大学化学H(1)

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
是周期系中第一号元素 5 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Rb Sr Y Zr Ne Mo Tc Re Rh Pa Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
1. 离子型(类盐型)氢化物 性质
（1）纯的为白色晶体， 不纯的为浅灰色至黑色
（H2-能）在具非有水离溶子剂化中合与物B特3+征、，Al3+、Ga3+等 结合成如复熔合、氢沸化点物较高， 熔融时能导电
（43L）iH受+热A时lC能l3分乙解醚为L氢i[气A和lH游4]离+ 金3L属iCl （Li4[A）lH与4水]+4反H应2O产→生L氢iO气H +Al(OH)3 +H2
2Pd + H2 2PdH 某L些aN过i5渡+金3H属2或29过8K渡,2微金.5×热属10合2k金Pa可L做a储Ni氢5H材6 料 为理想的储氢材料
Fr
Ra
103 Ac
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt Uun Uuu Uub
1 氢原子的性质及其成键特征
氢有三种同位素
符号 含量/%
11H （氕） H 12H （氘） D 13H （氚） T
99.98 0.016 0.004
氢有三种同位素
符号 含量/%
11H H 99.98
21 H
D
0.016
31 H
T
（5）是极强的还原剂 E (H2/H-)=-2.23V
如 TiCl4 + 4NaH 400℃ Ti + 4NaCl + 2H2↑
2.共价型(分子型)氢化物
（1） 大多数在固态时属分子晶体 （2） 大多数为无色，熔、沸点较低
（常3温）下化除学H2O性、B质iH差3为异液较体大外,其余均为气体
稳定性 稳定存在 能形成 不稳定 稳定的 或不存在
2 氢气的性质和用途
5. 氢气在氧气或空气中燃烧， 可得到温度近3000℃的氢氧焰
H2
+
1
2
O2
→
H2O
△rHm = -285.830 kJ·mol-1
可用于金属的切割或焊接
2 氢气的性质和用途 5. 氢气在氧气或空气中燃烧， 可得到温度近3000℃的氢氧焰。
注 意 1.点燃或加热氢气时，必须确
0.004
目前世界各地建造的实验性聚变反应堆
用的是一种D和T构成的等离子体燃料
氢有三种同位素
符号 含量/% 1H H 99.98
2H D
0.016
3H T
0.004
∵三种同位素质子数相同, 中子数不同。 ∴它们的单质和化合物的化学性质基本 相同，物理性质和生化性质则不同。
价层电子 1s1 构型
氧化数 -1,0,+1
(3) 除去CO2可得较纯的氢气
3 氢气的制备 工业上：2. 电解法 电解15%-20%氢氧化钠溶液 阴极： 2H+ +2e- → H2↑ 阳极：4OH- - 4e- → 2H2O + O2↑
制得的氢气较纯净，但耗电量大
4 氢化物 氢与其它元素形成的二元化合物
Li Be
B C NO F
Na Mg
离子
型氢
金属型氢化物
化物
共价型 氢化物
4 氢化物
1. 离子型(类盐型)氢化物
形成
2M + H2 → 2MH (M代表碱金属）
M + H2 →MH2 (M代表碱土金属)
4 氢化物
1. 离子型(类盐型)氢化物
（1）纯的为白色晶体， 不纯的为浅灰色至黑色
性质
（2）具有离子化合物特征， 如熔、沸点较高， 熔融时能导电
SiHCl3 + H2
Si + 3HCl↑
2 氢气的性质和用途 8. 高温下，氢分子可分解为原子氢 原子氢比分子氢活泼
在常温下可将Cu、Fe、Bi、Hg、Ag 等的氧化物或氯化物还原为金属
2H + CuCl2 → Cu + 2HCl 与S作用生成H2S
2H + S → H2S
3 氢气的制备
实验室 用锌和盐酸或稀硫酸作用
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑
3 氢气的制备
工业上：1. 水煤气法
(1) 天然气或焦炭与水蒸气作用, 得到水煤气
CH4
+
H2O
700-870℃ Ni、Co催化剂
CO + 3H2
C + H2O 1000℃ CO + H2
(2) 水煤气与水蒸气反应,得到CO2和H2的混合气
CO + H2O Fe、Cr催化剂 CO2 + H2
1. 氢气是无色、 无味、无臭
气体密度 8.988×10-5 的可燃性气
(g·cm-3) (为空气的1/40倍)
△fusHm
(J·mol-1)
117.15
体,是所有气 体中最轻的。
