近現(xiàn)代化學(xué)導(dǎo)論第13章-8氫課件

教學(xué)要求：第13章-8

氫1.

熟悉氫原子的成鍵特征；2.掌握氫的三種同位素及單質(zhì)和化合物的一般性質(zhì)；3.掌握氫化物的一般類型及化學(xué)性質(zhì)，了解一些儲氫材料的性質(zhì)；4.熟悉氫作為二級能源的重要性。教學(xué)內(nèi)容：一、氫在周期表中的位置二、氫的同位素三、氫的成鍵特征四、正氫和仲氫五、氫化物六、氫能源第13章-8

氫一、氫在周期表中的位置氫與堿金屬、鹵素和碳族的性質(zhì)都不相同，在周期表中很難把它放的一個(gè)合適位置上。在本課程中，按原子序數(shù)把氫放在第IA族元素的位置上。HH二、氫的同位素原子質(zhì)量數(shù)A=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)原子序數(shù)Z=質(zhì)子數(shù)核子nucleon——原子核內(nèi)質(zhì)子和中子總數(shù)的統(tǒng)稱；核素nuclide——具有確定質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的原子核所對應(yīng)的原子稱為核素；同位素

isotope——具有相同的原子序數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同(或中子數(shù)不同)的核素，統(tǒng)稱為同位素。質(zhì)子proton（p）中子neutron（n）原子核XAZ二、氫的同位素氫有三種同位素：普通氫的性質(zhì)基本是1H的性質(zhì)。中文名稱英文名稱符號同位素中子數(shù)豐度/％氕（撇）protiumHH099.985氘（刀）deuteriumDH10.015氚（川）tritiumTH2～10-16氫三種同位素質(zhì)量間的相對差值特別高，并因此各有自己的名稱，這在周期表元素中絕無僅有。同位素質(zhì)子數(shù)相同，即原子序數(shù)相同，故其物理和化學(xué)性質(zhì)極相近，但同位素的核性質(zhì)差別很大。1H(或H)、2H穩(wěn)定（重氫），3H是不穩(wěn)定的放射性同位素，發(fā)射射線，半衰期為12.35年。112131HHe+e3132-二、氫的同位素氫和氘的物理性質(zhì)物理性質(zhì)H2氫D2氘熔點(diǎn)/K1418沸點(diǎn)/K2023熔化熱/（kJ·mol-1）117219蒸發(fā)熱/（kJ·mol-1）9041227升華熱/（kJ·mol-1，14K）10291427蒸氣壓/mmHg545.8由于氫和氘存在很大的質(zhì)量差別，它們在物理性質(zhì)上的差別要比其他元素同位素之間的差別大得多；在化學(xué)性質(zhì)上的差別僅表現(xiàn)在反應(yīng)的平衡常數(shù)和反應(yīng)速率上，如氫在被表面吸附的速率和與鹵素反應(yīng)的速率均比氘快，因?yàn)闅涞幕罨鼙入?。氘用作?biāo)記原子(labeledatom)

。二、氫的同位素輕水和重水的物理性質(zhì)物理性質(zhì)H2O輕水D2O重水密度/（g·mL-1,298K）0.9171.017冰點(diǎn)/K273277沸點(diǎn)/K373374密度最大時(shí)的溫度/K277285介電常數(shù)（293K）8280.5100g水中NaCl的溶解度/(g,298K)35.930.5100g水中BaCl2的溶解度/(g,298K)

35.728.9對水進(jìn)行電解，釋放氫的速率比釋放氘的速率快6倍，反復(fù)電解可以富集重水；由于重水具有較小的介電常數(shù)，離子型化合物在重水中的溶解度比在水中的??；重水能夠發(fā)生水的一切反應(yīng)，主要用于核反應(yīng)。1.失去電子，形成質(zhì)子，如H3O+三、氫的成鍵特征2.獲得電子，形成負(fù)氫離子H

