無機化學(xué)授ppt課件-文庫吧資料
2025-05-06 18:18本頁面
【正文】 氬的發(fā)現(xiàn) — 小數(shù)點后第三位的勝利 十七世紀七十年代只知道空氣的固定成分是氮和氧 . 1785年， Cavendish 在電火花的作用下使氮和氧化合為橙紅色的氧化氮氣體，繼而又用氫氧化鈉溶液吸收氧化氮，三個星期后才使氮化合完畢，余下的氧用 “硫肝”吸收后，還殘留下 1/120的微小氣泡 . 他對這個現(xiàn)象很重視，寫到 “這個氣泡是特殊的，不象一般的氮，因為不管什么樣的火花都不能使它同氧結(jié)合 .” 但他又說 “這是由于某種原因沒有跟氧化合而剩下來的氮 .”后來，直到 1893 年，物理學(xué)家 Rayleigh 和化學(xué)家 Ramsay 分析了由氨分解出來的氮每升 ， 而一升由空氣中獲得的氮重 ， 相差的 mg 并非是氮，命名為 “氬 ”（ argon, 原文含有懶惰的意思 .）這被稱為 “小數(shù)點后第三位的勝利 .”一、稀有氣體的發(fā)現(xiàn) He(Helium):希臘文 “太陽 ”,1868年簡森首先 從太陽光譜中發(fā)現(xiàn)，洛克耶爾和富蘭克蘭德 命名； 1889年赫列布萊德從鈾礦中找到 (認為 是 N2)， 拉姆齊 1895年證明是 He 。，成本低廉。 ： 經(jīng)反復(fù)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。 ： 在室溫附近，具有適當(dāng)?shù)姆纸鈮?(~1MPa)。 ： 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。 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。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(fēng)采。 ：利用諸如半 導(dǎo)體隔片光電化學(xué)電池的光電效應(yīng)，可使太 陽光直接電解水制氫。：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。：將太陽能轉(zhuǎn)換為電能， 用直流電電解池電解水制氫。 3.“爆發(fā)力 ”強 (燃燒速度快 )； (海水含氫量大 )； (燃燒前后無污染 )； ； 。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。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。 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。+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 ”。陽極 4 OH173。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(yīng) 如下 : 陰極 2H2O173。 + 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。 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。 OH + O O H + O2 OH + H2 H2O + + H2O(ag) EH + OH173。 H2 (g) = 2H (g) 原子 氫 比 單質(zhì)氫 有更 強 的 還 原性 例如： As+3H=AsH3 S+2H=H2S CuCl2+2H=Cu+2HCl BaSO4+8H=BaS+4H2O氫化物的合成方法合成二元氫化物的三種常用方法是： (1) 元素直接化合 2E + H2(g) 2 EH 例如， 2Li(l) + H2(g) 2LiH(s) (2) Br216。D—O 氫鍵強 . 相同化學(xué)環(huán)境下 鍵焓高于鍵焓的現(xiàn)象在很大程度上是由零點能的差別引起的 .零點能低時鍵焓相對比較高，零點能高時鍵焓相對比較低 . 氫同位素造成的性質(zhì)差別大得足以找到某些實際應(yīng)用 . 例如，由于 D2O中D–O鍵的鍵焓相對比較高，電解速率應(yīng)當(dāng)?shù)陀?，其結(jié)果是在電解水而得到的殘液中得以富集 .我國首座重水堆核電站 —泰山三核用上國產(chǎn)核燃料勢能 H–H 鍵焓D–D 鍵焓H2的零點能D2的零點能H2, D2分子的勢能曲線R二、性 質(zhì)（ 1）溶點、沸點很低， 難 以液化 （ 2）有極好的 擴 散性， 導(dǎo)熱 性 （ 3） 難 溶于水，易 “溶于 ”某些金屬 （ 4）常溫下不活 潑 ，高溫 較 活 潑 ，以 還 原性 為 主例 : 氫在周期表中的位置o 1.Ⅰ A族， ns
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