最轻的气体——氢气
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
16
面临的问题
国家氢能“９７３”项目首席科学家毛宗强质疑 美国专家:发展氢能就将破坏臭氧层吗？
“固态氢能”火箭不污染太空 洁净高效的氢能-开发氢能的关键技术
……
17
中央电教馆资源中心制作
2004.７
18
亨利·卡文迪什 H.Cavendish, （1731-1810) 英国杰出物理学家
和化学家
可燃物的温度要达到着火点
急速的燃烧发生在有限的
空间里，就会在短时间内聚
集大量的热,使气体体积迅
速膨胀而引起爆炸
爆炸极限：
空气如果混入氢气的体积达到 总体积的4% ~ 74.2% ，点燃时就 可能发生爆炸。
小结:
任何可燃性气体或粉尘与助燃 性气体混合遇火都可能爆炸。所以 使用氢气前一定要验纯。
7
点燃氢气前 一定要检验氢气的纯度
（验纯）
验纯方法
8
化学性质——还原性 氢气还原氧化铜 氢气做还原剂
9
氢能——新能源
能源可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指从自 然界获得，而且可以直接应用的热能或动力，通常包括煤、 石油、天然气等化石燃料（又称矿物燃料），及水能、核能、 地热能等。目前消耗巨大的主要是化石燃料。其中石油、煤、 天然气大约占总消耗的85%。二次能源能通常是指需依靠其 他能源而获得的能源，如电能、汽油、氢能等。在各种能源 中，目前已应用的比较普遍的，如煤、石油、天然气、水力 等称为常规能源；新近才利用的能源或正在开发研究的能源， 如核裂变、核聚变、太阳能、氢能、地热能等称为新能源。 根据新能源是否造成环境污染，又可分为污染型能源和清洁 型能源。煤和石油是污染型能源，氢能、水力、燃料电池和 太阳能等是清洁能源。
12
飞艇失火
13
“兴登堡”号事件
1937 年 ， 世 界 上 最 大 的德国飞艇“兴登堡”号， 在美国新泽西洲赫斯特湖 航空港着陆时，在系留塔 附近着火爆炸，烈火包围 了整个艇身，90多名乘客 仓惶逃命，其中有30多人 死亡。事后调查，有人认 为是静电火花引起火灾， 有人认为是飞艇被雷击中。 总之，这场灾难是由于可 燃的氢气造成的，至此， 民航方面禁止使用氢气。
3
物理性质
色 味 态 无色无味的气体 密度 同条件下密度最小的气体 溶解性 难溶于水 熔、沸点 101kPa下，-252℃时，液态 -259℃，固态
氢气球升空
4
化学性质——可燃性 点燃氢气
点燃不纯氢气
点燃氢气泡
5
为什么纯净的氢气能安静地燃烧， 而混合气体却发生了爆炸？
燃烧 条件
爆炸 条件
6
可燃物要跟氧气接触
最轻的气体
氢气
1
目录
氢气的发现 物理性质 化学性质 氢能——新能源
氢与航天业
“兴登堡”事 件
未来发展
面临的问题
2
氢的发现
氢，可以说是万物之祖，大约100亿年前，遍布太空的是 大量的氢核。由于一系列核聚变形成了碳原子核、氧原子 核……又经亿万年的复杂变化，才逐步形成了太阳、星星、 地球、月亮等。直到现在，太阳总体积的80%仍是氢。目前， 地球上氢的含量也很丰富，若按原子个数计算，地壳中每100 个原子中，就有17个氢原子，仅次于氧而居第二位。人类真 正认识氢只有200年多年，1766年，英国化学家开文迪许用铁 屑和盐酸制得氢气，并用排水法收集起来。1787年，法国化 学家拉瓦锡正多给它取名为氢，意思是水的制造者，因为它 在空气中能燃烧生成水。
