51潔凈的燃料-氫氣(公開課)

1、潔凈的燃料氫氣-1937年5月6日，德國一艘裝有2億升氫氣的巨型飛艇“興登堡號” 在新澤西上方爆炸，直接奪走35人的生命，從此飛艇載客時代結束。在法國人羅齊埃第一次乘熱氣球飛上天空后第二年，他計劃乘氣球飛越英吉利海峽。為飛得更遠他決定把氫氣球和熱氣球組合在一起去飛越海峽。然而升空不久，兩只氣球碰到了一起發(fā)生了爆炸，葬送了他年輕的生命。這是航空史上的第一個悲劇。航空史上的悲劇項目觀察到的現(xiàn)象性質推斷用氫氣流蘸肥皂液吹 氣 泡用燃著的木條點燃氣 泡氣泡上升氣泡遇火燃燒密度小于空氣密度【觀察實驗5-1 】完成填空一、物理性質無色無味 氣體密度最小，熔沸點很低。難溶于水氫氣無色、無氣味、難溶于水。 從

2、氫氣肥皂泡迅速上升的現(xiàn)象，你便知道氫氣是一種密度比空氣小的氣體。經(jīng)過科學實驗的測定，已知氫氣在0、101.3 kPa下，1L氫氣的質量為0.090g，只有同條件下、同體積空氣質量的 2/29，氧氣質量是1/16 ，是物質世界里最輕的氣體。 通常狀況下，氫氣呈氣態(tài)，在壓強為101.3 kPa ，溫度為 -252 時，呈液態(tài)；溫度為 -259 時，為雪花狀固態(tài)。熔點和沸點比所有其它常見氣體都低。 實 驗 現(xiàn) 象 化學方程式 結論點燃純凈氫氣 火焰為 色,罩在火焰上的燒杯內(nèi)壁有 ,手觸燒杯感覺 . 藍水珠出現(xiàn)燙反應放熱產(chǎn)物是水清潔燃料 現(xiàn) 象 化學方程式 注 點燃純凈氫氣 點燃不純氫氣 火焰為 色,

3、罩在火焰上的燒杯內(nèi)壁有 ,手觸燒杯感覺 . 藍水珠燙用途:清潔燃料發(fā)生爆炸 ?使用前必須檢驗純度點燃化學性質二、氫氣的化學性質2、氫氣的可燃性1、常溫下，氫氣的化學性質穩(wěn)定。思考:該實驗能否證明水由H和O兩種元素組成?現(xiàn)象：淡藍色火焰，燒杯內(nèi)壁有水霧， 放出大量熱2H2 + O2 2H2O點燃 為什么純凈的氫氣在空氣中安靜燃燒而氫氣不純時會發(fā)生爆炸呢？ 氫氣是一種易燃、易爆氣體，當空氣里混入氫氣的體積達到總體積的4.0%74.2%時，點燃時就會發(fā)生爆炸。這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。點燃或加熱氫氣前，必須驗純拓展：點燃或加熱其他可燃性氣體前，都必須驗純?nèi)纾好簹狻⑻烊粴?、注意：注意！點燃氫氣前，一

4、定要檢驗氫氣的純度。猜想：將氫氣收集在試管中管口向下移近火焰，如果試管中的氫氣是純凈的，應該有什么樣的現(xiàn)象，不純，又會有什么樣的現(xiàn)象？操作要領用排水法或向下排空氣法收集一試管氫氣用拇指堵住試管口，移近火焰，松開拇指點火現(xiàn)象聽到尖銳的爆鳴聲聽到輕微的“噗”聲結論不純純凈【實驗5-4 】氫氣驗純的操作如何檢驗氫氣的純度？尖銳的爆鳴聲氫氣不純“噗”的一聲氫氣純凈如果氫氣不純凈，我們應該怎么做？繼續(xù)收集氫氣檢驗，如果還是用剛才手上的那只試管，我們能否直接用它繼續(xù)向下排氣法收集呢？正確操作：用拇指堵住。移近火焰，移開拇指點火。某同學收集一試管氫氣，按右下圖所示用拇指堵住試管口，移近火焰，移開拇指點火，檢

5、驗氫氣的純度，結果沒有聽到任何聲音，分析其原因：答：氫氣的密度比空氣小，試管口向上時，移開拇指后，氫氣逸出。拓展遷移：兩位同學做氫氣驗純實驗。甲同學用小試管收集氫氣并管口向下移近酒精燈火焰，結果聽到尖銳的爆鳴聲，他未經(jīng)任何操作便馬上用同一只試管去收集氫氣，準備再一次驗純；乙同學將收集了氫氣的試管管口向上移近酒精燈火焰，沒有聽到爆鳴聲，他判決氫氣已純。兩位同學的操作是否正確？為什么？甲同學應用拇指按住試管口一會，使管內(nèi)氫氣燃燒的火焰熄滅后，此時才能收集氫氣，否則易引起爆炸！乙同學沒有聽到爆鳴聲不能說明氫氣已純，因為試管內(nèi)部的氫氣的體積分數(shù)小于4.0%也不會聽到爆鳴聲！二、化學性質可燃性2H2 +

