【文章內(nèi)容簡介】 HF(g)– HCl (g)– HBr (g)– HI (g) +氫化物的熱力學(2) 分子型氫化合物由上而下穩(wěn)定性降低的趨勢與其平均鍵焓 (kJ mol1)有關(guān) . 較重元素形成較弱的鍵， 這一事實通常歸因于相對密實的 H1s 軌道與較松散的重元素 s 和 p 軌道重疊能力比較差 . 二元氫化合物在周期表中的分布二元氫化合物的分類 氫的大多數(shù)二元化合物可歸入下述三大類中的某一類：共價型氫化物、離子型氫化物和金屬型氫化物 (間充型氫化物 ). 各類氫化物在周期表中的分布如下表所示 .但是這種分類的界限也不十分明確 .結(jié)構(gòu)類型并非非此即彼，而是表現(xiàn)出某種連續(xù)性 . 例如，很難嚴格地鈹和鋁的氫化物歸入 “離子型 ”或 “共價型 ”的任一類 . 實驗 室制 備 : Zn + 2H+ = H2↑+ Zn2+ Zn + 2H2O + 2OH173。 = Zn(OH)42173。 + H2↑實驗 室制 氫 氣中 雜質(zhì) 來源與除去方法H2S鋅 中含微量 ZnS H2S + Pb2+ + 2H2O → PbS + H3O+AsH3 鋅 和硫酸中含微量 AsAsH3+3Ag2SO4+3H2O→6Ag+H 3AsO3+3H2SO4SO2鋅還 原 H2SO4 產(chǎn) 生 SO2 + 2KOH → K 2SO3 + H2O三、 氫 的制 備工 業(yè) 上制 氫 主要有三種方法 : （ 1）水煤氣法 C（赤 熱 ） +H2O(g) H2+CO(g) 水煤氣在用作燃料 時 就不必分離開 H2與 CO，但為 了制 備 H2，就必 須 分出 CO。 可以將水煤氣和水蒸氣混合通 過紅熱 的催化 劑 氧化 鐵 ， CO轉(zhuǎn)變?yōu)?CO2，然 103KPa(20atm)下用水洗 滌 CO2和 H2的混合氣體，使 CO2溶于水而分離出 H2。CO+H2+H2O（ g） =CO2+2H2+ KJ（ 2）甲 烷轉(zhuǎn) 化法 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)（ 3）水的 電 解法 電 解反 應 如下 : 陰極 2H2O173。+2e→H 2↑+2OH173。陽極 4 OH173?！鶲 2↑+2H2O173。+4e2 H2O(l)=2H2(g)+O2(g)四、 氫 能源近十多年來， 對 以 氫 氣作 為 未來的 動 力燃料的 氫 能源的研究 獲 得了迅速的 發(fā) 展，象 電 一 樣 ， 氫 是一種需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量來制取的所謂 “二 級 能源 ”。（而存在于自然界的可以提供 現(xiàn) 成形式的能量稱為 一 級 能源，如煤、石油、太陽能或原子能）。 氫之所以可被選為未來的二級能源，是因為它具有下述的特點：1．原料來源于地球上貯量豐富的水，地球表面約 71% 為水所覆蓋，儲水量約為 1021噸。水 分解可制氫，因而資源不受限制。2．氫氣燃燒時發(fā)熱量很大， 2H2(g)+O2(g) = 2 H2O(g) 2mol H2燃燒便能釋出 484KJ熱量。其燃燒熱為同 質(zhì)量石油燃燒的三倍。3． 氫 氣作 為 燃料的最大 優(yōu) 點是它燃 燒 后生成物是水， 不會 污 染 環(huán) 境，是一種無 污 染的燃料。 氫能源 —21 世紀的 清潔能源★ 氫燃燒速率快，反應完全 . 氫能源是清潔能源，沒有環(huán) 境污染，能保持生態(tài)平衡 .★ 目前，已實驗成功用氫作動力的汽車，有望不久能投入 實用 氫作為航天飛機的燃料已經(jīng)成為現(xiàn)實，有的航天飛機的 液態(tài)氫儲罐存有近 1 800 m3的液態(tài)氫 ★ 氫能源研究面臨的三大問題： 氫氣的發(fā)生（降低生產(chǎn)成本） 氫氣的儲存 氫氣的輸送（利用） 氫作為新能源其特點有：o (所有元素最輕的 )； (汽油的 3倍 )。 3.“爆發(fā)力 ”強 (燃燒速度快 )； (海水含氫量大 )； (燃燒前后無污染 )； ； 。0 發(fā)展氫能源需解決三個問題：氫氣的發(fā)生、儲備和利用；（一）氫氣的發(fā)生 盡管世界上含氫物質(zhì)很多，制氫的方法和技術(shù)也很多，但太陽能制氫是最佳選擇：：太陽能將水加熱到 3000K以上時，水就分解為 H2和 O2；若在水 中加入催化劑， 只需 900~1200 K就能使水產(chǎn) 生出氫。：將太陽能轉(zhuǎn)換為電能， 用直流電電解池電解水制氫。：在水中加入光敏 劑 (如 I2)等，此體系吸收太陽能后就可產(chǎn)生氫。：在強堿性 水溶液中連接陽極 (如 n型 TiO SrTiO WO3)和陰極 (如 Pt),在太陽照射下 ,產(chǎn)生恒定 電流 ,由此可制出氫。：利用某些催化 劑 (如三聯(lián)吡啶釕配合物 )催化電荷轉(zhuǎn)移反應的 過程，進行太陽光分解水制氫。 ：利用諸如半 導體隔片光電化學電池的光電效應，可使太 陽光直接電解水制氫。 除了以上太陽能制氫外，還有微生物發(fā)酵制氫，光合微生物制氫等。以上制氫都處在研制和開發(fā)中，再過 20~40年，氫能必將成為世界能源舞臺上一個新秀而大展風采。0（二）氫氣的儲備 現(xiàn)在制備的儲罐可裝 3400m3以上的液氫，當然還有其它形式的液氫儲備。 1969年由荷蘭 Philips實驗室首先研制開發(fā)出一種合金LaNi5合金在常溫和 102kPa壓力下，每摩爾該合金可吸收 7摩爾氫原子，所含氫的密度為液氫單質(zhì)本身的 2倍。要使儲氫合金達到實用的目的，必須滿足下列要求 ，能量密度高： 一般認為可逆吸氫量不少于 150毫升 /克。 ： H2分子在金屬表面分解為 H原子，然后向金 屬內(nèi)部擴散，形成金屬氫化物等。 ： 一般為 29~46kJ/molH2為宜。 ： 在室溫附近，具有適當?shù)姆纸鈮?(~1MPa)。 易活化： 儲氫合金第一次與氫反應稱為活化處理。 ： 經(jīng)反復吸、放氫，材料性能不衰變，對氫氣中所含雜質(zhì)敏感性小，抗中毒能力強。、無害。，成本低廉。0 目前開發(fā)的有實用價值的儲氫合金有以下幾類：（ 1）稀土系儲氫合金 a. LaNi5三元系 LaNi5xMx(M=Al,Mn,Cr,Fe,Co,Cu,Ag,Pd,Pt) (R=Zr,Y,Gd,Nd,Th) b. MmNi5系 (Mm為 Ce大于 40