14
氢气的未来发展
液氢可作为未来航空燃料 主宰未来世界的主要能源-氢能本世纪能源开发新热点
低温与航空、航天技术 氢能燃料电池汽车驶上长安街
……
15
低温与航空、航天技术
低温使室温下气体转化成液体，气体液化后其密度 增加几百倍，液化后的气体必须在绝热良好的容器里保 存，容器的重量比起用压力容器装容同等质量的气体方 法要减轻许多。因此液氧和液氢常常作为推进火箭使用 的燃料，火箭是人们探索宇宙所必需的运载工具。第二 次世界大战时发射的火箭已用液氧和酒精或煤油作为燃 料，到二十世纪五十年代液氢取代酒精/煤油成为火箭 燃料，因为它的比冲量比煤油大30%。一架宇宙飞船的 推进火箭携带的液氧多达530m3，液氢1438m3。这些低 温燃料还起到冷却火箭外壳，使它与大气高速摩擦时不 被烧蚀。有人研究用液氢与甲烷固液混合物作为近音速 和远超音速飞机的燃料，因为低温燃料可以冷却飞机表 面。
19
拉瓦锡 Antoine Lavoisier
（1743-1794） 法国化学家
20
10
氢与航天业的发展
热气球 氢气球 飞艇 飞机
火箭 飞船 ……
高能燃料
11
1783年，法国人蒙哥尔费兄弟研制 成功载人热气球，同年氢飞球诞生。人 类终于首次飞上天空。很快地，气球开 始投入实用。同时，有动力的可控气 球——飞艇也得到初步发展。伴随着轻 型内燃机的出现，实用飞艇终于在19世 纪末研制成功。20世纪初，大型飞艇投 入航空运输。到20世纪30年代，飞艇技 术迅速发展，并达到了技术的最高峰。 飞艇在航空运输中担任着主要任务。特 别是要跨越海洋，来往于欧洲、美洲和 亚洲之间，行程几千公里，只有飞艇才 能又迅速又舒适地运送旅客。然而，最 沉重的打击，却来自飞艇本身——氢气 着火爆炸和设计事故
面临的问题
国家氢能“９７３”项目首席科学家毛宗强质疑 美国专家:发展氢能就将破坏臭氧层吗？
“固态氢能”火箭不污染太空 洁净高效的氢能-开发氢能的关键技术
……
17
中央电教馆资源中心制作
2004.７
18
亨利·卡文迪什 H.Cavendish, （1731-1810) 英国杰出物理学家
和化学家
可燃物的温度要达到着火点
急速的燃烧发生在有限的
空间里，就会在短时间内聚
集大量的热,使气体体积迅
速膨胀而引起爆炸
爆炸极限：
空气如果混入氢气的体积达到 总体积的4% ~ 74.2% ，点燃时就 可能发生爆炸。
小结:
任何可燃性气体或粉尘与助燃 性气体混合遇火都可能爆炸。所以 使用氢气前一定要验纯。
7
点燃氢气前 一定要检验氢气的纯度
（验纯）
验纯方法
8
化学性质——还原性 氢气还原氧化铜 氢气做还原剂
9
氢能——新能源
能源可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指从自 然界获得，而且可以直接应用的热能或动力，通常包括煤、 石油、天然气等化石燃料（又称矿物燃料），及水能、核能、 地热能等。目前消耗巨大的主要是化石燃料。其中石油、煤、 天然气大约占总消耗的85%。二次能源能通常是指需依靠其 他能源而获得的能源，如电能、汽油、氢能等。在各种能源 中，目前已应用的比较普遍的，如煤、石油、天然气、水力 等称为常规能源；新近才利用的能源或正在开发研究的能源， 如核裂变、核聚变、太阳能、氢能、地热能等称为新能源。 根据新能源是否造成环境污染，又可分为污染型能源和清洁 型能源。煤和石油是污染型能源，氢能、水力、燃料电池和 太阳能等是清洁能源。
