Ⅰ 氫氣在工業上的主要用途是什麼 誰能告訴我為什麼不是用作燃料
用來充氣球,用作導熱劑,作為還原劑和加氫劑用於有機合成(如油脂的氫化、一氧化碳和氫氣反應製取甲醇等),還有就是用作燃料電池的燃料.不用作燃料的原因是現在氫氣的製取多是靠電解,能耗大成本高,而且氫氣密度小,雖然相同質量下燃燒熱較高,但佔用體積大,且燃燒產生的水也會消耗燃燒產生的熱量,因此從燃燒獲取能量的效率來說不如傳統燃料.另外氫氣的儲存一般不是用液化,而是用鉑、鈀等金屬吸附儲存.
Ⅱ 工業上怎麼製取氫氣
氫氣工業製作法:
1、水煤氣法(主要成分CO和H₂,C+H₂O==高溫==CO+H₂)
2、電解水的方法制氫氣(2H₂O==通電==O₂↑+2H₂↑)
3、電解飽和食鹽水(2NaCl+2H₂O==通電==2NaOH+H₂↑+Cl₂↑)
(2)氫工業是什麼意思擴展閱讀:
氫氣無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體,和氟氣、氯氣、氧氣、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險,其中,氫氣與氟氣的混合物在低溫和黑暗環境就能發生自發性爆炸,與氯氣的混合體積比為1:1時,在光照下也可爆炸。
氫氣由於無色無味,燃燒時火焰是透明的,因此其存在不易被感官發現,在許多情況下向氫氣中加入有臭味的乙硫醇,以便使嗅覺察覺,並可同時賦予火焰以顏色。
氫氣雖無毒,在生理上對人體是惰性的,但若空氣中氫氣含量增高,將引起缺氧性窒息。與所有低溫液體一樣,直接接觸液氫將引起凍傷。液氫外溢並突然大面積蒸發還會造成環境缺氧,並有可能和空氣一起形成爆炸混合物,引發燃燒爆炸事故。
與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會發生爆炸。氣體比空氣輕,在室內使用和儲存時,漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。
氫氣因為是易燃壓縮氣體,故應儲存於陰涼、通風的倉間內。倉內溫度不宜超過30℃。遠離火種、熱源。防止陽光直射。應與氧氣、壓縮空氣、鹵素(氟氣、氯氣、溴)、氧化劑等分開存放。切忌混儲混運。
儲存間內的照明、通風等設施應採用防爆型,開關設在倉外,配備相應品種和數量的消防器材。禁止使用易產生火花的機械設備工具。驗收時要注意品名,注意驗瓶日期,先進倉的先發用。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附件破損。
Ⅲ 工業上用氫氣做什麼
氫氣是主要的工業原料,也是最重要的工業氣體和特種氣體,在石油化工、電子工業、冶金工業、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用。同時,氫也是一種理想的二次能源(二次能源是指必須由一種初級能源如太陽能、煤炭等來製取的能源)。在一般情況下,氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用於防止出現氧化的生產中。在玻璃製造的高溫加工過程及電子微晶元的製造中,在氮氣保護氣氛中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業中,需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化。由於氫的高燃料性,航天工業使用液氫作為燃料。
Ⅳ 氫工業是指什麼
根據您提供的應該是說輕工業吧。您說的電子廠是屬於輕工業類型的。
輕工業主要是指生產消費資料的工業部門。如:食品、紡織、皮革、造紙、日用化工、文教藝術體育用品工業等。
輕工業主要指提供生活消費品的工業部門,包括:①以農產品為原料的。如棉、毛、麻、絲的紡織及縫紉,皮革及其製品,紙漿及造紙,食品製造等工業;②以非農產品為原料的。如日用金屬、日用化工、日用玻璃、日用陶瓷、化學纖維及其織品、火柴、生活用木製品等工業。輕工業產品大部分是生產消費品,一部分作為原料和半成品用於生產,如化學纖維、工業用布、紙張、鹽等。
補:工業 指從事自然資源的開采,對採掘品和農產品進行加工和再加工的物質生產部門。具體包括:(1)對自然資源的開采,如采礦、曬鹽、森林採伐等(但不包括禽獸捕獵和水產捕撈);(2)對農副產品的加工、再加工,如糧油加工、食品加工、軋花、繅絲、紡織、製革等;(3)對採掘品的加工、再加工,如煉鐵、煉鋼、化工生產、石油加工、機器製造、木材加工等,以及電力、自來水、煤氣的生產和供應等;(4)對工業品的修理、翻新,如機器設備的修理、交通運輸工具(包括小卧車)的修理等。
