粵教版九年級化學(xué)上冊 潔凈的燃料-氫氣 燃料 課件

5.1潔凈的燃料--氫氣

煤炭天然氣石油木柴自從1965年美國開始研制液氫發(fā)動機(jī)以來，相繼研制成功了各種類型的噴氣式和火箭式發(fā)動機(jī)。1960年液氫首次用作航天動力燃料。1970年美國反射的“阿波羅”登月飛船使用的起飛火箭也是用液氫作燃料。我國長征2號、3號也使用液氫做燃料。亨利·卡文迪許：（HenryCavendish,

FRS，1731年10月10日---1810年2月24日），英國物理學(xué)家、化學(xué)家。他首次對氫氣的性質(zhì)進(jìn)行了細(xì)致的研究，證明了水并非單質(zhì)，預(yù)言了空氣中稀有氣體的存在。發(fā)現(xiàn)了庫侖定律和歐姆定律，將電勢概念廣泛應(yīng)用于電學(xué)，并精確測量了地球的密度，被認(rèn)為是牛頓之后英國最偉大的科學(xué)家之一。亨利.卡文迪許是百萬富翁。他一生從事于化學(xué)和物理學(xué)的研究。他發(fā)現(xiàn)了很多前人不知道的事物。亨利生性怪癖，沉默寡言，曾經(jīng)有科學(xué)史家說：“他是有學(xué)問的人當(dāng)中最富有的，也是富人當(dāng)中最有學(xué)問的?！?。一.氫氣的物理性質(zhì)1.色態(tài)味：通常狀況下，無色、無味的氣體。2.密度：0℃、101.3kPa下，ρ=0.090g/L

（相同條件下密度最小的氣體)3.溶解性：難溶于水。4.熔沸點(diǎn)：101.3kPa下，-252℃時氫氣變?yōu)闊o色液體，-259℃時，氫氣變成雪狀固體（相同條件下熔沸點(diǎn)最低的氣體。)拓展延伸(標(biāo)況)密度（g/L）相對分子質(zhì)量與空氣相比氫氣0.0892最輕氮?dú)?.25028略輕空氣1.29529(平均)\氧氣1.42932略重二氧化碳1.96444重比空氣重的選擇用向上排空氣法收集，比空氣輕的選擇用向下排空氣法收集二.氫氣的化學(xué)性質(zhì)（2）氫氣的可燃性現(xiàn)象：產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁有水霧，放出大量熱2H2+O22H2O點(diǎn)燃反應(yīng)：（1）常溫下性質(zhì)穩(wěn)定交流與合作11.氫氣具有可燃性，則推理氫氣可用作什么用途？2.如果某可燃物含有氫元素，則燃燒產(chǎn)物一定有什么物質(zhì)？3.如何驗(yàn)證物質(zhì)燃燒產(chǎn)生了水？12月4日晚，安徽省六安市藍(lán)孔雀酒店，一群年輕人在酒店過完生日后，將近200個裝飾用的氫氣球從電梯帶走，在電梯內(nèi)，有人鬧著玩用打火機(jī)燒氣球，氫氣球在電梯內(nèi)爆炸，8人面部不同程度受傷，電梯也因此發(fā)生故障，卡在1、2樓中間。靜電、火源等都極易引起氫氣球爆炸，國家也早已明令禁止氫氣用于氣球充氣。點(diǎn)燃?xì)錃馇耙欢ㄒ?yàn)純氫氣的驗(yàn)純：

可燃性氣體或粉塵與空氣(或氧氣)混合，若其體積分?jǐn)?shù)達(dá)到爆炸極限，點(diǎn)燃時就可能會發(fā)生爆炸。當(dāng)氫氣在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)約為4.0%—74.2%，點(diǎn)燃會發(fā)生爆炸。氫氣的爆炸極限：4.0%—74.2%。不純：尖銳的爆鳴聲純凈：輕微的“噗”聲氫氣的化學(xué)性質(zhì)（3）氫氣的還原性現(xiàn)象：固體由黑變紅，試管末

端出現(xiàn)水珠。CuO+H2Cu

+H2O反應(yīng)：交流與合作21.試管口為什么要略向下傾斜？2.導(dǎo)管為什么要伸入試管底？3.實(shí)驗(yàn)要求“氫氣早出晚歸，酒精燈遲到早退”，如何理解？氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

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三.氫氣的制法（1）實(shí)驗(yàn)室制法：電解水法：2H2O=2H2+O2氫氣的制法（2）工業(yè)制法之一：通電四.氫氣的用途1.燃料2.冶煉金屬3.焊接或切割4.充填探空氣球5.化工原料交流與合作31.氫氣作為能源有哪些優(yōu)點(diǎn)？2.氫能源現(xiàn)在沒有普遍使用的原因有哪些？1.下列關(guān)于氫氣的物理性質(zhì)的描述，不正確的是(

)A.通常狀況下，氫氣是無色無味的氣體B.相同條件下，氫氣是密度最小的氣體C.液態(tài)氫是淡藍(lán)色液體D.氫氣極難溶于水課堂練習(xí)與鞏固2.液氫可用作推進(jìn)火箭的燃料，這是因?yàn)?

