氣小,還原性,可燃性,高能量

5. 氫的化學性質是什麼

氫太容易起化學反應,以至於它不能以元素的自由態形式存在。它很容易失去電子提供給其他元素,使它只能以化合物的形式存在於自然界中。氫很容易與氧結合生成水,與氮反應生成氨氣(NH3),還可以與碳結合形成有機碳化合物。

如烷烴CnH2n+2(如辛烷,C8H18)、碳水化合物CnH2n+2On(如葡萄糖,C6H12O6)。所以,在自然資源中沒有氫分子存在,因此大量的氫氣只能通過易分解的含氫化合物(如水和甲烷)的分解而製得。

氫的化學性質很復雜。它參與了許多類型的化學反應,可以由下面的反應進行說明。

(1)作還原劑。氫原子在酸性溶液中通過氧化還原反應將它的電子(HH++e-)給了一個更活潑的金屬,如鐵,其反應式如下:

Fe2O3+3H22Fe+3H2O

(2)作氫化劑。一個氫分子添加到不飽和有機分子中,在反應過程中碳—碳雙鍵打開,兩個氫原子加到打開的鍵上,其反應式如下:

CxHYCOOH+H2CxHY+2COOH

(3)作結合劑。氫原子和其他元素結合成鍵形成氫化物。這種類型的反應有兩種形式,如共價氫化物,如水或氨,其反應式如下:

2H2+O22H2O或3H2+N22NH3

另一種是離子氫化物,氫作為陰離子[H——H-+P(hole)],從一個金屬(或合金)晶格原子接受一個電子形成一種金屬氫化物。例如,氫氣和鈉反應生成離子氫化物NaH,其反應式如下:

2Na+H22NaH

在這個反應中,鈉為陽離子(Na+),氫為陰離子(H-)。這類氫化物由氫和合金(如鐵—鈦和一些地球上的稀有物質)形成,是更多的共價物。這些合金金屬氫化物用作汽車的儲罐,因為它的形成過程是放熱的,需要時,可以通過加熱合金來游離氫化物從而獲得氫氣,作為氫燃料的供應。

值得注意的是,在常溫下,氫氣的性質很穩定,不容易跟其他物質發生化學反應。但是,當條件發生變化時,比如加熱、點燃或使用催化劑等,情況就不同了,氫氣就會發生燃燒、爆炸或者化合反應。不純的氫氣點燃時會發生爆炸。這里存在一個界限,當空氣中所含氫氣的體積占混合體積的4%~74.2%時,點燃都會發生爆炸,這個體積分數范圍叫做爆炸極限。

氫氣和氟、氯、氧、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險。其中,氫與氟的混合物在低溫和黑暗環境就能發生自發性爆炸;氫與氯的混合比是1∶1時,在光照下也可爆炸。氫由於無色無味,燃燒時火焰是透明的,其存在不易被感官發現,因此,在許多情況下,可以向氫氣中加入乙硫醇(乙硫醇是一種無色液體,有蒜氣味),以便氫氣泄漏時可以聞到,並可同時賦予火焰以顏色。

氫氣易燃易爆,曾經有過不少這樣的例子。歷史上的「興登堡」火災就是一起著名的氫氣事故。1936年3月,德國的齊柏林飛艇公司完成了夢幻般的飛艇LZ129「興登堡」號的建造,它是齊柏林飛艇為德國政府建造的飛艇艦隊中最先進的也是最大的一艘,人們以當時的德國總統興登堡的名字為其命名。它是20世紀30年代「空中的豪華客輪」,曾經連續34次滿載乘客和貨物橫跨風急浪高的大西洋,到達北美和南美。

「興登堡」號飛艇堪稱是當時世界上最大、最先進、最豪華的飛艇,它所搭載的旅客也都是成功商人和社會名流。1937年5月6日,這艘大的飛艇正在新澤西州萊克赫斯特海軍航空總站上空准備著陸,但在著陸過程中突然起火,僅僅幾分鍾的時間,華麗的「興登堡」號飛艇就在這場災難性的事故中被大火焚毀,97名乘客和乘務人員中至少有23人死亡。當時大家都在思考著一個問題,即為什麼飛艇會突然起火呢?具體原因目前尚不清楚,不過很多人認為它是由發動機放出的靜電或火花點燃了降落時放掉的氫氣所致。

