第14章氫-資料下載頁(yè)
2024-10-26 16:39本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】它太輕而容易脫離地球引力場(chǎng).根據(jù)先鋒飛船探測(cè)得知，木星大氣含氫82%，氦17%，H2+CO就是水煤氣，可做工業(yè)燃料，使用時(shí)不必分離.但若為了制氫，必須分離出CO.Question1用焦炭或天然氣與水反應(yīng)制H2，為什么都需在高溫下進(jìn)行？，無須從外部供給熱量，這是目前工業(yè)上最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)氫的方法.加熱加壓，效率可提高到90%以上.向水分子轉(zhuǎn)移電子，使H+變?yōu)镠2放出.的過程來完成這一技術(shù)。小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)已成功.制作氫氣20升，純度為%.移到半導(dǎo)體與電解質(zhì)間的表面，來自Fe2+的電子填充空穴.境污染，能保持生態(tài)平衡.的形式存在于天然水中，平均約占?xì)湓涌倲?shù)的%.
【正文】 這一事實(shí)通常歸因于相對(duì)密實(shí)的 H1s 軌道與較松散的重元素 s 和 p 軌道重疊能力比較差 . H2反應(yīng)機(jī)理 氫分子與大多數(shù)元素和不少化合物之間的反應(yīng)進(jìn)行得很慢這是 因?yàn)樗母哝I焓使反應(yīng)需要較高的活化能 . 能得以進(jìn)行反應(yīng)的條件有： H2分子在金屬表面 （ a） 和配合物中 （ b） 發(fā)生的均裂活化 （ a） （ b） (1) H2分子在金屬表面 (多相催化 )或金屬配合物上 (均相催化 )發(fā)生均裂而得以活化： (2) H2分子在固體表面 (多相催化 )或金屬離子 (均相催化 )發(fā)生異裂而得以活化： ● H2 分子被 ZnO 固體表面吸附： H2 + Zn—O—Zn —O Zn—O—Zn —O H– H+ /////////////////////////// /////////////////////////// ● CO 加氫制取甲醇： CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g) Cu/Zn 催化 ● 銅的冶煉中 H2 被用做 Cu2+ 離子的還原劑： H2(g) + Cu 2 + (aq) [CuH]+(aq) + H+(aq) H2(g) Cu(s) + H+(aq) (3) 外界條件引發(fā)產(chǎn)生 H 自由基 爆鳴氣在某種恒定溫度下的反應(yīng)速率隨壓力增大發(fā)生不規(guī)則變化的事實(shí)說明了反應(yīng)過程的復(fù)雜性 .773 K 時(shí)的反應(yīng)速率隨壓力增大兩次經(jīng)過平緩反應(yīng)區(qū)和爆炸反應(yīng)區(qū)： ?? ?? 2HH hr2 人們將這種復(fù)雜性歸因于鏈反應(yīng)機(jī)理： ，既涉及 簡(jiǎn)單鍵增殖 OH + H2 H2O + H , 也 涉及 分支鍵增殖 H + O2 OH + O 和 O + H2 OH + H . a b c 平緩區(qū) 爆炸區(qū) 平緩區(qū) 爆炸區(qū) 壓力增高方向 例如， H2 和 O2 生成水的反應(yīng) : 2 H2O(g) + O2(g) = 2 H2O(l) Question 3 NO 氣體加進(jìn) H2 和 Cl2 的混合體系時(shí)引起爆炸，試提出機(jī)理上的解釋 . NO 自由基與 Cl2 反應(yīng)形成 Cl自由基： NO* + Cl2 ClNO + Cl? 產(chǎn)生的 Cl?自由基引發(fā) H2 和 Cl2 之間的快速反應(yīng)，同時(shí)發(fā)生鏈增長(zhǎng)步驟： H2 + Cl? HCl + H? H? + Cl2 HCl + Cl? H2 分子配合物 1985年發(fā)現(xiàn)了第一個(gè) H2 分子配合物 W(CO)3 [P(C3H7)3]2 (η2H2), 它暗示存在氫鍵在反應(yīng)中被活化而不斷裂 . 機(jī)理中毫無例外地涉及 H—H 鍵的斷裂，是否存在 H—H 鍵在反應(yīng)中被活化而不斷裂的情況呢？ W P P H H CO OC OC iPr iPr iPr iPr iPr iPr W(CO)3[P(C3H7)3]2(η2H2) 這一最新發(fā)現(xiàn)的意義在于例證了 H2 分子和二氫配合物之間存在中間體 . H2 分子以其 s 成鍵軌道的電子投入金屬空 d 軌道 ， 而以其 s 反鍵空軌道接受金屬滿 d 軌道電子形成反饋鍵 ， 正是這種協(xié)同成鍵作用使 H2 分子配合物得以穩(wěn)定 .簡(jiǎn)言之 ， H2 分子配合物的穩(wěn)定性決定于中心金屬原子上的電荷密度 .這種成鍵模式類似于和乙烯與金屬原子的成鍵 . 這種配合物對(duì)烯烴加氫反應(yīng)、氫加?；磻?yīng)等重要工業(yè)過程非常重要 . 氫鍵的方向性、水合包合物 氫鍵的內(nèi)容在前面各有關(guān)章節(jié)已講過，這里不再贅述 . 這里僅作簡(jiǎn)單的復(fù)習(xí) . 冰 的 敞 口 網(wǎng) 狀 結(jié) 構(gòu) 氫鍵存在的有力證明 H2O、 NH3和 HF的反常沸點(diǎn) 下圖清楚說明氫鍵的方向決不只是直線性的！ “機(jī)遇號(hào)”重大發(fā)現(xiàn)
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