12
飞艇失火
13
“兴登堡”号事件
1937 年 ， 世 界 上 最 大 的德国飞艇“兴登堡”号， 在美国新泽西洲赫斯特湖 航空港着陆时，在系留塔 附近着火爆炸，烈火包围 了整个艇身，90多名乘客 仓惶逃命，其中有30多人 死亡。事后调查，有人认 为是静电火花引起火灾， 有人认为是飞艇被雷击中。 总之，这场灾难是由于可 燃的氢气造成的，至此， 民航方面禁止使用氢气。
3
物理性质
色 味 态 无色无味的气体 密度 同条件下密度最小的气体 溶解性 难溶于水 熔、沸点 101kPa下，-252℃时，液态 -259℃，固态
氢气球升空
4
化学性质——可燃性 点燃氢气
点燃不纯氢气
点燃氢气泡
5
为什么纯净的氢气能安静地燃烧， 而混合气体却发生了爆炸？
燃烧 条件
爆炸 条件
6
可燃物要跟氧气接触
最轻的气体
氢气
1
目录
氢气的发现 物理性质 化学性质 氢能——新能源
氢与航天业
“兴登堡”事 件
未来发展
面临的问题
2
氢的发现
氢，可以说是万物之祖，大约100亿年前，遍布太空的是 大量的氢核。由于一系列核聚变形成了碳原子核、氧原子 核……又经亿万年的复杂变化，才逐步形成了太阳、星星、 地球、月亮等。直到现在，太阳总体积的80%仍是氢。目前， 地球上氢的含量也很丰富，若按原子个数计算，地壳中每100 个原子中，就有17个氢原子，仅次于氧而居第二位。人类真 正认识氢只有200年多年，1766年，英国化学家开文迪许用铁 屑和盐酸制得氢气，并用排水法收集起来。1787年，法国化 学家拉瓦锡正多给它取名为氢，意思是水的制造者，因为它 在空气中能燃烧生成水。
14
氢气的未来发展
液氢可作为未来航空燃料 主宰未来世界的主要能源-氢能本世纪能源开发新热点
低温与航空、航天技术 氢能燃料电池汽车驶上长安街
……
15
低温与航空、航天技术
低温使室温下气体转化成液体，气体液化后其密度 增加几百倍，液化后的气体必须在绝热良好的容器里保 存，容器的重量比起用压力容器装容同等质量的气体方 法要减轻许多。因此液氧和液氢常常作为推进火箭使用 的燃料，火箭是人们探索宇宙所必需的运载工具。第二 次世界大战时发射的火箭已用液氧和酒精或煤油作为燃 料，到二十世纪五十年代液氢取代酒精/煤油成为火箭 燃料，因为它的比冲量比煤油大30%。一架宇宙飞船的 推进火箭携带的液氧多达530m3，液氢1438m3。这些低 温燃料还起到冷却火箭外壳，使它与大气高速摩擦时不 被烧蚀。有人研究用液氢与甲烷固液混合物作为近音速 和远超音速飞机的燃料，因为低温燃料可以冷却飞机表 面。
19
拉瓦锡 Antoine Lavoisier
（1743-1794） 法国化学家
20
10
氢与航天业的发展
热气球 氢气球 飞艇 飞机
火箭 飞船 ……
高能燃料
11
1783年，法国人蒙哥尔费兄弟研制 成功载人热气球，同年氢飞球诞生。人 类终于首次飞上天空。很快地，气球开 始投入实用。同时，有动力的可控气 球——飞艇也得到初步发展。伴随着轻 型内燃机的出现，实用飞艇终于在19世 纪末研制成功。20世纪初，大型飞艇投 入航空运输。到20世纪30年代，飞艇技 术迅速发展，并达到了技术的最高峰。 飞艇在航空运输中担任着主要任务。特 别是要跨越海洋，来往于欧洲、美洲和 亚洲之间，行程几千公里，只有飞艇才 能又迅速又舒适地运送旅客。然而，最 沉重的打击，却来自飞艇本身——氢气 着火爆炸和设计事故