《氫稀有氣體》課件

氫及稀有氣體氫元素是元素周期表中第一個(gè)元素，也是最輕的元素。稀有氣體是指元素周期表上的第18族元素，也稱(chēng)為惰性氣體。課程大綱氫氣什么是氫氣?氫氣的性質(zhì)和應(yīng)用氫氣的制取方法氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸稀有氣體什么是稀有氣體?稀有氣體的性質(zhì)和特點(diǎn)各種稀有氣體簡(jiǎn)介稀有氣體的應(yīng)用什么是氫氣?最輕元素氫是元素周期表中第一個(gè)元素，是最輕的元素，也是宇宙中最豐富的元素。無(wú)色無(wú)味氫氣在常溫常壓下是無(wú)色無(wú)味的氣體，不易溶于水，是良好的燃料。易燃易爆氫氣具有易燃易爆的特性，在空氣中含量達(dá)到4%-74.2%時(shí)，遇明火會(huì)發(fā)生爆炸。氫氣的性質(zhì)和應(yīng)用無(wú)色無(wú)味氫氣是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)條件下為氣態(tài)。最輕的氣體氫氣的密度比空氣小，是世界上最輕的氣體，約為空氣的1/14?？扇夹詺錃馐且环N易燃?xì)怏w，與空氣混合后遇明火會(huì)發(fā)生爆炸，因此使用氫氣時(shí)要格外小心。還原性氫氣具有還原性，可以與一些金屬氧化物反應(yīng)，生成金屬單質(zhì)，如氫氣可以與氧化銅反應(yīng)生成銅。氫氣的制取方法1電解水法電解水法是制取氫氣的主要方法之一。在直流電的作用下，水被分解為氫氣和氧氣。該方法可以制得高純度的氫氣。但耗能較高，成本也相對(duì)較高。2化石燃料裂解法化石燃料裂解法是目前制取氫氣的主要方法。通過(guò)對(duì)天然氣、石油等化石燃料進(jìn)行裂解，可獲得氫氣。該方法制取氫氣成本較低，但會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體。3生物制氫法生物制氫法是利用生物體進(jìn)行氫氣制取的新方法，是一種清潔環(huán)保的制氫方法。該方法通過(guò)生物催化劑分解有機(jī)物，獲得氫氣。生物制氫法成本較高，目前仍處于研究階段。氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障.1高壓氣態(tài)儲(chǔ)存壓縮至高壓，儲(chǔ)存效率高，但存在安全風(fēng)險(xiǎn)。2液態(tài)儲(chǔ)存將氫氣液化，儲(chǔ)存密度高，但需要低溫環(huán)境。3固態(tài)儲(chǔ)存利用材料吸附氫氣，儲(chǔ)存安全性高，但技術(shù)仍在發(fā)展中。目前，氫氣主要通過(guò)管道運(yùn)輸和液態(tài)運(yùn)輸。什么是稀有氣體?稀有氣體也稱(chēng)為惰性氣體或貴族氣體。稀有氣體在元素周期表中位于第18族，是元素周期表中最穩(wěn)定的元素家族。由于稀有氣體的原子核外電子層排布穩(wěn)定，它們不易與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。稀有氣體的性質(zhì)和特點(diǎn)1惰性稀有氣體原子最外層電子數(shù)都已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，極難與其他元素反應(yīng)，被稱(chēng)為惰性氣體。2無(wú)色無(wú)味在常溫常壓下，稀有氣體都是無(wú)色無(wú)味的單原子氣體，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。3沸點(diǎn)低由于稀有氣體原子間作用力很弱，因此沸點(diǎn)很低，在常溫下都是氣態(tài)。4導(dǎo)電性稀有氣體在高壓電場(chǎng)下能發(fā)出不同顏色的光，常用作霓虹燈的填充氣體。各種稀有氣體簡(jiǎn)介氦氣氦氣是第二輕的氣體，無(wú)色無(wú)味無(wú)臭，化學(xué)性質(zhì)不活潑，常用于填充氣球、飛艇和潛水服等。氖氣氖氣在放電時(shí)會(huì)發(fā)出紅色的光，常用于制造霓虹燈，也是重要的激光材料。氬氣氬氣是空氣中含量最多的稀有氣體，無(wú)色無(wú)味無(wú)臭，化學(xué)性質(zhì)不活潑，常用于填充燈泡、焊接和切割金屬。氪氣氪氣是稀有氣體中最重的元素，無(wú)色無(wú)味無(wú)臭，化學(xué)性質(zhì)不活潑，常用于制造高亮度照明燈和激光器。氦氣的性質(zhì)和應(yīng)用無(wú)色無(wú)味氦氣是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。