51_洁净的燃料-氢气.ppt

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1、LOGO 第五章第五章 燃燃 料料 5.1 5.1 洁净的燃料洁净的燃料 氢气氢气17831783年年11 11月，法国的罗月，法国的罗齐埃和达尔朗德乘坐由齐埃和达尔朗德乘坐由蒙特哥菲兄弟发明的热蒙特哥菲兄弟发明的热气球第一次升上了天空，气球第一次升上了天空，开创了人类航空的新时开创了人类航空的新时代。代。在热气球载人升空后不久，法国的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，了天空，并没有用加热空气的方法，你知道是什么气球吗？你知道是什么气球吗？一：氢气的物理性质一：氢气的物理性质2 2、 00、 101.3kP

2、a 下，下，=0.090g/L，（相同条件下密度最小的气体。相同条件下密度最小的气体。)1 1、通常状况下，无色、无味的气体。、通常状况下，无色、无味的气体。3 3、极难极难溶于水。溶于水。4 4、沸点为、沸点为252252，熔点为，熔点为259259。试与氧气比较其物理性质的异同试与氧气比较其物理性质的异同? ?101.3kPa，-252时氢气变为时氢气变为无色液体无色液体；101.3kPa，-259时，氢气变成时，氢气变成雪状固体雪状固体 氢气氢气 氧气氧气色态味色态味溶解性溶解性 密度密度（标况标况） 空气密度空气密度1.293 gL-1氢气与氧气的物理性质的比较氢气与氧气的物理性质的比

3、较通常状况下，为无色无味的气体通常状况下，为无色无味的气体极难溶于水极难溶于水不易溶于水不易溶于水密度比空气小密度比空气小（0.090 gL-1 ）密度比空气大密度比空气大 （1.429 gL-1）氢气的火焰颜色是什么样呢氢气的火焰颜色是什么样呢?再看看再看看实验探究实验探究氢气燃烧实验：注意观察现象，思考上述问题。氢气燃烧实验：注意观察现象，思考上述问题。火 焰 的 颜 色火 焰 的 颜 色干冷烧杯内壁干冷烧杯内壁接触烧杯手的感觉接触烧杯手的感觉产生淡蓝色火焰产生淡蓝色火焰烧杯内壁有水雾烧杯内壁有水雾手感到发烫，放出大量热手感到发烫，放出大量热纯净氢气纯净氢气的燃烧的燃烧: :安静的燃烧安静

4、的燃烧.二、氢气的化学性质二、氢气的化学性质2、氢气的可燃性、氢气的可燃性1、常温下，氢气的化学性质稳定。、常温下，氢气的化学性质稳定。思考思考:该实验能否证明水由该实验能否证明水由H和和O两种元素组成两种元素组成?现象：现象：淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾，淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾， 放出大量热放出大量热2H2 + O2 2H2O点燃点燃在法国人罗齐埃第一次乘在法国人罗齐埃第一次乘热气球飞上天空后第二年，热气球飞上天空后第二年，他计划乘气球飞越英吉利他计划乘气球飞越英吉利海峡。为飞得更远他决定海峡。为飞得更远他决定把氢气球和热气球组合在把氢气球和热气球组合在一起去飞越海峡。然而升一起去飞越海峡

5、。然而升空不久，两只气球碰到了空不久，两只气球碰到了一起发生了爆炸，葬送了一起发生了爆炸，葬送了他年轻的生命。这是航空他年轻的生命。这是航空史上的第一个悲剧。史上的第一个悲剧。 想一想，为什么点燃纯净的氢气不会爆想一想，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？炸，而点燃氢气和氧气的混合气体就会爆炸？纯净纯净的氢气在空气中燃烧并未爆炸，那么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？这起空难究竟是怎么回事呢？ 氢气是一种易燃、易爆气体，当空气氢气是一种易燃、易爆气体，当空气里混入氢气的体积达到总体积的里混入氢气的体积达到总体积的4.0%4.0%74.2%7