(△J·vma也poHl氢可-m1)气携球带可干90携冰3.带、74仪碘器化作银高等空试探剂测进
热导率
0.187
(W·m行-1·人K-1工) (为降空雨气。的5倍)
6 55 56 57- 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
Cs
Ba
71 La
Hf
Ta
W Re Os
Ir
Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 87 88 89- 104 105 106 107 108 109 110 111 112
原子半径
/pm 电离能 (kJ·mol-1) 电子亲合能 (kJ·mol-1)
37 1312 -72.8
电负性 2.20
1.失去价电子→H+ 2.结合一个电子:H-
易与活泼金属形 成离子型氢合物
3.易与非金属通过 共用电子对形成 共价型氢化物
2 氢气的性质和用途
熔点/℃ 沸点/℃
-259.23 -252.77
氢
ⅠA
1 1 ⅡA H
元素周期表
0
ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA 2 He
23 4
5 6 7 8 9 10
Li Be
B C N O F Ne
3 11 12 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
Ⅷ
ⅠB ⅡB 13 14 15 16 17 18
氢N是a M宇g 宙间所有元素中含量最丰Al 富Si 的P S元C素l Ar 在自然界中主要以化合态存在 4 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
保氢气的纯净；
2.使用氢气的厂房要严禁烟火 加强通风。
2 氢气的性质和用途 6. 氢气在加热时，可与许多金 属或非金属反应，生成氢化物
详见“氢化物”
2 氢气的性质和用途
7. 氢气在高温下，可与氧化物氯 化物反应，得到金属或非金属
如 工业上高纯钨和硅的制取
高温
WO3 + 3H2
W + 3H2O
高温
Al Si P S Cl
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I
Cs Ba La Hf Ta W Ir Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At
（3）受热时能分解为氢气和游离金属
2MH △ 2M + H2↑ MH2 △ M + H2↑
1. 离子型(类盐型)氢化物 性质
（1）纯的为白色晶体， 不纯的为浅灰色至黑色
（2）具有离子化合物特征， 如熔、沸点较高， 熔融时能导电
（3）受热时能分解为氢气和游离金属 （4）与水反应产生氢气
MH + H2O → MOH + H2↑
(△J·vmap利oHl-用m1) 此性9质03.可74制得极纯的氢气
热导率
0.187
(W·m-1·K-1)(为空气的5倍)
2 氢气的性质和用途
4. 氢分子在常温下不活泼，但当已 解离的氢原子结合为分子时，可 放出大量热：
2H → H2 rHm = -436 kJ·mol-1
利用此性质可作原子氢吹管，用 于熔化难熔的金属(如W、Ta等)
2 氢气的性质和用途百度文库
熔点/℃ -259.23 2. 熔、沸点极低，
沸点/℃ -252.77 气体密度 8.988×10-5
难液化。
(g·cm-3) (为空气的1/40倍)
液天液(△(△JJ氢飞氢··vmmfua是机是psooHHll--重和超m1m1)) 要我低的国温高“制9110能长冷73..17燃征剂54 料”，。三可是号将美火除国箭氦宇所外宙用的航燃所料
氢化物 F、O、N Ge、Br At、Po、Pb
PH3、AsH3、SbH3气体的毒性较大
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3.金属型氢化物
(1) 在过渡型氢化物中, 氢以三种形式存在。
氢以原子状态存在与金属晶格中
氢的价电子进入氢化物导带中, 以H+形式存在 氢从氢化物导带中得一个电子, 以H-形式存在
(2) 某些过渡金属和合金具有可逆吸收和 释放氢气的作用。
(有W热·气m导-体1率·K冷-1冻)(为成空固0气.体18的。7 5倍)
2 氢气的性质和用途
熔点/℃ -259.23 3. 在水中的溶
沸点/℃ -252.77
解度很小。
气体密度 8.988×10-5
(g·cm-3) (为空气的1/40倍)
△fusHm
(J·mol-1)
117.15
可大量溶于 镍、钯、铂 等金属中。