51潔凈的燃料-氫氣(公開(kāi)課)

1、潔凈的燃料氫氣-1937年5月6日，德國(guó)一艘裝有2億升氫氣的巨型飛艇“興登堡號(hào)” 在新澤西上方爆炸，直接奪走35人的生命，從此飛艇載客時(shí)代結(jié)束。在法國(guó)人羅齊埃第一次乘熱氣球飛上天空后第二年，他計(jì)劃乘氣球飛越英吉利海峽。為飛得更遠(yuǎn)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(gè)悲劇。航空史上的悲劇項(xiàng)目觀察到的現(xiàn)象性質(zhì)推斷用氫氣流蘸肥皂液吹 氣 泡用燃著的木條點(diǎn)燃?xì)?泡氣泡上升氣泡遇火燃燒密度小于空氣密度【觀察實(shí)驗(yàn)5-1 】完成填空一、物理性質(zhì)無(wú)色無(wú)味 氣體密度最小，熔沸點(diǎn)很低。難溶于水氫氣無(wú)色、無(wú)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(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的測(cè)定，已知?dú)錃庠?、101.3 kPa下，1L氫氣的質(zhì)量為0.090g，只有同條件下、同體積空氣質(zhì)量的 2/29，氧氣質(zhì)量是1/16 ，是物質(zhì)世界里最輕的氣體。 通常狀況下，氫氣呈氣態(tài)，在壓強(qiáng)為101.3 kPa ，溫度為 -252 時(shí)，呈液態(tài)；溫度為 -259 時(shí)，為雪花狀固態(tài)。熔點(diǎn)和沸點(diǎn)比所有其它常見(jiàn)氣體都低。 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 化學(xué)方程式 結(jié)論點(diǎn)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(jué) . 藍(lán)水珠出現(xiàn)燙反應(yīng)放熱產(chǎn)物是水清潔燃料 現(xiàn) 象 化學(xué)方程式 注 點(diǎn)燃純凈氫氣 點(diǎn)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(jué) . 藍(lán)水珠燙用途:清潔燃料發(fā)生爆炸 ?使用前必須檢驗(yàn)純度點(diǎn)燃化學(xué)性質(zhì)二、氫氣的化學(xué)性質(zhì)2、氫氣的可燃性1、常溫下，氫氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。思考:該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明水由H和O兩種元素組成?現(xiàn)象：淡藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁有水霧， 放出大量熱2H2 + O2 2H2O點(diǎn)燃 為什么純凈的氫氣在空氣中安靜燃燒而氫氣不純時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸呢？ 氫氣是一種易燃、易爆氣體，當(dāng)空氣里混入氫氣的體積達(dá)到總體積的4.0%74.2%時(shí)，點(diǎn)燃時(shí)就會(huì)發(fā)生爆炸。這個(gè)范圍叫做氫氣的爆炸極限。點(diǎn)燃或加熱氫氣前，必須驗(yàn)純拓展：點(diǎn)燃或加熱其他可燃性氣體前，都必須驗(yàn)純?nèi)纾好簹狻⑻烊粴?、注意：注意！點(diǎn)燃?xì)錃馇?，?/p>

4、定要檢驗(yàn)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(yīng)該有什么樣的現(xiàn)象，不純，又會(huì)有什么樣的現(xiàn)象？操作要領(lǐng)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(kāi)拇指點(diǎn)火現(xiàn)象聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲聽(tīng)到輕微的“噗”聲結(jié)論不純純凈【實(shí)驗(yàn)5-4 】氫氣驗(yàn)純的操作如何檢驗(yàn)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(yīng)該怎么做？繼續(xù)收集氫氣檢驗(yàn)，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(kāi)拇指點(diǎn)火。某同學(xué)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(kāi)拇指點(diǎn)火，檢