6、4.2%时，点燃时就会发生爆时，点燃时就会发生爆炸。这个范围叫做氢气的炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限爆炸极限。点燃点燃或或加热加热氢气前，必须氢气前，必须验纯验纯拓展：拓展：点燃点燃或或加热加热其他可燃性气体前，都必须其他可燃性气体前，都必须验纯验纯如：煤气、天然气、如：煤气、天然气、如何检验氢气的纯度？如何检验氢气的纯度？尖锐的爆鸣声尖锐的爆鸣声氢气不纯氢气不纯“噗噗”的一声的一声氢气纯净氢气纯净如果氢气如果氢气不纯净，我们不纯净，我们应该怎么做？应该怎么做？继续收集氢气检验，如继续收集氢气检验，如果还是用刚才手上的那只试果还是用刚才手上的那只试管，我们能否直接用它继续管，我们能否直接用它继

7、续向下排气法收集呢？向下排气法收集呢？正确操作：正确操作：用拇指堵住。用拇指堵住。移近火焰，移开拇指点火。移近火焰，移开拇指点火。某同学收集一试管氢气，某同学收集一试管氢气，按右下图所示用拇指堵住按右下图所示用拇指堵住试管口，移近火焰，移开拇试管口，移近火焰，移开拇指点火，检验氢气的纯度，指点火，检验氢气的纯度，结果没有听到任何声音，分析结果没有听到任何声音，分析其原因：其原因：答：氢气的密度比空气小，试管口向上时，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。移开拇指后，氢气逸出。v原理：原理： Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 v发生装置：固液不加热型发生装置：

8、固液不加热型v收集装置：排水法收集装置：排水法 或或 向下排空气法向下排空气法启普发生器启普发生器优点：优点：能随时控制能随时控制反应的发生反应的发生和停止。和停止。1 1下列氢气的性质中，属于化学性质的是（下列氢气的性质中，属于化学性质的是（ ） A A标准状况下氢气密度小于空气的密度标准状况下氢气密度小于空气的密度 B B混有空气中的氢气，点燃易发生爆炸混有空气中的氢气，点燃易发生爆炸 C C氢气难溶于水氢气难溶于水 D D液态氢是无色液体液态氢是无色液体2 2下列反应的生成物，不污染空气的是（下列反应的生成物，不污染空气的是（ ） A A在空气中燃烧煤在空气中燃烧煤 B B在空气中燃烧石

9、油在空气中燃烧石油 C C燃放烟花爆竹燃放烟花爆竹D D氢气在空气中燃烧氢气在空气中燃烧某同学用燃着的蜡烛去点燃集气瓶里的氢气，某同学用燃着的蜡烛去点燃集气瓶里的氢气，发现瓶口有发现瓶口有 出现；当燃着的蜡烛出现；当燃着的蜡烛伸入集气瓶时，发现蜡烛火焰伸入集气瓶时，发现蜡烛火焰 ，再把，再把蜡烛拿出瓶外时，蜡烛又蜡烛拿出瓶外时，蜡烛又 。这说明。这说明氢气能够氢气能够 ，但，但 支持燃烧。支持燃烧。不能不能淡蓝色火焰淡蓝色火焰熄灭熄灭着火着火燃烧燃烧 将氢气与氧气的性质和用途将氢气与氧气的性质和用途作比较，各有什么异同之处？作比较，各有什么异同之处？二、氢气的化学性质二、氢气的化学性质3、氢气

10、的还原性、氢气的还原性化学方程式为化学方程式为:2H2+ O2= 2H2O点燃点燃 氢气还原氧化铜氢气还原氧化铜2、氢气的可燃性、氢气的可燃性（1 1）装置：）装置：1、常温下，氢气的化学性质稳定。、常温下，氢气的化学性质稳定。（2 2）注意事项：）注意事项：通氢气前要先检验纯度通氢气前要先检验纯度试管口略向下倾斜试管口略向下倾斜导气管要伸到试管的底部导气管要伸到试管的底部, ,氧化铜上方氧化铜上方试管口不能用橡皮塞堵住试管口不能用橡皮塞堵住实验时，要先通氢气排空气，后加热实验时，要先通氢气排空气，后加热结束时，要先熄灯，待试管冷却后再停止通氢气。结束时，要先熄灯，待试管冷却后再停止通氢气。防