ˉ，如NaH3.共用電子對，形成共價(jià)鍵，如HCl4.形成氫鍵，如B2H6氫分子H2存在兩種不同的變體，即正氫和仲氫。兩者的區(qū)別在于分子內(nèi)兩個(gè)氫原子核的自旋方向不同。兩個(gè)原子核自旋方向相同，即為正氫；兩個(gè)原子核自旋方向相反，即為仲氫。這就產(chǎn)生了自旋異構(gòu)現(xiàn)象。室溫下正氫占75%，仲氫占25%，低溫下仲氫含量增加。四、正氫和仲氫正氫仲氫正氫和仲氫的化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)差異較大,是它們熱力學(xué)能上的差異造成的，仲氫具有較低的能量。分子氫或原子氫主要用作還原劑。

氫化物的分類五、氫化物◆離子型（類鹽型）氫化物NaH，CaH2，LiAlH4復(fù)合氫化物◆金屬型（過渡型）氫化物PdH，CrH2，LaNi5H6

儲氫材料

◆共價(jià)型（分子型）氫化物B2H6，CH4，NH3，H2O，HF氫氣是二級能源，燃燒產(chǎn)生大量熱，是高能燃料。因要取得氫，必須用來自一級能源(石油、煤炭、太陽能或原子能)取得的能量，并把這種能量轉(zhuǎn)化為電能，再用電解水等方法分解水而產(chǎn)生氫氣。用氫氣作燃料的最大優(yōu)點(diǎn)是不會造成污染，它唯一的燃燒產(chǎn)物是水。六、氫能源◆氫氣的發(fā)生光解水還達(dá)不到生產(chǎn)的規(guī)?！魵錃獾拇鎯Υ鎯瓦\(yùn)輸是氫能源的重要研究課題

◆氫能源的利用氫能源研究的三大課題作業(yè)《近代化學(xué)導(dǎo)論》下冊第531頁/20.1.2、20.1.4、20.1.5；補(bǔ)充習(xí)題見另頁。賣油翁下課了，回顧學(xué)習(xí)一個(gè)小故事吧！學(xué)習(xí)目標(biāo)1、復(fù)述故事，深入理解文章內(nèi)容，初步把握人物形象。2、學(xué)會利用文中關(guān)鍵詞句分析人物形象。3、體會文章所揭示的深刻道理。故事發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、人物、事件的起因、經(jīng)過和結(jié)果要復(fù)述清楚。看圖復(fù)述課文內(nèi)容自學(xué)指導(dǎo)(一)1、作者運(yùn)用哪幾種方法去刻畫人物的形象？從文中找出具體句子進(jìn)行分析。并說說你是如何看待這兩個(gè)人物的。2、從這個(gè)故事中你懂得了什么道理？自學(xué)指導(dǎo)(二)陳堯咨（善射）賣油翁（善酌）動(dòng)作神態(tài)語言睨之無他，但手熟爾以我酌油知之我亦無他，惟手熟爾汝亦知射乎吾射不亦精乎爾安敢輕吾射釋擔(dān)而立但微頷之取置覆酌瀝性格:自矜（驕傲）謙虛對比道理:熟能生巧,即使有什么長處也不必驕傲自滿。忿然笑而遣之笑而遣之1、聯(lián)系生活、學(xué)習(xí)，說說熟能生巧的事例。

2、你認(rèn)為一個(gè)人應(yīng)該如何看待自己的長處？又如何看待他人的長處？課外延伸人外有人，天外有天。取人之長，補(bǔ)己之短。自滿人十事九空，虛心人萬事可成。謙受益，滿招損。三人行，必有我?guī)熝伞衿渖普叨鴱闹?，其不善者而改之。驕傲自滿是我們的一座可怕的陷阱；而且，這個(gè)陷阱是我們自己親手挖掘的。

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老舍

尺有所短；寸有所長。物有所不足；智有所不明。

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屈原

1、正視自己的長處，揚(yáng)長避短，2