氢与稀有气体
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注 意 1.点燃或加热氢气时，必须确
保氢气的纯净；
2.使用氢气的厂房要严禁烟火 加强通风。
11-1-2 氢气的性质和用途
6. 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
SiHCl3 + H2
Si + 3HCl↑
11-1-3 氢气的制备 实验室 用锌和盐酸或稀硫酸作用
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
-259.23 -252.77
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碘仪化器银作等高试空剂探进测
Na Mg
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
△vapHm (J·mol-1)
903.74
补充催化剂 原理
热导率
0.187
(W·m-利1·K用-1)此(为性空质气可的制5倍得) 极纯的氢气
11-1-2 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
(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)
11-1-2 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。
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)
11-1-2 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
1-1-2 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。
0.016 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
6 55 56 57- 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
71
Cs Ba 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
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑
11-1-3 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
第十一章 氢与稀有气体
第一节
氢
11-1 氢原子
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
103
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt UunUuuUub
11-1-1 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
11H
H
21H
D
31H
T
含量/% 99.98
(3) 除去CO2可得较纯的氢气
11-1-3 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
11-1-4 氢化物 氢与其它元素形成的二元化合物
Li Be
B C NO F
热导率
0.187源自文库
(W·m行-1·人K-1工) (为降空雨气。的5倍)
11-1-2 氢气的性质和用途
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··vmfmua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
氧化数 -1,0,+1
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
11-1-2 氢气的性质和用途
熔点/℃ 沸点/℃
保氢气的纯净；
2.使用氢气的厂房要严禁烟火 加强通风。
11-1-2 氢气的性质和用途
6. 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
SiHCl3 + H2
Si + 3HCl↑
11-1-3 氢气的制备 实验室 用锌和盐酸或稀硫酸作用
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
-259.23 -252.77
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碘仪化器银作等高试空剂探进测
Na Mg
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
△vapHm (J·mol-1)
903.74
补充催化剂 原理
热导率
0.187
(W·m-利1·K用-1)此(为性空质气可的制5倍得) 极纯的氢气
11-1-2 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
(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)
11-1-2 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。
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)
11-1-2 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
1-1-2 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。
0.016 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
6 55 56 57- 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86
71
Cs Ba 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
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑
11-1-3 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
第十一章 氢与稀有气体
第一节
氢
11-1 氢原子
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
103
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt UunUuuUub
11-1-1 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
11H
H
21H
D
31H
T
含量/% 99.98
(3) 除去CO2可得较纯的氢气
11-1-3 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
11-1-4 氢化物 氢与其它元素形成的二元化合物
Li Be
B C NO F
热导率
0.187源自文库
(W·m行-1·人K-1工) (为降空雨气。的5倍)
11-1-2 氢气的性质和用途
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··vmfmua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
氧化数 -1,0,+1
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
11-1-2 氢气的性质和用途
熔点/℃ 沸点/℃