氫氣的物理化學(xué)性質(zhì)

　　氫氣(Hydrogen)是世界上已知的最輕的氣體。它的密度非常小，只有空氣的1/14，即在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,0℃下,氫氣的密度為0.0899g/L。接下來學(xué)習(xí)啦小編為你整理了氫氣的物理化學(xué)性質(zhì)，一起來看看吧。

　　氫氣的物理性質(zhì)

　　氫氣是無色并且密度比空氣小的氣體(在各種氣體中，氫氣的密度最小。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1升氫氣的質(zhì)量是0.0899克，比空氣輕得多)。因為氫氣難溶于水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在101千帕壓強下，溫度-252.87℃時，氫氣可轉(zhuǎn)變成無色的液體;-259.1℃時，變成雪狀固體。常溫下，氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定，不容易跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但當(dāng)條件改變時(如點燃、加熱、使用催化劑等)，情況就不同了。

　　總結(jié)為：

　　分子式：H2

　　沸點：-252.77℃(20.38K)

　　密度：0.09kg/m3

　　相對分子質(zhì)量：2.016

　　生產(chǎn)方法：電解，裂解,煤制氣等。

　　氫氣的化學(xué)性質(zhì)

　　可燃性

　　純氫的引燃溫度為400℃。在帶尖嘴的導(dǎo)管口點燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色。然后在火焰上方罩一個冷而干燥的燒杯，過一會兒，我們可以看到，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍色的火焰(氫氣在玻璃導(dǎo)管口燃燒時，火焰常略帶黃色)。用燒杯罩在火焰的上方時，燒杯壁上有水珠生成，接觸燒杯的手能感到發(fā)燙。

　　氫氣在空氣里燃燒，實際上是氫氣跟空氣里的氧氣發(fā)生了化合反應(yīng)，生成了水并放出大量的熱。這個反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

　　2H2+O2=2H2O(點燃)

　　取一個一端開口，另一端鉆有小孔的紙筒(或塑料筒等)，用紙團堵住小孔，用向下排空氣法收集氫氣，使紙筒內(nèi)充滿氫氣。把氫氣發(fā)生裝置移開，拿掉堵小孔的紙團，用燃著的木條在小孔處點火,注意有什么現(xiàn)象發(fā)生。做這個實驗時，人要離得遠些，注意安全。

　　可以看到，剛點燃時，氫氣安靜地燃燒，過一小會兒，突然聽到“砰”的一聲響，爆炸的氣浪把紙筒高高掀起。實驗測定，空氣里如果混入氫氣的體積達到總體積的4%～74.2%，點燃時就會發(fā)生爆炸。這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。實際上，任何可燃氣體或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合，遇火時都有可能發(fā)生爆炸。因此，當(dāng)可燃性氣體(如氫氣、液化石油氣、煤氣等)發(fā)生泄漏時，應(yīng)杜絕一切火源、火星，以防發(fā)生爆炸。

　　正是由于這個原因，我們在使用氫氣時，要特別注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣的純度。

　　用排水法收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，移開拇指點火，如果聽到尖銳的爆鳴聲，就表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗，直到響聲很小，才表明氫氣已純凈。如果用向下排空氣法收集氫氣，經(jīng)檢驗不純而需要再檢驗時，應(yīng)該用拇指堵住試管口一會兒，看是否有“噗”聲，直到試驗表明氫氣純凈為止。然后再收集氫氣檢驗純度，否則會發(fā)生危險。因為剛檢驗過純度的試管內(nèi)，氫氣火焰可能還沒有熄滅，如果立刻就用這個試管去收集氫氣，氫氣火焰可能會點燃氫氣發(fā)生器里尚混有空氣的氫氣，使氫氣發(fā)生器發(fā)生爆炸。用拇指堵住試管口一會兒，就使試管內(nèi)未熄滅的氫氣火焰因缺氧氣而熄滅。

　　這一反應(yīng)過程中有大量熱放出，是相同條件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。我國長征3號火箭就用液氫燃料。

　　還原性

　　氫氣與氧化銅反應(yīng)，實質(zhì)是氫氣奪取氧化銅中的氧生成水，使氧化銅變?yōu)榧t色的金屬銅。

　　CuO H2=Cu H2O(加熱)

　　在這個反應(yīng)中，氧化銅失去氧變成銅，氧化銅被還原了，即氧化銅發(fā)生了還原反應(yīng)。這種含氧化合物失去氧的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)。能奪取含氧化物里的氧，使它發(fā)生還原反應(yīng)是的物質(zhì)，叫做還原劑。還原劑具有還原性。

　　根據(jù)氫氣所具有的燃燒性質(zhì)，它可以作為燃料，可以應(yīng)用與航天、焊接、軍事等方面;根據(jù)它的還原性，還可以用于冶煉某些金屬材料等方面。