《氣體的制取》課件

氣體的制取課程目標1了解氣體的基本概念掌握氣體的分類、性質(zhì)、結構等基本知識。2掌握常見氣體的制取方法學習常見氣體的實驗室制法和工業(yè)生產(chǎn)方法。3學習氣體的收集和儲存掌握常見氣體的收集、儲存、凈化等操作方法。4了解氣體在生活、生產(chǎn)中的應用認識氣體在不同領域的重要應用，提高安全意識。氣體的概念氣體是物質(zhì)存在的一種狀態(tài)，它沒有固定的形狀和體積，可以自由地擴散和壓縮。氣體是由大量分子組成的，分子之間距離較大，相互作用力較弱，運動速度較快。氣體的分類按化學性質(zhì)分類可分為單質(zhì)氣體和化合物氣體。按物理性質(zhì)分類可分為永久氣體和非永久氣體。按用途分類可分為工業(yè)氣體、醫(yī)療氣體、食品氣體等。氣體的性質(zhì)可壓縮性氣體分子間距離大，受外力作用可壓縮。擴散性氣體分子處于無規(guī)則運動，不斷擴散混合。壓強氣體對器壁的壓強與分子運動速率和濃度有關。氣體的分子結構氣體由大量分子組成，分子之間距離很大，分子運動速度快且無規(guī)則，相互作用力很小，因此氣體具有可壓縮性、流動性和擴散性等性質(zhì)。氣體的狀態(tài)方程1理想氣體理想氣體狀態(tài)方程：PV=nRT2真實氣體真實氣體狀態(tài)方程：(P+a/V^2)(V-b)=RT3應用氣體性質(zhì)計算，氣體反應條件氣體溶解氣體溶解度氣體溶解度是指在一定溫度和壓力下，一定體積溶劑中所能溶解的氣體體積或質(zhì)量。氣體的溶解度受多種因素影響，包括溫度、壓力、氣體的性質(zhì)和溶劑的性質(zhì)。影響因素溫度:溫度升高，氣體溶解度降低。壓力:壓力升高，氣體溶解度升高。氣體性質(zhì):氣體的性質(zhì)影響其溶解度。例如，二氧化碳在水中比氧氣更易溶解。溶劑性質(zhì):溶劑的性質(zhì)影響其對氣體的溶解能力。例如，水比油更容易溶解氣體。常見氣體的制取氫氣氫氣是一種無色無味的氣體，可以由金屬與酸反應或電解水制得。氮氣氮氣是一種無色無味的氣體，可以由液態(tài)空氣分餾得到。氧氣氧氣是一種無色無味的氣體，可以由電解水或加熱高錳酸鉀制得。二氧化碳二氧化碳是一種無色無味的氣體，可以由碳酸鹽與酸反應或燃燒有機物制得。氫氣的制取金屬與酸反應鋅與稀硫酸反應制取氫氣活潑金屬與水反應鈉與水反應制取氫氣電解水電解水制取氫氣和氧氣氮氣的制取1空氣分離法利用液態(tài)空氣中氮氣和氧氣的沸點不同，將空氣冷卻至液態(tài)后，再進行分餾得到氮氣。2化學反應法一些化學反應會產(chǎn)生氮氣，如氨氣的分解反應。3工業(yè)生產(chǎn)法通過氨氣或其他含氮化合物的反應，制取高純度的氮氣。氧氣的制取1電解水電解水制氧2加熱高錳酸鉀加熱高錳酸鉀制氧3加熱氯酸鉀加熱氯酸鉀制氧4分離空氣分離空氣制氧二氧化碳的制取1碳酸鹽與酸反應例如，碳酸鈣與鹽酸反應，生成二氧化碳、氯化鈣和水。2碳酸氫鹽分解例如，碳酸氫鈉受熱分解，生成二氧化碳、水和碳酸鈉。3有機物的燃燒例如，甲烷在氧氣中燃燒，生成二氧化碳和水。利用氧化還原反應制取氣體1定義氧化還原反應是指物質(zhì)之間發(fā)生電子轉移的化學反應。2原理氧化還原反應中，氧化劑得到電子，還原劑失去電子，從而生成新的物質(zhì)。3應用許多氣體的制取都利用了氧化還原反應，例如氯氣、溴氣、碘氣的制取。利用熱分解反應制取氣體定義熱分解反應是指在加熱條件下，某些物質(zhì)分解成兩種或多種其他物質(zhì)的化學反應。應用熱分解反應廣泛用于氣體的制取，例如，利用加熱碳酸氫鈉分解制取二氧化碳氣體。特點熱分解反應通常需要高溫，并伴隨能量的釋放。利用電解反應制取氣體電解水制取氫氣和氧氣將直流電通過水溶液，在陰極產(chǎn)生氫氣，在陽極產(chǎn)生氧氣。這個反應需要加入電解質(zhì)以提高水的導電性。電解熔融鹽制取金屬將直流電通過熔融鹽，在陰極析出金屬，在陽極析出非金屬。這個反應需要高溫度才能使鹽融化。生產(chǎn)氣體的工業(yè)方法工業(yè)生產(chǎn)氣體通常涉及大型設備和復雜的工藝流程，例如大型空氣分離裝置和合成氣制備工廠。