51洁净的燃料-氢气(公开课).ppt

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1、 1937年5月6日，德国一艘装有2亿升氢气的巨型飞艇“兴登堡号” 在新泽西上方爆炸，直接夺走35人的生命，从此飞艇载客时代结束。在法国人罗齐埃第一次乘热气球飞上天空后第二年，他计划乘气球飞越英吉利海峡。为飞得更远他决定把氢气球和热气球组合在一起去飞越海峡。然而升空不久，两只气球碰到了一起发生了爆炸，葬送了他年轻的生命。这是航空史上的第一个悲剧。项目观察到的现象性质推断用氢气流蘸肥皂液吹 气 泡用燃着的木条点燃气 泡气泡上升气泡上升气泡遇火气泡遇火燃烧燃烧密度小于密度小于空气密度空气密度【观察实验5-1 】完成填空一、物理性质一、物理性质无色无味无色无味 气体气体密度最小，密度最小，熔沸点很低

2、。难溶于水难溶于水氢气无色、无气味、难溶于水。 从氢气肥皂泡迅速上升的现象，你便知道氢气是一种密度比空气小的气体。经过科学实验的测定，已知氢气在0、101.3 kPa下，1L氢气的质量为0.090g，只有同条件下、同体积空气质量的 2/29，氧气质量是1/16 ，是物质世界里最轻的气体。 通常状况下，氢气呈气态，在压强为101.3 kPa ，温度为 -252 时，呈液态；温度为 -259 时，为雪花状固态。熔点和沸点比所有其它常见气体都低。 实实 验验 现现 象象 化学方程式化学方程式 结论结论点点燃燃纯纯净净氢氢气气 火焰为火焰为 色色,罩在火焰上罩在火焰上的烧杯内壁的烧杯内壁有有 ,手触烧

3、杯感手触烧杯感觉觉 . 蓝蓝水珠出现水珠出现烫烫反应反应放热放热产物产物是水是水清洁清洁燃料燃料 现 象 化学方程式 注 点燃纯净氢气 点燃不纯氢气 火焰为火焰为 色色,罩在罩在火焰上的烧杯内壁火焰上的烧杯内壁有有 ,手触手触烧杯感觉烧杯感觉 . 蓝蓝水珠水珠烫烫用途用途:清洁清洁燃料燃料发生爆炸发生爆炸 ?使用前必须检验纯度点燃点燃二、氢气的化学性质2、氢气的可燃性1、常温下，氢气的化学性质稳定。思考:该实验能否证明水由H和O两种元素组成?现象：淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾， 放出大量热2H2 + O2 2H2O点燃 为什么为什么纯净纯净的氢气在的氢气在空气中空气中安静燃烧安静燃烧而氢气而氢气

4、不纯不纯时会发生时会发生爆炸爆炸呢？呢？ 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4.0%74.2%时，点燃时就会发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限。点燃或加热氢气前，必须验纯拓展：点燃或加热其他可燃性气体前，都必须验纯如：煤气、天然气、猜想：将氢气收集在试管中管口向将氢气收集在试管中管口向下移近火焰，如果试管中的下移近火焰，如果试管中的氢气是纯净的，应该有什么氢气是纯净的，应该有什么样的现象，不纯，又会有什样的现象，不纯，又会有什么样的现象？么样的现象？操作要领操作要领用排水法或向下用排水法或向下排空气法收集一排空气法收集一试管氢气用拇指试管氢气用拇指堵住试管口，移堵住

5、试管口，移近火焰，松开拇近火焰，松开拇指点火指点火现象现象听到尖锐的听到尖锐的爆鸣声爆鸣声听到轻微的听到轻微的“噗噗”声声结论结论不不纯纯纯纯净净【实验实验5-4 】氢气验纯的操作】氢气验纯的操作如何检验氢气的纯度？如何检验氢气的纯度？尖锐的爆鸣声氢气不纯“噗”的一声氢气纯净如果氢气不纯净，我们应该怎么做？继续收集氢气检验，如果还是用刚才手上的那只试管，我们能否直接用它继续向下排气法收集呢？正确操作：用拇指堵住。移近火焰，移开拇指点火。某同学收集一试管氢气，按右下图所示用拇指堵住试管口，移近火焰，移开拇指点火，检验氢气的纯度，结果没有听到任何声音，分析其原因：答：氢气的密度比空气小，试管口向上

