大學(xué)無機化學(xué)第四版氫和稀有氣體教學(xué)課件

第十三章氫和希有氣體醫(yī)藥化工學(xué)院無機化學(xué)教研室教學(xué)要求本章共2課時掌握氫的物理和化學(xué)性質(zhì)了解希有氣體的分離、性質(zhì)和用途了解希有氣體化合物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點本章內(nèi)容第一節(jié)氫第二節(jié)稀有氣體第一節(jié)氫NaMgHAlSiPSCIAISeRRbSrYZrNbCdInSnSbTeICsRaLa-HfTawReneIrP+AnHnTPhRiPn&tRn氫是周期表中唯一尚未找到確切位置的元素LaceprNdpmAcThpaluNpblock存在、制備和用途氫是宇宙中豐度最高的元素,在地球上的豐度排在第15位某些礦物(例如石油、天然氣)和水是氫的主要資源,大氣中H2的含量很低是因為它太輕而容易脫離地球引力場元素的相對豐度是指該元素相對于個原子的原子數(shù)偶數(shù)的元素比與之相鄰的奇數(shù)元素更穩(wěn)定P奇數(shù)ZBITh102030405060708090原子序數(shù)氫的存在狀態(tài)氫的狀態(tài)金屬氫(s)液態(tài)氫()固態(tài)氫密度/gcm30.5620.0710.0893×108kPH2(g)11000K位屬氫(s)2.5×108kPaH,(g)77KH(S)金剛石砧大氣層頂木星結(jié)構(gòu)液態(tài)金屬氫根據(jù)先鋒飛船探測得巖石被知,木星大氣含氫82%氦17%,其它元素<1%2制備(每年估計達500×10m3)HH1143KH,0C1273KHpyrolysiselecrolysisphotolysisHH2HZn+H3O+→Zn2++2H2O+H2↑實驗室中制氫的主要方法實驗室制氫氣中雜質(zhì)來源與除去方法H2S鋅中含微量ZnSH2S+Pb2++2H2O→PbS+2H3O+AsH3鋅和硫酸中含微量AsAsH:+3AgSO4+3H20-6Ag+H3AsO3+3H,SO4SO2鋅還原H2SO4產(chǎn)生SO2+2KOH→KSO2+H2O工業(yè)制氫當(dāng)今制氫最經(jīng)濟的原料是煤和以甲烷為主要成分的天然氣,而且都是通過與水(最康價的氫資源)的反應(yīng)實現(xiàn)的1273K水蒸氣轉(zhuǎn)化法CH(g)+H,o(g)3H,(g)+co(g)其中產(chǎn)物氫的三分之一來自水1273KC(s)+H,O(H,,(g+co(g水煤氣反應(yīng)其中產(chǎn)物氫的百分之百來自水工業(yè)制氫H2(g)+CO(g)就是水煤氣,可做工業(yè)燃料,使用時不必分離.但若為了制氫,必須分離出CO可將水煤氣連同水蒸氣一起通過紅熱的氧化鐵催化劑,CO變成CO2然后在2×106下用水洗滌CO2和H2的混合氣體,使CO2溶于水而分離出H2FeoCO+H2+H2o(g)CO,+2H2>723KExamp/e用焦炭或天然氣與水反應(yīng)制H2,為什Solution么都需在高溫下進行?因為這兩個反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)C(s)+H,0(g)-,(g)+co(g),AHim=131.3kJjomor-ICH(g)+H,o(g3H2(g)+Co(g),AH=206.0kJomol-要反應(yīng)得以進行,則需供給熱量,如添加空氣或氧氣燃燒:C+CO-393.7kJ.molCH4+2O2-Co2+2H2,O,AHm