2019科粤版九年级化学上册《洁净的燃料氢气》(知识梳理+例题演练)含解析精品教育.doc

洁净的燃料——氢气
【学习目标】
1. 认识氢气的物理性质和化学性质；了解氢气的燃烧过程及产物。

2. 知道点燃氢气之前必须验纯；初步学习如何检验氢气的纯度。

3. 认识氢气是理想的高能洁净燃料的原因。

【要点梳理】
要点一、氢气的性质及检验
1.物理性质：氢气是一种无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小（最轻的气体）。

2.化学性质：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量热，生成水。

2H2 + O22H2O
氢气氧气水
3.检验氢气的纯度：
（1）验纯的原因：如果氢气不纯，当空气里混入氢气的体积达到总体积的4.0%-74.2％时，点燃就会发生爆炸，这个范围叫做氢气的爆炸极限。

所以点燃氢气前一定要检验氢气的纯度。

（2）验纯的方法：如图所示，收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，接近酒精灯火焰，再移开拇指点火。

若听到尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯，需要再收集检验。

若声音很小或听到轻微的“噗”声，说明氢气已纯净。

【要点诠释】
1.经检验不纯需要用排空气法再重新收集时，要用拇指按住试管口一会，否则试管内的氢气火焰可能还未熄灭，有可能使气体发生器内不纯的氢气燃烧发生爆炸。

2.点燃任何可燃性气体（如氢气、一氧化碳等）之前都要检验气体的纯度，以防止发生爆炸。

要点二、理想的高能燃料——氢气
氢气具有可燃性，氢气完全燃烧时，跟空气中的氧气化合生成水，同时放出大量的热，氢气完全燃烧的热值为1.43×105 kJ·kg—1，由此可见，氢气燃烧的热值高，产物是水，所以氢气是难能可贵的既清洁又高能的理想燃料。

【要点诠释】
氢气是理想的能源（氢气燃烧放热多，燃烧产物不污染环境）。

当前发展氢能源所面临的主要问题有：高效、经济的制氢方法；贮存、运输氢气的安全问题等。

【典型例题】
类型一、氢气的性质及检验
1. 氢气是一种具有广泛用途的物质，下列关于氢气的叙述不正确的是（）
A．用氢气充灌探空气球是因为相同条件下，氢气的密度最小
B．氢气具有可燃性，可以做燃料
C．点燃氢气与氧气的混合气体时，一定会发生爆炸
D．氢气在发生化学变化时的最小微粒是氢原子
【思路点拨】物质的性质决定物质的用途，根据氢气的性质、构成等分析解答。

【答案】C
【解析】A．用氢气充灌探空气球是因为相同条件下，氢气的密度最小。

故A叙述正确；B．氢气具有可燃性，燃烧能放出大量的热，可以做燃料。

故B叙述正确；C．当空气里混入氢气的体积为总体积的4.0%～74.2%时，点燃就会发生爆炸。

因此在使用氢气时，要特别注意安全，点燃氢气前，一定要先检验氢气的纯度。

故C叙述不正确；D．原子是化学变化中的最小粒子，氢气在发生化学变化时的最小微粒是氢原子。

故D叙述正确。

【总结升华】本题主要考查了氢气的性质和用途，熟记氢气的性质和用途是解答本题的关键。

2. 检验氢气纯度时，判断氢气较纯的现象是（）
A．听到尖锐的爆鸣声B．听到轻微的爆鸣声
C．未听到声音D．试管炸裂
【思路点拨】根据检验氢气纯度的方法，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯；听到微弱的“噗噗”的声音或轻微的爆鸣声，才表明氢气已经纯净，进行分析解答。

【答案】B
【解析】检验氢气纯度的方法：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下（是因为氢气的密度比空气的小）移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到微弱的“噗噗”的声音或轻微的爆鸣声，才表明氢气已经纯净；未听到声音，氢气不一定纯净，也可能是氢气含量极少，导致未听到声音。

【总结升华】本题难度不大，掌握检验氢气纯度的方法、注意事项等是正确解答本题的关键。

3. 在常温下，氢气的化学性质比较_________，氢气和空气混合点燃可能会
___________，点燃氢气前一定要检验______________。

某人总结出可能引起氢气爆炸的原因，你认为合理的是__________________（填序号）。

①打火机去烧系气球的牵绳②鞭炮与氢气球“狭路相逢” ③哄抢氢气球时吸烟④直接点燃两
天前验纯过的氢气发生装置中导出的气体⑤当氢气体积占氢气和空气总体积的90%时点燃
【思路点拨】根据氢气属于可燃性的气体，不纯遇明火可能会发生爆炸进行解答。