6、时，移开拇指后，氢气逸出。拓展迁移：拓展迁移： 两位同学做氢气验纯实验。甲同学用小试管收集氢气并两位同学做氢气验纯实验。甲同学用小试管收集氢气并管口向下移近酒精灯火焰，结果听到尖锐的爆鸣声，他管口向下移近酒精灯火焰，结果听到尖锐的爆鸣声，他未经任何操作便马上用同一只试管去收集氢气，准备再未经任何操作便马上用同一只试管去收集氢气，准备再一次验纯；乙同学将收集了氢气的试管管口向上移近酒一次验纯；乙同学将收集了氢气的试管管口向上移近酒精灯火焰，没有听到爆鸣声，他判决氢气已纯。两位同精灯火焰，没有听到爆鸣声，他判决氢气已纯。两位同学的操作是否正确？为什么？学的操作是否正确？为什么？甲同学应用拇指按住试

7、管口一会，使管内氢气燃甲同学应用拇指按住试管口一会，使管内氢气燃烧的火焰熄灭后，此时才能收集氢气，否则易引烧的火焰熄灭后，此时才能收集氢气，否则易引起爆炸！起爆炸！乙同学没有听到爆鸣声不能说明氢气已纯，因为乙同学没有听到爆鸣声不能说明氢气已纯，因为试管内部的氢气的体积分数小于试管内部的氢气的体积分数小于4.0%也不会听到也不会听到爆鸣声！爆鸣声！二、化学性质二、化学性质可燃性可燃性2H2 + O2 2H2O 氢氧燃料电池氢氧燃料电池以氢氧燃料电池为动力的新型汽车 “氢能氢能”是指氢与氧化剂（如氧气）发生化学反应放出的能量，氢是一种极为优越的新能源，其主要优点有： 燃烧热值高燃烧热值高：每千克氢

8、燃烧后能放出142.35千焦的能量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，煤炭的4.5倍； 清洁无污染清洁无污染：燃烧产物是水，对环境无任何污染; 资源丰富：资源丰富：氢气可用水分解制取，而水是地球上最为丰富的资源； 适用范围广：适用范围广：储氢燃料电池即可用于汽车、飞机、宇宙飞船、又可用于其它场合功能。 开发氢能的关键技术：开发氢能的关键技术： 要解决制氢问题； 要解决氢的储存及运输问题。理想的高能燃料理想的高能燃料 氢能源氢能源 什么是氢能呢什么是氢能呢氢气是理想的高能燃料氢气是理想的高能燃料（一）、氢能源的优点：（一）、氢能源的优点：1、燃烧产物只有水，、燃烧产物只有水，无污染；无污染；2、热

9、值高；热值高；3、制氢的原料可以用水，、制氢的原料可以用水，来源广。来源广。（二）、氢能源未普遍使用的原因：（二）、氢能源未普遍使用的原因：1、廉价的制氢方法没有找到、廉价的制氢方法没有找到2、安全储运问题存在技术难题、安全储运问题存在技术难题常用燃料对比常用燃料对比燃料热值kJ/g产物氢气酒精天然气煤汽油14346347188约29H H2 2O OH H2 2O OCOCOCOCO2 2H H2 2O OCOCOCOCO2 2H H2 2O COO COCOCO2 2 SO SO2 2NONO2 2H H2 2O OCOCOCOCO2 2H2的物理性质的物理性质H2的化学性质的化学性质通常

10、通常无无色色 无无味味 气气态态密度密度溶解性溶解性比空气小比空气小（最小）（最小）难溶于水难溶于水氢气氢气液氢液氢固态氢固态氢可燃性可燃性2222H +O2H O点燃纯净的氢气纯净的氢气不纯的氢气不纯的氢气在空气中在空气中安静安静的燃烧的燃烧发生发生爆炸爆炸（4%74.2%）发出发出淡蓝色淡蓝色的火焰的火焰点燃前一定要点燃前一定要验纯验纯（1）下列关于氢气的物理性质的描述中，不正）下列关于氢气的物理性质的描述中，不正确的是（确的是（ ）A、氢气具有刺激性气味、氢气具有刺激性气味 B、氢气极难溶于水、氢气极难溶于水C、氢气是最轻的气体、氢气是最轻的气体 D、在、在259时氢气能变成雪状的固态时