另一種說法是,地面靜電通過系留繩索傳到艇身,使凝聚在氣囊蒙布上的一層水滴導電,把整個艇體變成一個巨大的電容器;雷電交加的暴雨點燃了集結在飛艇後部的氫氣。「興登堡」號失事後,飛艇退出歷史舞台。

自古水火不相容,我們都知道這個淺顯的道理,因此,通常情況下,我們都是用水來澆滅火,消防部隊就是一個很好的例子。如果說海水也能燃燒,海面上燃起通天大火,人們可能會感到不可思議,甚至覺得是天方夜譚。但事實證明,海水確實能燃燒。

1977年11月19日上午,孟加拉灣偏西熱帶氣旋襲擊了印度的安德拉邦,狂風過後,數千米的海面上突然燃起了熊熊烈火。發生大火的原因是當時時速達200千米的大風與海水發生猛烈摩擦,瞬間產生了特別高的熱量,將水中的氫原子和氧原子分離,在大風中電荷的作用下,使氫離子發生爆炸,從而形成一片「火海」。據科學家估算,這場大火所釋放的能量,相當於200顆氫彈爆炸時所釋放的全部能量。

這不得不令人感到驚訝。但我們在驚訝之餘也會得到很大的啟發,那就是海水中蘊藏著氫,蘊藏著巨大的能量,如果把海水中的氫原子與氧原子分離,就可以把氫作為能源加以利用,那時,波濤洶涌的海洋便是人類取之不盡的能源寶庫。

的確,在一定條件下,氫與氟、氯、氧等結合會發生爆炸,但這並不影響我們對氫氣的開發和利用,也不會影響氫能作用的發揮,相反我們會更多地對氫在人們的生產生活中的神奇力量而稱贊,並為之震撼!

6. 氫氣具有什麼化學性質

可燃性:純凈的氫氣在空氣里安靜的燃燒,不純的氫氣點燃會發生
爆炸

(2)還原性:氫氣奪取某些金屬氧化物中的氧,使金屬還原

(3)穩定性:在常溫下氫氣的化學性質穩定

7. 氫氣的化學性質是什麼

化學性質:氫氣常溫下性質穩定,在點燃或加熱的條件下能多跟許多物質發生化學反應。

1、可燃性(可在氧氣中或氯氣中燃燒):2H2+O2=點燃=2H2O(化合反應)。

2、還原性(使某些金屬氧化物還原):H2+CuO 。

氫氣的用途:

1、在氣象部門可用於氣象探測氫氣球的填充。

2、航天領域上可用於航天燃料推進劑。

3、化學反應的還原劑,石化反應中的加氫反應等。

4、新開發的氫能源領域,如氫能源汽車,氫能源發動機,氫能源鍋爐等都在研製開發中。



8. 氫元素的化學性質有哪些

氫氣常溫下性質穩定,在點燃或加熱的條件下能多跟許多物質發生化學反應。

①可燃性(可在氧氣中或氯氣中燃燒):2H2+O2=點燃=2H2O(化合反應)

(點燃不純的氫氣要發生爆炸,點燃氫氣前必須驗純,相似的,氘(重氫)在氧氣中點燃可以生成重水(D2O))

H2+Cl2=點燃=2HCl(化合反應)

H2+F2=2HF(氫氣與氟氣混合立刻爆炸,生成氟化氫氣體)

②還原性(使某些金屬氧化物還原)

H2+CuO

Cu+H2O(置換反應)

3H2+Fe2O3=高溫=2Fe+3H2O(置換反應)

3H2+WO3

W+3H2O(置換反應)