輕工業是生產消費資料的工業。消費資料工業可分為3個層次。它們是:
在工業社會前期的輕工業是以農牧業產品為原材料,如紡織、食品、造紙等;
在工業社會的輕工業是以重工業產品為原材料,如自行車、手錶、汽車等;
在知識社會的輕工業是高技術含量的輕工業,如多媒體、家用機器人等。
輕工業指主要提供生活消費品和製作手工工具的工業。按其所使用的原料不同,可分為兩大類:(1)以農產品為原料的輕工業,是指直接或間接以農產品為基本原料的輕工業。主要包括食品製造、飲料製造、煙草加工、紡織、縫紉、皮革和毛皮製作、造紙以及印刷等工業;(2)以非農產品為原料的輕工業,是指以工業品為原料的輕工業。主要包括文教體育用品、化學葯品製造、合成纖維製造、日用化學製品、日用玻璃製品、日用金屬製品、手工工具製造、醫療器械製造、文化和辦公用機械製造等工業。
重工業是指為國民經濟各部門提供物質技術基礎的主要生產資料的工業。按其生產性質和產品用途,可以分為下列三類:(1)採掘(伐)工業,是指對自然資源的開采,包括石油開采、煤炭開采、金屬礦開采、非金屬礦開采和木材採伐等工業;(2)原材料工業,指向國民經濟各部門提供基本材料、動力和燃料的工業。包括金屬冶煉及加工、煉焦及焦炭、化學、化工原料、水泥、人造板以及電力、石油和煤炭加工等工業;(3)加工工業,是指對工業原材料進行再加工製造的工業。包括裝備國民經濟各部門的機械設備製造工業、金屬結構、水泥製品等工業,以及為農業提供的生產資料如化肥、農葯等工業。
根據上述劃分原則,修理業中以重工業產品為修理作業對象的劃為重工業,反之劃為輕工業。
Ⅳ 碳化氫工業是什麼
碳化氫工業就是石油工業
因為石油就是碳氫化合物
Ⅵ 氫氣在工業上的主要用途是什麼
氫氣在工業中有廣泛用途:人們利用氫氣可以從氧化合物中奪取氧的性質,在冶金工業可以冶煉金屬。例如,在軍事工業和民用工業上都很重要的金屬鎢、鉬等,就是利用氫氣煉制出來的。用氫氣冶煉金屬鎢的化學方程式如下:wo3
+
3h2=加熱△=3h2o
+
w
根據同樣的道理,電子工業可以利用氫氣來製取半導體材料——高純硅。
氫氣也是重要的化工原料。如可以利用氫氣來製造氨(nh3),並進一步製造化肥。也可以用氫氣製造鹽酸,把液態植物油製成人造黃油等。
氫氣還是一種理想的燃料。氫氣的資源非常豐富,水就是氫的倉庫。而氫氣的燃燒產物又是水,人們一旦利用太陽能從水中製取廉價氫氣的技術得以突破,氫氣就將成為取之不盡用之不竭的能源。
Ⅶ 氫在工業中有什麼用途
在現代工業中,氫是一種重要的還原劑和化工原料。氫和氧化合時放出大量的能量,產生的卻只有水,所以它又是一種很有前途的無污染燃料。氫的兩種同位素氘和氚更是原子能工業中的重要物資。
Ⅷ 氫氣在工業中有什麼用途
氫氣在工業中有什麼用途
氫氣在工業中有廣泛用途:人們利用氫氣可以從氧化合物中奪取氧的性質,在冶金工業可以冶煉金屬。例如,在軍事工業和民用工業上都很重要的金屬鎢、鉬等,就是利用氫氣煉制出來的。用氫氣冶煉金屬鎢的化學方程式如下:WO3
+
3H2=加熱△=3H2O
+
W
根據同樣的道理,電子工業可以利用氫氣來製取半導體材料——高純硅。
氫氣也是重要的化工原料。如可以利用氫氣來製造氨(NH3),並進一步製造化肥。也可以用氫氣製造鹽酸,把液態植物油製成人造黃油等。
氫氣還是一種理想的燃料。氫氣的資源非常豐富,水就是氫的倉庫。而氫氣的燃燒產物又是水,人們一旦利用太陽能從水中製取廉價氫氣的技術得以突破,氫氣就將成為取之不盡用之不竭的能源。
Ⅸ 氫氣工業製法的化學方程式
氫氣是一種重要的工業氣體。工業上製取氫氣,依據原料、設備和成本情況,以及對氫氣純度的要求,可分別採取以下多種方法製取。①電解法將直流電通過鉑電極(或其它惰性材料)通入水中,在陰極可以得到氫氣,純度高達99.5~99.8%: 氯鹼工業電解飽和食鹽水制氯氣和燒鹼時,也同時得到副產品氫氣: ②水煤氣轉化法 將水蒸氣通過熾熱的焦炭層製得水煤氣: 然後將水煤氣跟水蒸氣混合,以氧化鐵為催化劑,使水煤氣中的CO轉化為CO2: 二氧氣化碳溶於水,通過加壓水洗即得到較純凈的氫氣。③烴類裂解法 碳氫化合物經過高溫裂解,裂解氣中含有大量氫氣,經過低溫冷凍系統,可得到90%的氫氣。如甲烷裂解: ④烴類蒸氣轉化法 碳氫化合物在高溫和催化劑的作用下與水蒸氣作用,可以得到主要含氫氣和一氧化碳的一種混合氣體,例如: 用分子篩吸附法或水煤氣轉化法除去CO,可得到純凈的氫氣。