低溫特性氦氣具有極低的沸點(diǎn)，是所有氣體中沸點(diǎn)最低的，使其成為低溫技術(shù)中不可或缺的一部分。密度低氦氣的密度遠(yuǎn)小于空氣，使它能夠漂浮在空氣中，因此在氣球和飛艇中得到廣泛應(yīng)用。惰性氣體氦氣是惰性氣體，不與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此在焊接和切割金屬時(shí)用作保護(hù)氣體。氖氣的性質(zhì)和應(yīng)用無(wú)色無(wú)味氖氣是一種惰性氣體，常溫常壓下為無(wú)色無(wú)味的單質(zhì)氣體。發(fā)光通電后，氖氣會(huì)發(fā)出橙紅色的光，因此被廣泛用于制作霓虹燈。低溫氖氣具有很低的沸點(diǎn)，因此被用于低溫冷卻劑。激光氖氣也用于制造氦氖激光器，應(yīng)用于工業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域。氬氣的性質(zhì)和應(yīng)用氬氣的性質(zhì)氬氣是無(wú)色無(wú)味的氣體，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，在常溫常壓下不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。氬氣密度大于空氣，不易溶于水，是一種惰性氣體。氬氣的應(yīng)用氬氣主要用作保護(hù)氣，廣泛應(yīng)用于金屬冶煉、焊接、切割等領(lǐng)域。氬氣還可用于制造燈泡、激光器、電弧燈等，以及進(jìn)行氣相色譜分析等。氪氣的性質(zhì)和應(yīng)用惰性氣體氪氣是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的惰性氣體。它不與其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但可以形成一些化合物。發(fā)光氪氣可以發(fā)出明亮的白色光，在照明和廣告中得到應(yīng)用。激光氪氣激光器可以產(chǎn)生高功率的激光，在醫(yī)學(xué)、工業(yè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。氙氣的性質(zhì)和應(yīng)用1惰性氣體氙氣是稀有氣體的一種，化學(xué)性質(zhì)不活潑，不容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。2高熔點(diǎn)氙氣是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，在常溫常壓下為氣態(tài)，熔點(diǎn)非常低，沸點(diǎn)也比較低。3醫(yī)療領(lǐng)域氙氣可以用于麻醉，在醫(yī)學(xué)上被用作麻醉劑，具有較好的麻醉效果，副作用較小。4照明領(lǐng)域氙氣燈是一種高亮度的光源，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)前燈、攝影閃光燈等領(lǐng)域。氡氣的性質(zhì)和應(yīng)用放射性氡氣是一種放射性氣體，會(huì)釋放出α射線(xiàn)。它是一種惰性氣體，無(wú)色無(wú)味，但會(huì)對(duì)人體健康造成威脅。醫(yī)學(xué)應(yīng)用氡氣用于治療某些類(lèi)型的癌癥，例如肺癌和前列腺癌。工業(yè)應(yīng)用氡氣在工業(yè)領(lǐng)域也有應(yīng)用，例如在制造熒光燈和激光器中。環(huán)境污染氡氣可從土壤和巖石中釋放出來(lái)，污染空氣，對(duì)人體健康造成危害。金屬和非金屬的區(qū)別金屬一般為固態(tài)，有光澤，延展性好，導(dǎo)電導(dǎo)熱能力強(qiáng)。非金屬常溫下可能為固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)，沒(méi)有光澤，延展性差，導(dǎo)電導(dǎo)熱能力弱。位置金屬元素位于周期表左側(cè)非金屬元素位于周期表右側(cè)金屬和非金屬的性質(zhì)1金屬金屬通常具有光澤，延展性，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，可以被拉成絲或壓成薄片，例如：金，銀，銅。2非金屬非金屬通常沒(méi)有光澤，延展性，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，例如：氧，氮，碳。