6、 O2 2H2O 氫氧燃料電池以氫氧燃料電池為動力的新型汽車寶馬燃氫汽車“氫能”是指氫與氧化劑（如氧氣）發(fā)生化學反應放出的能量，氫是一種極為優(yōu)越的新能源，其主要優(yōu)點有：燃燒熱值高：每千克氫燃燒后能放出142.35千焦的能量，約為汽油的3倍，酒精的3.9倍，煤炭的4.5倍；清潔無污染：燃燒產(chǎn)物是水，對環(huán)境無任何污染;資源豐富：氫氣可用水分解制取，而水是地球上最為豐富的資源；適用范圍廣：儲氫燃料電池即可用于汽車、飛機、宇宙飛船、又可用于其它場合功能。開發(fā)氫能的關鍵技術：要解決制氫問題；要解決氫的儲存及運輸問題。理想的高能燃料 氫能源 什么是氫能呢氫氣是理想的高能燃料（一）、氫能源的優(yōu)點：1、燃燒產(chǎn)

7、物只有水，無污染；2、熱值高；3、制氫的原料可以用水，來源廣。（二）、氫能源未普遍使用的原因：1、廉價的制氫方法沒有找到2、安全儲運問題存在技術難題常用燃料對比燃料熱值kJ/g產(chǎn)物氫氣酒精天然氣煤汽29H2OH2OCOCO2H2OCOCO2H2O COCO2 SO2NO2H2OCOCO2H2的物理性質H2的化學性質通常無色 無味 氣態(tài)密度溶解性比空氣?。ㄗ钚。╇y溶于水氫氣液氫固態(tài)氫可燃性純凈的氫氣不純的氫氣在空氣中安靜的燃燒發(fā)生爆炸（4%74.2%）發(fā)出淡藍色的火焰點燃前一定要驗純小結氫氣是理想的高能清潔的燃料氫氣燃燒電解水不同之處氫氣+氧氣 水(H2) (O2) (

8、H2O)水 氫氣+氧氣 (H2O) (H2) (O2) 條件為點燃條件為通電生成水放出熱量電解水需要消耗電能相互關系兩個反應的反應物與生成物正好相反氫氣燃燒與電解水比較（1）下列關于氫氣的物理性質的描述中，不正確的是（ ）A、氫氣具有刺激性氣味 B、氫氣極難溶于水C、氫氣是最輕的氣體 D、在259時氫氣能變成雪狀的固態(tài)（2）氫氣具有的化學性質是（ ）A、通常狀況下是無色氣體 B、密度小 C、具有可燃性 D、熔點低1CA（ 1）下列各組混合物，點燃后可能爆炸的是（ ）A、純凈的氫氣 B、氫氣和二氧化碳 C、氧氣和二氧化碳 D、氫氣和空氣（2）下列物質和空氣混合后遇明火，不可能發(fā)生爆炸的是（ ）

9、A、氮氣 B、天然氣 C、氫氣 D、面粉粉塵2AD 檢驗用向下排空氣法收集的氫氣的純度，聽到爆鳴聲，這時可（ ） A、用拇指堵住試管口一會兒再收集 B、直接用于實驗 C、換一支試管再收集檢驗 D、馬上用原試管繼續(xù)收集3AC 某實驗小組在進行燃燒條件的探究實驗時，發(fā)現(xiàn)氫氣在氯氣中也可以燃燒并生成一種氣體氯化氫；試寫出該反應的化學方程式： 反應類型 ； 通過這個實驗你對燃燒有什么新的認識：(1)燃燒不一定有氧氣參加;(2)如果氫氣中混有氯氣達到相應的爆炸極限 也會發(fā)生爆炸；化合反應拓展提升4實驗室有三瓶無色氣體分別是氫氣、氧氣、氮氣，請你利用所學的化學知識對它們進行鑒別，試說出鑒別過程。原理： Z

10、n + H2SO4 = ZnSO4 + H2 氫氣的實驗室制法發(fā)生裝置：固液不加熱型收集裝置：排水法 或 向下排空氣法 國慶時，天安門廣場群眾游行的數(shù)千名少先隊員持幾萬各彩色氣球走向主席臺前接受檢閱，使慶祝活動達到了高潮。用你所學的下列氣體的性質及下表提供的數(shù)據(jù)分析充灌氣球最好選用的氣體是_理由是 。氣體名稱 氫氣H2氦氣He 氮氣N2 氧氣O2 空氣 密度（g/L） 0.089 0.179 1.250 1.429 1.293 氦氣密度比空氣小，不易燃易爆 氫氣 氧氣色態(tài)味溶解性 密度（標況） 空氣密度1.293 gL-1氫氣與氧氣的物理性質的比較通常狀況下，為無色無味的氣體極難溶于水不易溶于水密度比空氣?。?.090 gL-1 ）密度比空氣大 （1.429 gL-1）作業(yè) (特別說明：純度就是質量分數(shù)；要寫解題過程)實