生產(chǎn)過程中會使用各種化學反應，例如燃燒、催化反應和電解反應。氣體通常通過管道或罐車進行運輸和儲存，確保安全和高效的供應。安全生產(chǎn)氣體的注意事項氣瓶安全定期檢查氣瓶，確保氣瓶閥門完好，無泄漏防火防爆配備合適的滅火器，熟練掌握使用個人防護佩戴防毒面具，避免吸入有害氣體氣體的收集和儲存氣體的收集根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇合適的方法進行收集，例如排水法、向上排空氣法或向下排空氣法。氣體的儲存氣體通常被儲存在氣瓶或其他合適的容器中，并根據(jù)氣體的性質(zhì)進行相應的安全處理。氣體的凈化和干燥凈化去除氣體中雜質(zhì)的過程稱為凈化。常用的凈化方法包括：洗氣、干燥、吸附等。干燥去除氣體中水分的過程稱為干燥。常用的干燥劑包括：濃硫酸、無水氯化鈣、堿石灰等。氣體的純化工業(yè)氣體提純工業(yè)生產(chǎn)中，氣體通常含有雜質(zhì)，需要進行純化處理以滿足不同應用需求。氣體分析氣體純化后，需要進行分析以確定其純度和成分，確保其符合相關標準。氣體凈化器氣體凈化器可以去除氣體中的雜質(zhì)，例如灰塵、水分、二氧化碳等，提高氣體純度。氣體的成分分析氣相色譜法分離和分析混合氣體中各組分的含量?；瘜W分析法利用化學反應定量測定氣體中特定組分的含量。光譜分析法通過分析氣體的光譜特征確定其成分和含量。氣體的檢測方法1化學方法利用氣體與特定試劑反應產(chǎn)生顏色變化、沉淀或氣體等現(xiàn)象來判斷氣體的存在。2物理方法利用氣體的物理性質(zhì)，如密度、沸點、折射率等進行檢測。3儀器方法采用專門的氣體檢測儀器，如氣相色譜儀、質(zhì)譜儀等，對氣體進行定量分析。氣體的應用領域工業(yè)氣體在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要角色，例如合成氨、制取塑料、冶煉金屬等。醫(yī)療醫(yī)療領域廣泛使用各種氣體，例如氧氣用于呼吸治療，二氧化碳用于麻醉等。生活日常生活中也離不開氣體，例如天然氣用于烹飪，氮氣用于食品保鮮等。氣體在工農(nóng)業(yè)中的應用冶金行業(yè)氧氣用于鋼鐵冶煉，提高效率和質(zhì)量?；ば袠I(yè)氫氣、氮氣、二氧化碳等氣體廣泛應用于合成、催化、反應等過程。電力行業(yè)天然氣、煤氣等氣體作為燃料，發(fā)電效率高，環(huán)境污染少。氣體在醫(yī)療衛(wèi)生中的應用1醫(yī)療氧氣氧氣是人體必需的，在治療呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病等方面發(fā)揮重要作用。2麻醉氣體如一氧化二氮、氙氣等，可用于手術麻醉，減輕患者痛苦。3治療氣體如氦氣、氮氣等，可用于治療哮喘、肺氣腫等呼吸系統(tǒng)疾病。氣體在生活中的應用烹飪天然氣和液化石油氣是常用的家庭燃料，用于烹飪和供暖。照明以前，煤氣燈是主要的照明方式，現(xiàn)在，氣體照明在特定場合仍有應用。娛樂氦氣用于充氣氣球，為各種娛樂活動增添歡樂。氣體在國防科技中的應用推進劑液氫和液氧等氣體是導彈、火箭等武器系統(tǒng)的推進劑，為其提供強大的推動力。激光武器激光武器利用高能激光束摧毀目標，其威力巨大，具有極高的速度和精度，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著重要作用?；瘜W武器某些氣體，例如氯氣和芥子氣，可以作為化學武器，造成人員傷亡和環(huán)境污染。氣體在航天航空中的應用推進劑液態(tài)氫和氧是常見的火箭燃料，提供強大的推力。生命支持系統(tǒng)氧氣供應和二氧化碳去除是太空艙內(nèi)生存的必要條件。衛(wèi)星控制壓縮氣體用于控制衛(wèi)星姿態(tài)和軌道調(diào)整。未來氣體技術的發(fā)展趨勢新能源氣體技術：氫能、生物質(zhì)能氣化技術等氣體分離與純化技術