11、止冷凝水倒流使试管破裂。防止冷凝水倒流使试管破裂。（3 3）现象：）现象： 试管中试管中黑色黑色固体变为固体变为亮红色亮红色 试管口有试管口有水水出现出现（4 4）化学方程式：）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使氧化铜还原为铜, ,氢气具有氢气具有还原性还原性（2 2）注意事项：）注意事项：通氢气前要先检验纯度通氢气前要先检验纯度试管口略向下倾斜试管口略向下倾斜导气管要伸到试管的底部导气管要伸到试管的底部, ,氧化铜上方

12、氧化铜上方试管口不能用橡皮塞堵住试管口不能用橡皮塞堵住实验时，要先通氢气排空气，后加热实验时，要先通氢气排空气，后加热结束时，要先熄灯，待试管冷却后再停止通氢气。结束时，要先熄灯，待试管冷却后再停止通氢气。放氧化铜的试管口为什么要略向下倾斜？放氧化铜的试管口为什么要略向下倾斜？还原氧化铜时，为什么要先通氢气一会儿，再加热？还原氧化铜时，为什么要先通氢气一会儿，再加热？通氢气的导气管为什么要伸入到试管的底部并在氧化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？铜的正上方？实验在停止加热后，为什么还要继续通氢气，直到试实验在停止加热后，为什么还要继续通氢气，直到试管冷却为止？管冷却为止

13、？ 思考思考防止生成的水倒流使试管破裂。防止生成的水倒流使试管破裂。目的是把试管中的空气排出，防止加热时发生爆炸目的是把试管中的空气排出，防止加热时发生爆炸目的是把试管底部的空气排尽，并有利于氢气与氧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。化铜充分接触、充分反应。防止灼热的铜再被氧化成氧化铜。防止灼热的铜再被氧化成氧化铜。（5 5）步骤：）步骤：一通、二点、一通、二点、 三熄、四停三熄、四停如颠倒会发如颠倒会发生爆炸生爆炸如颠倒铜会如颠倒铜会重新变成重新变成氧化铜氧化铜酒精灯：酒精灯：“迟到早退迟到早退”氢氢 气：气：“早出晚归早出晚归” 氢氢灯灯灯灯氢氢先通氢气防

14、爆炸，后停氢气防氧化先通氢气防爆炸，后停氢气防氧化（1）氢能源的优点：）氢能源的优点： 产物是水产物是水无污染无污染。 燃烧放热多，燃烧放热多，热值高热值高。 制取氢气的制取氢气的原料来源广原料来源广。（3）氢能源尚未得到广泛的应用的原因）氢能源尚未得到广泛的应用的原因 1. 理想的高能燃料：理想的高能燃料： （2 2）氢燃料电池：能量转化方式：化学能）氢燃料电池：能量转化方式：化学能 电能电能 制取成本高制取成本高 储存、运输中的安全问题未解决储存、运输中的安全问题未解决2.填充探空气球：填充探空气球：密度最小，但不安全，通常用氦气。密度最小，但不安全，通常用氦气。决定决定性质性质用途用途体

15、现体现1 1、填充探空气球（因为氢气的密度比、填充探空气球（因为氢气的密度比 空气小）空气小）2 2、作高能燃料（因氢气有可燃性）、作高能燃料（因氢气有可燃性）3 3、焊接金属（因氢气有可燃性）、焊接金属（因氢气有可燃性）4 4、冶炼金属（因氢气具有还原性）、冶炼金属（因氢气具有还原性）氢气的用途氢气的用途决定决定性质性质用途用途体现体现5、制盐酸：、制盐酸：H2 + Cl2 = 2HCl HCl气的水溶液叫盐酸。气的水溶液叫盐酸。点燃点燃氢气用途氢气用途性质性质物理性质：通常状况下，无色无味物理性质：通常状况下，无色无味 的气体，密度比空气小，的气体，密度比空气小， 极难溶于水。极难溶于水。 化学性质化学性质（1 1）可燃性。点燃前可燃性。点燃前验纯验纯 （2 2）还原性）还原性用途用途可制探空气球可制探空气球决决定定作高能燃料作高能燃料冶炼金属冶炼金属密度比空气小密度比空气小可燃性可燃性还原性还原性焊接金属焊接金属可燃性可燃性请你猜猜我是谁？请你猜猜我是谁？横放如工，横放如工，世上最轻，世上最轻，燃之成水，燃之成水，不纯爆鸣。不纯爆鸣。