内容正文:
5.1 氢气
情境导入
【问题探讨】你知道吗?氢气在我们日常生活中很少用作燃料,2022年北京冬奥会主火炬使用氢气作燃料是因为他有什么独特的优点呢?
观察活动
用氢气流吹肥皂泡
用燃着的木条点燃肥皂泡
观察活动
【实验5-1】探究氢气的性质
肥皂泡在空气中上升
肥皂泡燃烧
氢气的密度比空气小
氢气具有可燃性
操作
现象
性质推断
用氢气流吹肥皂泡
用燃着的木条点燃肥皂泡
观察活动
【实验5-1】探究氢气的性质
干燥剂,除去氢气中的水蒸气
点燃的氢气必须纯净,否则可能发生爆炸
知识导航
颜色、气味、状态:通常情况下,是无色、无气味的气体
一、氢气的物理性质
密度:相同条件下,比空气密度小,是物质世界里最轻的气体
溶解性:难溶于水
熔点、沸点:比所有其他常见气体都低
氢气
(气体)
101.3KPa
-253℃
液氢
(无色液体)
101.3KPa
-259℃
固态氢
(雪花状白色固体)
三态
转换
知识导航
颜色、气味、状态:通常情况下,是无色、无味的气体
一、氢气的物理性质
密度:常温常压下(25℃、101.3KPa)密度最小的气体
溶解性:难溶于水
熔点、沸点:比所有其他常见气体都低
实验室中可用排水法收集
实验室中可用向下排空气法收集
在相同条件下的不同气体,相对分子质量越大,气体的密度越大。通常情况下,空气的平均相对分子质量为29
知识导航
二、氢气的燃烧
在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色。把一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,观察现象。
【实验5-2】探究氢气的燃烧
观察活动
【实验5-2】探究氢气的燃烧
氢气在空气里燃烧,火焰为淡蓝色
烧杯内壁有水雾生成,手感觉发烫,氢气燃烧放出大量热
氢气有可燃性,反应的化学方程式为:2H2+O2 2H2O
实验步骤
实验现象
实验结论
在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色
把一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,稍后手触烧杯外壁
点燃
观察活动
通入氢气
使烧杯中的气体为氢气和空气的混合气
在安全的地方,去掉堵孔纸团,用燃着的木条在小孔处点火
取一个无盖、底部钻一小孔的塑料(纸)杯,用纸团堵住小孔,杯口朝下
给可燃物创造一个有限空间
二、氢气的燃烧
【实验5-3】氢气的爆炸实验
实验操作
操作目的
使可燃物的温度达到着火点
观察活动
氢气中混有一定量的空气,点燃后能发生爆炸
刚点燃时,氢气安静的燃烧,过一会儿,塑料(纸)杯被气浪高高掀起。
塑料(纸)杯内为空气和氢气的混合气,一旦点燃,反应迅速进行,在极短的时间内放出大量的热,使塑料(纸)杯内气体急剧膨胀,发生爆炸
二、氢气的燃烧
【实验5-3】氢气的爆炸实验
实验现象
实验分析
实验结论
氢气的体积分数大于74%时,氢气安静燃烧
观察活动
氢气中混有一定量的空气,点燃后能发生爆炸
二、氢气的燃烧
【实验5-3】氢气的爆炸实验
实验结论
氢气的爆炸极限:氢气是易爆气体,空气里混入氢气的体积为总体积的4%--74%时,点燃会发生爆炸,这个体积分数的范围是氢气的爆炸极限。
点燃氢气前,一定要验纯
观察活动
二、氢气的燃烧
【实验5-4】氢气验纯的方法
氢气的密度比空气小,试管口朝下,氢气不易逸出
听到轻微的“噗”声,氢气较纯
听到尖锐的爆鸣声,氢气不纯
知识导航
三、理想的燃料--氢能源
2H2+O2 2H2O
点燃
优点:无污染(燃烧产物是水,对环境无污染)
热值高(热值大约是汽油的三倍)
可再生、原料来源广(可以通过水分解得到,原料易得)
应用:液氢早已应用于火箭、导弹和航天飞机等领域,近年来,
氢燃料在汽车、奥运火炬等方面也得到应用。
知识导航
三、理想的燃料--氢能源
巩固练习
四、做一做
1、下列关于氢气的物理性质,叙述不正确的是( )
A.通常状况下,氢气是淡蓝色的
B.氢气难溶于水
C.氢气是最轻的气体
D.通常状况下,氢气是无色、无气味的气体
A
巩固练习
四、做一做
2、氢气具有的化学性质是( )
A.通常状况下是无色气体 B.密度小
C.具有可燃性 D.熔点低
3、下列各组混合物,点燃后可能爆炸的是( )
A.纯净的氢气 B.氢气和二氧化碳
C.氧气和二氧化碳 D.氢气和空气
C
D
巩固练习
四、做一做
4、检验用向下排空气法收集的氢气的纯度,听到爆鸣声,这时可( )
A.用拇指堵住试管口一会儿再收集
B.直接用于实验
C.换一支试管再收集检验
D.马上用原试管继续收集
A C
巩固练习
四、做一做
5、下列关于氢能源的说法不正确的是( )
A.液氢属于单质
B.氢气燃烧大量放热
C.无需检验纯度,氢气可以直接点燃
D.使用氢能源环保无污染
C
$$