【答案】活泼爆炸纯度①②③④
【解析】在常温下，氢气的化学性质比较活泼。

氢气和空气混合点燃可能会发生爆炸，点燃氢气前一定要检验纯度。

氢气属于可燃性的气体，不纯遇明火可能会发生爆炸，所以①用打火机去烧系气球的牵绳可能会引起爆炸，故合理；②鞭炮与氢气球“狭路相逢”，可能会引起爆炸，故合理；③哄抢氢气球时吸烟可能会引起爆炸，故合理；④直接点燃两天前验纯过的氢气发生装置中导出的气体可能会引起爆炸，故合理；⑤氢气的爆炸极限为4%～74.2%，当氢气体积占氢气和空气总体积的90%时点燃不会发生爆炸，故不合理。

【总结升华】本题难度不大，掌握可燃性气体在点燃时必须验纯、氢气的化学性质即可正确解答本题。

举一反三：
【变式1】在点燃氢气前，一定要_____________。

纯净的氢气在空气中燃烧，火焰呈_______色，烧杯内壁凝结有___________；用手触摸烧杯，烧杯_________。

反应的化学方程式为__________________反应类型____________据此可以发现氢气具有的化学性质是___________。

【答案】检验气体的纯度淡蓝水雾发烫2H2+O22H2O 化合反应可燃性
【解析】氢气属于可燃性气体，不纯遇明火可能会发生爆炸，所以在点燃氢气前，一定要检验气体的纯度；纯净的氢气在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色，氢气燃烧生成水，所以烧杯内壁凝结有水雾；用手触摸
烧杯，烧杯发烫。

反应的文化学方程式为2H2+O22H2O。

类型二、氢气作为理想燃料的优点及存在的问题
4. 氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用，其主要原因是（）A．制取成本高和贮存困难B．氢气燃烧条件难以满足
C．制备氢气原料极其匮乏D．氢气燃烧过程难以控制
【思路点拨】根据氢气的特点以及制取和储存进行分析解答即可。

【答案】A
【解析】A．制取成本高且不易贮存是氢气作为燃料暂时还不能广泛使用的主要原因，故正确；B．氢气是一种极易燃烧的气体，燃烧条件很容易满足，故错误；C．目前水资源受污染状况可控，大量的海水淡化后可用，故错误；D．氢气燃烧可以通过阀门来控制，故错误。

【总结升华】本题考查学生对氢能源的认识，学生应明确利用水分解制取氢气存在的急需解决的问题，同时明确氢能源的优点及广阔的应用前景。

5. 氢气是一种理想的燃料，它具有①资源丰富；②产热高；③燃烧产物是水，不污染环境这三大优点，从社会进步和发展要求的角度，你认为它作为一种能源和现有其它能源物质比较，最大的一条优点是__________（填序号）。

目前，世界各国科学家正致力于研发氢气的获得技术，我们知道电解水可产生氢气，但此法不宜大面积使用，理由是______________，你认为科学家们目前主要研究点在哪里？_________________。

【思路点拨】根据已有的知识进行分析，氢气燃烧产物为水，不会污染空气，但是使用电解水的方法制取氢气时，消耗的能源太大，一旦降低生产氢气的成本，氢气会成为普遍使用的能源。

【答案】③耗能太大廉价成本制氢
【解析】根据氢气作为能源的优点可以看出，最大的优点是燃烧产物是水，不污染环境；但是使用电解水的方法生产氢气，消耗的能源太大，科学家目前研究的重点应该是如何廉价的制取氢气，即降低制氢成本。

【总结升华】本题考查了氢气作为能源的优点以及怎样使氢气成为普遍使用的能源，完成此题，可以根据题干提供的信息结合已有的知识进行。

举一反三：
【变式1】最新信息显示，今年随着国家对新能源汽车发展的扶持政策落实，中国新能源汽车有望迎来快速增长。

关于能源，下列说法正确的是（）
A．氢能源没有污染并且成本低，现已普遍使用
B．乙醇汽油既节约石油资源，又能促进农业发展
C．地球上天然气储量相当大，取之不尽、用之不竭
D．核电站一旦发生泄露，放射性物质危害极大，因此应禁止使用核能
【答案】B
【解析】A．氢能没有污染，是理想燃料，但目前大量制取氢气的途径、氢气的贮存、使用安全问题等都没有很好的解决，还没有普遍使用；故选项错误；B．乙醇汽油的使用可以拓展农产品的使用空间，可以节约石油资类推，故选项正确；C．天然气是一种化石燃料，资源是有限的，故选项错误；D．核能是一种新能源，不能禁止使用，要合理开发使用，故选项错误。

【变式2】以氢燃料电池为动力的客车现正在北京的部分公交路线试运行。

跟普通客车不同的是，氢燃料客车运行过程中不排放任何有害气体，称为“零排放”汽车。

其原因是（）
A．氢气比空气轻B．氢气有广泛的来源
C．氢气燃烧时放热多D．氢气燃烧后只生成水
【答案】D
【解析】氢气燃烧的产物只有水，不会污染环境，即“雾排放”，被称为绿色能源。