)A．氫氣的密度最小B．氫氣的燃燒產(chǎn)物是水C．與其他燃料相比，同質(zhì)量的氫氣燃燒時放熱多D．制取氫氣的來源廣泛3.下列關(guān)于氫氣的說法中，正確的是(

)A．與空氣混合點(diǎn)燃有爆鳴聲的氣體一定是氫氣B．混有氧氣的氫氣點(diǎn)燃時，一定發(fā)生爆炸C．點(diǎn)燃?xì)錃馇埃欢ㄒ獧z驗(yàn)其純度D．由于氫氣的密度比空氣小，所以可用向上排空氣法收集氫氣5.檢驗(yàn)氫氣純度時，判斷氫氣較純的現(xiàn)象是(

)A.聽到尖銳的爆鳴聲B.聽到輕微的爆鳴聲C.未聽到聲音D.試管炸裂4.已知在同溫同壓下，等體積的氣體分子數(shù)相同。質(zhì)量相等的下列氣體在相同條件下所占體積最大的是(

)

A.氧氣B．氫氣

C.二氧化碳D．一氧化碳6.氫能源是一種極其理想的新能源，因?yàn)闅錃馊紵懦龅臒崃看?，且生成物不污染環(huán)境。但氫氣作為能源目前還不能廣泛使用，分析其原因，下列說法錯誤的是(

)A．雖然制氫的資源很豐富，但制取成本高B．高效、經(jīng)濟(jì)的制氫方法還在研究之中C．高效、價廉的貯氫材料還在研究之中D．氫氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑，常溫下就會爆炸7.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℃時氫氣能變成雪狀的固態(tài)8.氫氣具有的化學(xué)性質(zhì)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(diǎn)低19.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10.下列物質(zhì)和空氣混合后遇明火，不可能發(fā)生爆炸的是（

）A.氮?dú)釨.天然氣C.氫氣D.面粉粉塵11.檢驗(yàn)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(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)收集第五章燃料潔凈的燃料—?dú)錃?/p>

情景導(dǎo)入

在碳的家族中有哪些成員？讓我們來猜一猜下面這都說的是誰呢？大哥硬度最大，二哥特別軟滑，三哥面貌多變，它們同是一家。似雪沒有雪花，叫冰沒有冰碴；無冰可以制冷，細(xì)菌休想安家。組成個半圓，殺人血不見；追捕無蹤影，點(diǎn)火冒藍(lán)焰。要想解開以上謎團(tuán)，就讓我們一起走進(jìn)本章來揭開他們的神秘面紗吧！

知識點(diǎn)1最輕的氣體

1.氫氣的物理性質(zhì)

點(diǎn)化拓展

氫氣極難溶于水，所以收集時可利用向下排空氣法或排水法。相同條件下，氫氣的熔、沸點(diǎn)比所有其他常見的氣體都低，固態(tài)時的氫氣為雪花狀可以用比較相對分子質(zhì)量的方法比較相同條件下不同氣體的密度大小，相對分子質(zhì)量大的，氣體密度也大。空氣的平均相對分子質(zhì)量為29。

2.氫氣的特性氫氣是自然界中最輕的氣體，同溫、同壓下，氫氣的密度是空氣密度的2／29，是氧氣密度的1／16。常根據(jù)氫氣的這一特性填充探空氣球。

知識點(diǎn)2氫氣的燃燒1.純凈的氫氣氫氣的燃燒實(shí)驗(yàn)：2.混有空氣（或氧氣）的氫氣點(diǎn)燃?xì)錃夂涂諝獾幕旌蠚猓?/p>

3.氫氣的驗(yàn)純（1）氫氣的驗(yàn)純實(shí)驗(yàn)

(2)使用氫氣的要求在使用氫氣時，要特別注意安全。點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗(yàn)氫氣的純度。4.氫氣的爆炸極限當(dāng)氫氣中混有空氣(或氧氣)時，點(diǎn)燃后不一定會發(fā)生爆炸，只有當(dāng)空氣里混入氫氣的體積為總體積的4．0％～74．2％時，點(diǎn)燃才會發(fā)生爆炸，這個體積分?jǐn)?shù)的范圍就是氫氣的爆炸極限。