3例外有些元素既有金屬特性，也有非金屬特性，稱(chēng)為類(lèi)金屬，例如：硅，鍺，砷。4性質(zhì)差異金屬和非金屬在化學(xué)性質(zhì)上差異較大，例如：金屬易失電子，非金屬易得電子。元素周期表的構(gòu)成元素周期表由7個(gè)周期、18個(gè)族組成，共有118種元素。元素周期表按照原子序數(shù)遞增的順序排列，同一周期的元素具有相同的電子層數(shù)，同一族的元素具有相似的化學(xué)性質(zhì)。元素周期表的分類(lèi)金屬元素元素周期表中大多數(shù)元素為金屬元素。金屬元素大多具有光澤、延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。常見(jiàn)的金屬元素包括鐵、銅、鋁、金、銀等。非金屬元素非金屬元素的特點(diǎn)是缺乏金屬特性，通常以氣態(tài)或固態(tài)存在。常見(jiàn)的非金屬元素包括碳、氧、氮、硫等。類(lèi)金屬元素類(lèi)金屬元素位于金屬元素和非金屬元素之間，其性質(zhì)介于兩者之間。常見(jiàn)的類(lèi)金屬元素包括硅、鍺、砷等。稀有氣體稀有氣體元素位于元素周期表的最右側(cè)，它們都是氣態(tài)單質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)不活潑。常見(jiàn)的稀有氣體元素包括氦、氖、氬等。元素周期表的發(fā)展歷程11869年門(mén)捷列夫首次提出元素周期律，并制作出第一個(gè)元素周期表。21913年莫斯萊利用X射線(xiàn)光譜法測(cè)定原子序數(shù)，證實(shí)了元素周期表中元素的排列順序。31940年海森堡和玻爾等科學(xué)家發(fā)展了量子力學(xué)，解釋了元素周期表中元素的電子排列規(guī)律。4現(xiàn)代隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，元素周期表不斷完善和擴(kuò)展。元素周期表的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程，從最初的門(mén)捷列夫元素周期律到現(xiàn)在的量子力學(xué)解釋?zhuān)粩嗟乇煌晟坪蛿U(kuò)展，最終形成了現(xiàn)代元素周期表。元素周期表的應(yīng)用預(yù)測(cè)化學(xué)性質(zhì)元素周期表揭示元素間的規(guī)律性，可預(yù)測(cè)元素性質(zhì)，如反應(yīng)活性、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等?；瘜W(xué)反應(yīng)預(yù)測(cè)利用元素周期表，可預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物、反應(yīng)條件等，指導(dǎo)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。新元素預(yù)測(cè)元素周期表為預(yù)測(cè)未知元素的存在和性質(zhì)提供了理論依據(jù)，推動(dòng)了新元素的發(fā)現(xiàn)和研究。無(wú)機(jī)化合物的種類(lèi)氧化物金屬或非金屬元素與氧元素化合形成的化合物，例如水、二氧化碳。酸在水溶液中可以電離出氫離子的化合物，例如鹽酸、硫酸。堿在水溶液中可以電離出氫氧根離子的化合物，例如氫氧化鈉、氫氧化鈣。鹽由金屬離子或銨根離子與酸根離子組成的化合物，例如食鹽、硫酸銅。無(wú)機(jī)化合物的命名二元化合物由兩種元素組成的化合物。命名時(shí)，將金屬元素名稱(chēng)放在前面，非金屬元素名稱(chēng)放在后面，并在非金屬元素名稱(chēng)后加“化”字。例如，氧化鈉，氯化鉀。多元化合物由三種或三種以上元素組成的化合物。命名時(shí)，將陽(yáng)離子名稱(chēng)放在前面，陰離子名稱(chēng)放在后面。例如，硫酸銅，硝酸銀。酸酸是由氫元素和酸根組成的化合物。命名時(shí)，將“氫”字放在前面，酸根名稱(chēng)放在后面，并在酸根名稱(chēng)后加“酸”字。例如，鹽酸，硫酸。堿堿是由金屬元素和氫氧根組成的化合物。命名時(shí)，將金屬元素名稱(chēng)放在前面，氫氧根名稱(chēng)放在后面，并在氫氧根名稱(chēng)后加“堿”字。例如，氫氧化鈉，氫氧化鉀。無(wú)機(jī)化合物的性質(zhì)熔點(diǎn)無(wú)機(jī)化合物具有不同的熔點(diǎn)，例如，冰的熔點(diǎn)為0°C，而食鹽的熔點(diǎn)為801°C。