5、驗(yàn)氫氣的純度，結(jié)果沒(méi)有聽(tīng)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(shí)，移開(kāi)拇指后，氫氣逸出。拓展遷移：兩位同學(xué)做氫氣驗(yàn)純實(shí)驗(yàn)。甲同學(xué)用小試管收集氫氣并管口向下移近酒精燈火焰，結(jié)果聽(tīng)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(zhǔn)備再一次驗(yàn)純；乙同學(xué)將收集了氫氣的試管管口向上移近酒精燈火焰，沒(méi)有聽(tīng)到爆鳴聲，他判決氫氣已純。兩位同學(xué)的操作是否正確？為什么？甲同學(xué)應(yīng)用拇指按住試管口一會(huì)，使管內(nèi)氫氣燃燒的火焰熄滅后，此時(shí)才能收集氫氣，否則易引起爆炸！乙同學(xué)沒(méi)有聽(tīng)到爆鳴聲不能說(shuō)明氫氣已純，因?yàn)樵嚬軆?nèi)部的氫氣的體積分?jǐn)?shù)小于4.0%也不會(huì)聽(tīng)到爆鳴聲！二、化學(xué)性質(zhì)可燃性2H2 +

6、 O2 2H2O 氫氧燃料電池以氫氧燃料電池為動(dòng)力的新型汽車寶馬燃?xì)淦嚒皻淠堋笔侵笟渑c氧化劑（如氧氣）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出的能量，氫是一種極為優(yōu)越的新能源，其主要優(yōu)點(diǎn)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(wú)污染：燃燒產(chǎn)物是水，對(duì)環(huán)境無(wú)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(chǔ)氫燃料電池即可用于汽車、飛機(jī)、宇宙飛船、又可用于其它場(chǎng)合功能。開(kāi)發(fā)氫能的關(guān)鍵技術(shù)：要解決制氫問(wèn)題；要解決氫的儲(chǔ)存及運(yùn)輸問(wèn)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(diǎn)：1、燃燒產(chǎn)

7、物只有水，無(wú)污染；2、熱值高；3、制氫的原料可以用水，來(lái)源廣。（二）、氫能源未普遍使用的原因：1、廉價(jià)的制氫方法沒(méi)有找到2、安全儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題存在技術(shù)難題常用燃料對(duì)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(zhì)H2的化學(xué)性質(zhì)通常無(wú)色 無(wú)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(lán)色的火焰點(diǎn)燃前一定要驗(yàn)純小結(jié)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(diǎn)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(guān)系兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物正好相反氫氣燃燒與電解水比較（1）下列關(guān)于氫氣的物理性質(zhì)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(shí)氫氣能變成雪狀的固態(tài)（2）氫氣具有的化學(xué)性質(zhì)是（ ）A、通常狀況下是無(wú)色氣體 B、密度小 C、具有可燃性 D、熔點(diǎn)低1CA（ 1）下列各組混合物，點(diǎn)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(zhì)和空氣混合后遇明火，不可能發(fā)生爆炸的是（ ）

9、A、氮?dú)?B、天然氣 C、氫氣 D、面粉粉塵2AD 檢驗(yàn)用向下排空氣法收集的氫氣的純度，聽(tīng)到爆鳴聲，這時(shí)可（ ） A、用拇指堵住試管口一會(huì)兒再收集 B、直接用于實(shí)驗(yàn) C、換一支試管再收集檢驗(yàn) D、馬上用原試管繼續(xù)收集3AC 某實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行燃燒條件的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(yīng)的化學(xué)方程式： 反應(yīng)類型 ； 通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)銓?duì)燃燒有什么新的認(rèn)識(shí)：(1)燃燒不一定有氧氣參加;(2)如果氫氣中混有氯氣達(dá)到相應(yīng)的爆炸極限 也會(huì)發(fā)生爆炸；化合反應(yīng)拓展提升4實(shí)驗(yàn)室有三瓶無(wú)色氣體分別是氫氣、氧氣、氮?dú)?，?qǐng)你利用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)對(duì)它們進(jìn)行鑒別，試說(shuō)出鑒別過(guò)程。原理： Z

10、n + H2SO4 = ZnSO4 + H2 氫氣的實(shí)驗(yàn)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(guó)慶時(shí)，天安門廣場(chǎng)群眾游行的數(shù)千名少先隊(duì)員持幾萬(wàn)各彩色氣球走向主席臺(tái)前接受檢閱，使慶?；顒?dòng)達(dá)到了高潮。用你所學(xué)的下列氣體的性質(zhì)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?dú)釴2 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(biāo)況） 空氣密度1.293 gL-1氫氣與氧氣的物理性質(zhì)的比較通常狀況下，為無(wú)色無(wú)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(shuō)明：純度就是質(zhì)量分?jǐn)?shù)；要寫解題過(guò)程)實(shí)