點(diǎn)化拓展

并不是只有點(diǎn)燃?xì)錃夂涂諝?或氧氣)的混合物才發(fā)生燃燒和爆炸現(xiàn)象。點(diǎn)燃其他的可燃物(如煤氣、煤粉、淀粉粉塵等)與空氣(或氧氣)的混合物，都有可能發(fā)生爆炸?？扇夹詺怏w、粉塵各有自己的爆炸極限。煤礦中為防止瓦斯爆炸，必須嚴(yán)禁煙火，其次是通風(fēng)，通風(fēng)的目的就是降低空氣中瓦斯氣體的體積分?jǐn)?shù)，使之達(dá)不到爆炸極限，即使遇到明火，也不會發(fā)生爆炸事故。

知識點(diǎn)3理想的高能燃料

點(diǎn)化拓展氫氧燃料電池是一種將氫氣和氧氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，在這種電池中，氫氣和氧氣通過化學(xué)反應(yīng)生成水，并釋放電能，廣泛應(yīng)用于宇宙飛船、太空站等航天器上，它除了提供電能外，發(fā)電后的產(chǎn)物——水，可以作為宇航員的飲用水。

同步演練1.下列事實(shí)中，與氫氣密度比空氣小的性質(zhì)無關(guān)的是（）A．用氫氣吹肥皂泡時，肥皂泡迅速上升B．充滿氫氣的集氣瓶應(yīng)將瓶口朝下放在桌面上C．可用排水法收集氫氣D．可用向下排空氣法收集氫氣【思路】用氫氣吹肥皂泡時，肥皂泡迅速上升，是由于氫氣密度比空氣小，A不符合題意；充滿氫氣的集氣瓶應(yīng)將瓶口朝下放在桌面上，是由于氫氣密度比空氣小，B不符合題意；可用排水法收集氫氣，是由于氫氣難溶于水，C符合題意；可用向下排空氣法收集氫氣，是由于氫氣密度比空氣小，D不符合題意?！疽?guī)范解答】C2.下列關(guān)于氫氣的說法錯誤的是（）A．氫氣是未來最理想的燃料B．氫氣在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定C．氫氣具有可燃性D．氫氣中混有空氣，點(diǎn)燃一定發(fā)生爆炸【思路】氫氣具有可燃性，燃燒的產(chǎn)物只有水，不會產(chǎn)生污染，所以是未來最理想的燃料，A、C正確；氫氣在常溫下，不與其他物質(zhì)反應(yīng)，性質(zhì)穩(wěn)定，B正確；空氣中如果混入氫氣的體積為總體積的4．0％～74．2％，點(diǎn)燃時就會發(fā)生爆炸，并不是氫氣中混有空氣，點(diǎn)燃一定發(fā)生爆炸，D錯誤。【規(guī)范解答】D3.發(fā)射火箭常使用的燃料和助燃劑有液氫和液氧。下列與此相關(guān)的說法中不正確的是（）A．液氫作燃料能減輕發(fā)射質(zhì)量B．液氫和液氧都是化合物C．液氧的作用是支持液氫燃燒D．液氫燃燒的產(chǎn)物為水【思路】氫氣是所有氣體中密度最小的，液氫的密度也小，且能夠燃燒放出大量的熱，產(chǎn)物是水。液氫和液氧都是由同種元素組成的純凈物，是單質(zhì)而不是化合物?！疽?guī)范解答】B【規(guī)律總結(jié)】液態(tài)氫作燃料具有熱值高，污染少等優(yōu)點(diǎn)；液氧支持燃燒，本身不能燃燒。4.下列關(guān)于氫氣的說法中，正確的是（）A．與空氣混合點(diǎn)燃有爆鳴聲的氣體一定是氫氣B．混有氧氣的氫氣點(diǎn)燃時，一定發(fā)生爆炸C．點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗(yàn)其純度D．由于氫氣的密度比空氣小，所以可用向上排空氣法收集氫氣【思路】可燃性氣體與空氣混合點(diǎn)燃，都可能產(chǎn)生爆鳴聲，不一定只有氫氣，如煤氣、液化石油氣等，A錯誤；混有氧氣的氫氣不一定處于爆炸極限范圍內(nèi)，所以點(diǎn)燃不一定發(fā)生爆炸，B錯誤；氫氣是一種可燃性氣體，與空氣混合點(diǎn)燃可能發(fā)生爆炸，所以點(diǎn)燃前一定要檢驗(yàn)其純度，C正確；氫氣的密度比空氣小，應(yīng)利用向下排空氣法收集，D錯誤。【規(guī)范解答】C5.“低碳經(jīng)濟(jì)”已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要模式，實(shí)現(xiàn)“低碳經(jīng)濟(jì)”的一種策略是節(jié)能。下列制備氫氣的方法最節(jié)能的是（）【思路】電解需要消耗電能，高溫加熱需要消耗化學(xué)能源，不屬于節(jié)能的方法。催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，可以反復(fù)使用，利用取之不盡、用之不竭的無污染的太陽能也是當(dāng)今能源利用的發(fā)展趨勢?！疽?guī)范解答】C【規(guī)律總結(jié)】利用太陽能分解水或利用催化劑使水常溫分解制取