沸點(diǎn)無(wú)機(jī)化合物的沸點(diǎn)也各不相同，例如，水的沸點(diǎn)為100°C，而酒精的沸點(diǎn)為78.3°C。溶解性無(wú)機(jī)化合物在水中的溶解性差異很大，例如，食鹽易溶于水，而石英難溶于水。酸堿性無(wú)機(jī)化合物具有酸性、堿性或中性，例如，鹽酸是酸性化合物，氫氧化鈉是堿性化合物，而水是中性化合物。無(wú)機(jī)化合物的應(yīng)用11.工業(yè)生產(chǎn)無(wú)機(jī)化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，例如制鹽、制堿、制酸等。22.日常生活許多無(wú)機(jī)化合物是日常生活中常見(jiàn)的物質(zhì)，例如食鹽、食醋、小蘇打等。33.科學(xué)研究無(wú)機(jī)化合物在化學(xué)研究、材料科學(xué)研究等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。44.環(huán)境保護(hù)一些無(wú)機(jī)化合物可用于處理污染物，保護(hù)環(huán)境?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的安全防護(hù)安全意識(shí)實(shí)驗(yàn)前要認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)步驟，了解安全注意事項(xiàng)，并做好防護(hù)措施。防護(hù)用品實(shí)驗(yàn)時(shí)要佩戴安全眼鏡、實(shí)驗(yàn)服、手套等防護(hù)用品，以保護(hù)身體。操作規(guī)范實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，避免意外發(fā)生。處理意外萬(wàn)一發(fā)生意外，要冷靜處理，并及時(shí)報(bào)告老師，尋求幫助?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作準(zhǔn)備工作實(shí)驗(yàn)前，仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)步驟，準(zhǔn)備所需儀器和試劑，確保安全操作。稱(chēng)量使用電子天平精確稱(chēng)量所需試劑，避免誤差影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。溶解將試劑溶解于適量溶劑中，注意溶解順序和溶解方式。加熱使用酒精燈或電熱板進(jìn)行加熱，注意溫度控制和安全防護(hù)。反應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行反應(yīng)，觀(guān)察反應(yīng)現(xiàn)象并記錄數(shù)據(jù)。分離根據(jù)需要，使用過(guò)濾、蒸發(fā)等方法分離反應(yīng)產(chǎn)物或雜質(zhì)。觀(guān)察仔細(xì)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄反應(yīng)時(shí)間、顏色變化、氣體生成等信息。整理實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，清理實(shí)驗(yàn)臺(tái)，整理實(shí)驗(yàn)儀器和試劑?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的觀(guān)察和記錄11.細(xì)致觀(guān)察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，包括顏色變化、氣體產(chǎn)生、沉淀形成等。22.數(shù)據(jù)記錄記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如溫度、體積、質(zhì)量、時(shí)間等。33.圖表繪制用圖表的形式展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，便于分析和比較。44.結(jié)論總結(jié)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并分析實(shí)驗(yàn)誤差?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析