共價

雖然氫氣在通常狀態下不是非常活潑,但氫元素與絕大多數元素能組成化合物。碳氫化合物已知有數以百萬種,但它們無法由氫氣和碳直接化合得到。氫氣與電負性較強的元素(如鹵素)反應,在這些化合物中氫的氧化態為+1。氫與氟、氧、氮成鍵時,可生成一種較強的非共價的鍵,稱為氫鍵。氫鍵對許多生物分子具有重要意義。 氫也與電負性較低的元素(如活潑金屬)生成化合物,這時氫的氧化態通常為 -1,這樣的化合物稱為氫化物。

氫與碳形成的化合物,由於其與生物的關系,通常被稱為有機物,研究有機物的學科稱為有機化學,而研究有機物在生物中所起的作用的科學稱為生物化學。按某些定義,「有機」只要求含有碳。但大多數含碳的化合物通常都含有氫。這些化合物的獨特性質主要是由碳氫鍵決定的。故有時有機物的定義要求物質含有碳氫鍵。

無機化學中,H- 可以作為橋接配體,連接配合物中的兩個金屬原子。這樣的特性通常在13族元素中體現,尤以硼烷、鋁配合物和碳硼烷中。

氫化物

含有氫元素的二元化合物稱為氫化物。「氫化物」一詞暗含氫顯負價,且其氧化態為-1的意思。氫負離子記做H-,其存在是1916年由吉爾伯特·路易斯預言的。1920年Moers用電解氫化鋰,在陽極產生氫氣,從而證明了氫化物的存在。對於非IA或IIA族的元素形成的氫化物,「氫化物」一詞並不準確,因為氫的電負性並不高。IA族鹼金屬的氫化物中有一個例外,即高聚物氫化鋰。氫化鋁鋰中4個氫原子緊靠鋁原子。雖然氫可與幾乎所有的主族元素形成氫化物,但這些氫化物的原子配比卻並不單一,例如二元的硼烷已發現100多種,但氫化鋁只有一種。二元氫化銦還未被發現,但它存在於更大的配合物中。

質子與酸

對氫原子的氧化,也即讓氫原子失去其電子,即可得到H+(氫離子)。氫離子不含電子,由於氫原子通常不含中子,故氫離子通常只含1個質子。這也就是為什麼常將H+直接稱為質子的原因。H+是酸鹼理論的重要離子。

裸露的質子H+不能直接在溶液或離子晶體中存在,這是由氫離子和其他原子、分子不可抗拒的吸引力造成的。除非在等離子態物質中,氫離子不會脫離分子或原子的電子雲。但是,「質子」或「氫離子」這個概念有時也指帶有一個質子的其他粒子,通常也記做「H+」。

為了避免認為溶液中存在孤立的氫離子,一般在水溶液中將水和氫離子構成的離子稱為水合氫離子(H3O+)。但這也只是一種理想化的情形。氫離子在水溶液中事實上以類似於H9O4+的形式存在。

盡管在地球上少見,H3+離子(質子化分子氫)卻是宇宙中最常見的離子之一。

可燃性

氫氣燃燒

氫氣是一種極易燃的氣體,燃點只有574℃,在空氣中的體積分數為4%至75%時都能燃燒。氫氣燃燒的焓變為−286 kJ/mol:

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l); ΔH = -572 kJ/mol

氫氣佔4.1%至74.8%的濃度時與空氣混合,或佔18.3%至59激下易引爆。氫氣的著火點為500 °C。純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時放出紫外線。

因為氫氣比空氣輕,所以氫氣的火焰傾向於快速上升,故其造成的危害小於碳氫化合物燃燒的危害。氫氣與所有的氧化性元素單質反應。氫氣在常溫下可自發的和氯氣(需要光照)反應 ,氫氣和氟氣在冷暗處混合就可爆炸,生成具有潛在危險性的酸氯化氫或氟化氫。

在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣,觀察火焰的顏色。然後在火焰上方罩一個冷而乾燥的燒杯,過一會兒,我們可以看到,純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒,產生淡藍色的火焰(氫氣在玻璃導管口燃燒時,火焰常略帶黃色)。用燒杯罩在火焰的上方時,燒杯壁上有水珠生成,接觸燒杯的手能感到發燙。