11、氢气能变成雪状的固态（2）氢气具有的化学性质是（）氢气具有的化学性质是（ ）A、通常状况下是无色气体、通常状况下是无色气体 B、密度小、密度小 C、具有可燃性、具有可燃性 D、熔点低、熔点低1CA（ 1）下列各组混合物，点燃后可能爆炸的是（）下列各组混合物，点燃后可能爆炸的是（ ）A、纯净的氢气、纯净的氢气 B、氢气和二氧化碳、氢气和二氧化碳 C、氧气和二氧化碳、氧气和二氧化碳 D、氢气和空气、氢气和空气（2）下列物质和空气混合后遇明火，不可能发）下列物质和空气混合后遇明火，不可能发生爆炸的是（生爆炸的是（ ） A、氮气、氮气 B、天然气、天然气 C、氢气、氢气 D、面粉粉尘面粉粉尘2AD 检

12、验用向下排空气法收集的氢气的纯度，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（听到爆鸣声，这时可（ ） A、用拇指堵住试管口一会儿再收集、用拇指堵住试管口一会儿再收集 B、直接用于实验、直接用于实验 C、换一支试管再收集检验、换一支试管再收集检验 D、马上用原试管继续收集、马上用原试管继续收集3AC 某实验小组在进行燃烧条件的探究实验时某实验小组在进行燃烧条件的探究实验时，发现氢气在氯气中也可以燃烧并生成一种气，发现氢气在氯气中也可以燃烧并生成一种气体氯化氢；试写出该反应的化学方程式：体氯化氢；试写出该反应的化学方程式： 反应类型反应类型 ； 通过这个实验你对燃烧有什么新的认识：通

13、过这个实验你对燃烧有什么新的认识：(1)(1)燃烧不一定有氧气参加燃烧不一定有氧气参加; ;(2)(2)如果氢气中混有氯气达到相应的爆炸极限如果氢气中混有氯气达到相应的爆炸极限 也会发生爆炸；也会发生爆炸；点燃222ClHHCl2化合反应化合反应拓展提升拓展提升4实验室有三瓶无色气体分别是氢实验室有三瓶无色气体分别是氢气、氧气、氮气，请你利用所学气、氧气、氮气，请你利用所学的化学知识对它们进行鉴别，试的化学知识对它们进行鉴别，试说出鉴别过程说出鉴别过程。v原理：原理： Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 v发生装置：固液不加热型v收集装置：排水法 或 向下排空气法 国庆时，天安门广

14、场群众游行的国庆时，天安门广场群众游行的数千名少先队员持几万各彩色气球走数千名少先队员持几万各彩色气球走向主席台前接受检阅，使庆祝活动达向主席台前接受检阅，使庆祝活动达到了高潮。用你所学的下列气体的性到了高潮。用你所学的下列气体的性质及下表提供的数据分析充灌气球最质及下表提供的数据分析充灌气球最好选用的气体是好选用的气体是_理由是理由是 。气体气体名称名称 氢气氢气H2氦气氦气He 氮气氮气N2 氧气氧气O2 空气空气 密度密度（g/L） 0.089 0.179 1.250 1.429 1.293 氦气氦气密度比空气小，密度比空气小，不易燃易爆不易燃易爆 氢气氢气 氧气氧气色态味色态味溶解性溶

15、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通常状况下，为无色无味的气体极难溶于水不易溶于水密度比空气小（0.090 gL-1 ）密度比空气大 （1.429 gL-1）作业作业 (特别说明：纯度就是质量分数；要写解题过程) 实验室制取氢气的方法是用金属锌和稀硫酸反应来制取，反应文字表达式如下： 锌 + 稀硫酸 硫酸锌 + 氢气 如果实验室需要制备100升的氢气来填充一批气球，则：(标况下氢气的密度为0.09g/L) 需要纯度为90%的锌多少克？ 需要质量分数为10%的稀硫酸多少克？ 同时能产生多少克的硫酸锌？ 答案：325g、4.4kg、724.5g