5.1 洁净的燃料-氢气

LOGO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。在热气球载人升空后不久，法国的查尔斯和罗伯特乘另一种气球升上了天空，并没有用加热空气的方法，你知道是什么气球吗？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。实验Ⅰ：利用实验装置中的气体，吹出肥皂泡。物理性质比较实验实验Ⅱ：用嘴吹出肥皂泡。为什么会产生这些现象？物理性质一：氢气的物理性质2、0℃、101.3kPa下，ρ=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氧气色态味溶解性密度（标况）空气密度＝1.293g·L-1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（0.090g·L-1）密度比空气大（1.429g·L-1）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。航空史上的悲剧辛登堡号飞艇事件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.氢气的火焰颜色是什么样呢?再看看化学性质二、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2H2+O22H2O点燃想一想，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？氢气爆炸的微观解释：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。思考：氢能源的优点是什么（1）氢能源的优点：①产物是水无污染。②燃烧放热多，热值高。③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①制取成本高②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。决定性质用途体现氢气的用途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１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２将氢气与氧气的性质和用途作比较，各有什么异同之处？氢气燃烧电解水不同之处氢气+氧气水(H2)(O2)(H2O)水氢气+氧气(H2O)(H2)(O2)条件为点燃条件为通电生成水放出热量电解水需要消耗电能相互关系两个反应的反应物与生成物正好相反氢气燃烧与电解水比较一、今天我们简单了解了航空史上的一些故事，具体内容大家可访问下面的网站：二、家庭小实验：用电池的金属外壳与醋酸反应，制取氢气。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：①通氢气前要先检验纯度②试管口略向下倾斜③导气管要伸到试管的底部,氧化铜上方④试管口不能用橡皮塞堵住⑤实验时，要先通氢气排空气，后加热⑥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：①试管中黑色固体变为亮红色②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：①通氢气前要先检验纯度②试管口略向下倾斜③导气管要伸到试管的底部,氧化铜上方④试管口不能用橡皮塞堵住⑤实验时，要先通氢气排空气，后加热⑥结束时，要先熄灯，待试管冷却后再停止通氢气。△①放氧化铜的试管口为什么要略向下倾斜？②还原氧化铜时，为什么要先通氢气一会儿，再加热？③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？④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①防止生成的水倒流使试管破裂。②目的是把试管中的空气排出，防止加热时发生爆炸③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。④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，后停氢气防氧化氢气用途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）氢气的用途决定性质用途体现5、制盐酸：H2+Cl2=2HClHCl气的水溶液叫盐酸。点燃性质物理性质：通常状况下，无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。化学性质（1）可燃性。点燃前验纯（2）还原性用途可制探空气球氢气的性质和用途决定作高能燃料冶炼金属密度比空气小可燃性还原性焊接金属可燃性再见