氫氣在空氣里燃燒,實際上是氫氣跟空氣里的氧氣發生了化合反應,生成了水並放出大量的熱。這個反應的化學方程式是:

2H2+O2=點燃=2H2O

反過來,氫氣可以用電解水的方式制備。這個反應的化學方程式是:

H2O=H++OH-

H++e-=H

2H=H2

OH--e-=OH

2OH=H2O2

2H2O2=2H2O+O2

總的化學方程式是:2H2O=通電=2H2↑+O2↑

取一個一端開口,另一端鑽有小孔的紙筒(或塑料筒等),用紙團堵住小孔,用向下排空氣法收集氫氣,使紙筒內充滿氫氣。把氫氣發生裝置移開,拿掉堵小孔的紙團,用燃著的木條在小孔處點火,注意有什麼現象發生。(做這個實驗時,人要離得遠些,注意安全。)

我們可以看到,剛點燃時,氫氣在小孔處安靜地燃燒,過一小會兒,突然聽到「砰」的一聲響,爆炸的氣浪把紙筒頂部高高炸起。

實驗測定,空氣里如果混入氫氣的體積達到總體積的4%~74.2%,點燃時就會發生爆炸。這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。實際上,任何可燃氣體或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合,遇火時都有可能發生爆炸。因此,當可燃性氣體(如氫氣、液化石油氣、煤氣等)發生泄漏時,應杜絕一切火源、火星,禁止產生電火花,以防發生爆炸。

正是由於這個原因,我們在使用氫氣時,要特別注意安全。點燃氫氣前,一定要檢驗氫氣的純度。

用排水法收集一試管氫氣,管口朝下,用拇指堵住,試管口移近火焰,移開拇指點火,如果聽到尖銳的爆鳴聲,就表明氫氣不純,需要再收集,再檢驗,直到響聲很小,只有「撲」的一聲或幾乎無聲才表明氫氣已較為純凈,可以安全進行實驗。如果用向下排空氣法收集氫氣,經檢驗不純而需要再檢驗時,應該用拇指堵住試管口一會兒,然後再收集氫氣檢驗純度,否則會發生爆炸的危險。因為剛檢驗過純度的試管內,氫氣火焰可能還沒有熄滅,如果立刻就用這個試管去收集氫氣,氫氣火焰可能會點燃氫氣發生器里尚混有空氣的氫氣,使氫氣發生器發生爆炸。用拇指堵住試管口一會兒,就使試管內未熄滅的氫氣火焰因缺氧氣而熄滅。

另外氫氣在氧氣過量和低溫有催化劑的條件下點燃可生成過氧化氫(H2O2)(過氧化物中氧元素的化合價為-1)

9. 氫氣具有什麼化學性質

氫氣是無色並且密度比空氣小的氣體(在各種氣體中,氫氣的密度最小。標准狀況下,1升氫氣的質量是0.0899克,比空氣輕得多)。因為氫氣難溶於水,所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外,在101千帕壓強下,溫度-252.87℃時,氫氣可轉變成無色的液體;-259.1℃時,變成雪狀固體。常溫下,氫氣的性質很穩定,不容易跟其它物質發生化學反應。但當條件改變時(如點燃、加熱、使用催化劑等),情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附後具有較強的活性(特別是被鈀吸附)。金屬鈀對氫氣的吸附作用最強。

10. 氫的化學性質

由於氫原子核密度小,質量輕,且只有1個質子,因此雖然他對電子有很強的吸引力,但其他原子核對電子的引力也相對較大,一旦得到電子,很可能被搶走,所以氫原子不易得電子。而又由於它對自身的電子的吸引力較強,所以也不易失電子,而且,由於氫原子一旦得電子或失電子,電子很容易被自身吸引或搶走,這樣他就會形成離子化合物,所以他形成共用電子對的能力較弱。

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