天然氣、油田氣和煉廠氣(石油煉制廠的副產氣體)等都可用烴類裂解法和烴類蒸氣轉化法得到氫氣。氫氣的工業製法之二工業上製取氫氣有下列幾種方法:(1)電解水法 在電解槽中,電解25%NaOH溶液,溫度控制在80~85℃,在陰極上析出氫氣,在陽極上析出氧氣。在陰極上 4H++4e===2H2在陽極上 4OH-====2H2O+O2+4e因為H+和OH-來自H2O的電離,所以電解H2O的反應是: 用這種方法製得的氫氣,含雜質很少,其純度為99.7%~99.8%。(2)電解食鹽水法 在氯鹼工業中,電解食鹽的飽和溶液,溫度控制在70~80℃,除得到氯氣和氫氧化鈉外,同時可製得氫氣。主要反應如下:在陽極上 2Cl-====Cl2+2e在陰極上 2H++2e====H2在陰極附近積集了OH-離子和Na+離子。 (3)水煤氣轉化法先將水蒸氣通過灼熱的無煙煤或焦炭,製得水煤氣: 再將水煤氣與過量水蒸氣混合,在450~550℃和催化劑的作用下,使水煤氣中的一氧化碳轉化為二氧化碳,並增加了混合氣體中氫氣的含量。 最後將二氧化碳和氫氣的混合氣體加壓(12~30大氣壓),經過水洗或用氨水吸收以除去二氧化碳,而分離出氫氣。(4)從天然氣、煉廠氣(石油煉制廠的副產氣體)、油田氣等氣體燃料中獲得氫氣。在這些燃料氣體中都含有大量的碳氫化合物。在一定條件下,可以和水蒸氣或氧氣反應,生成一氧化碳和氫氣。例如,以甲烷為主要成分的天然氣(甲烷含量在95%以上)和水蒸氣在800~1000℃時以鎳為催化劑,即可轉化為一氧化碳和氫氣。又如,在煉廠氣中含有氫氣和甲烷9~40%,其它碳氫化合物91~60%,在高溫下,借催化劑的作用,將氧氣和過量的煉廠氣進行部分氧化反應,可製得一氧化碳和氫氣。 從上述一氧化碳和氫氣的混合氣體分離出氫氣的方法,與水煤氣轉化法相同。氫氣的工業製法之三工業上制氫氣要考慮到原料、能量來源、成本和設備情況,也要根據所需氫氣的純度和用量來製造氫氣,現把主要方法簡介於下:一、電解水制氫多採用鐵為陰極面,鎳為陽極面的串聯電解槽(外形似壓濾機)來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產品純度大,可直接生產99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀表工業中用的還原劑、保護氣和對坡莫合金的熱處理等,②粉末冶金工業中制鎢、鉬、硬質合金等用的還原劑,③製取多晶硅、鍺等半導體原材料,④油脂氫化,⑤雙氫內冷發電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學院氣體廠就用水電解法制氫。二、水煤氣法制氫用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時反應而得水煤氣(C+H2O→CO+H2─熱)。凈化後再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的CO轉化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氫量在80%以上的氣體,再壓入水中以溶去CO2,再通過含氨蟻酸亞銅(或含氨乙酸亞銅)溶液中除去殘存的CO而得較純氫氣,這種方法制氫成本較低產量很大,設備較多,在合成氨廠多用此法。有的還把CO與H2合成甲醇,還有少數地方用80%氫的不太純的氣體供人造液體燃料用。像北京化工實驗廠和許多地方的小氮肥廠多用此法。三、由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫石油熱裂副產的氫氣產量很大,常用於汽油加氫,石油化工和化肥廠所需的氫氣,這種制氫方法在世界上很多國家都採用,在我國的石油化工基地如在慶化肥廠,渤海油田的石油化工基地等都用這方法制氫氣 也在有些地方採用(如美國的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等)。四、焦爐煤氣冷凍制氫把經初步提凈的焦爐氣冷凍加壓,使其他氣體液化而剩下氫氣。此法在少數地方採用(如前蘇聯的Ke Mepobo工廠)。五、電解食鹽水的副產氫在氯鹼工業中副產多量較純氫氣,除供合成鹽酸外還有剩餘,也可經提純生產普氫或純氫。
Ⅹ 氫是什麼 (具體資料!!!)
氫是一種化學元素,化學符號為H,原子序數是1,在元素周期表中位於第一位。它的原子是所有原子中最細小的。氫通常的單質形態是氫氣。它是無色無味無臭,極易燃燒的雙原子的氣體,氫氣是最輕的氣體。它是宇宙中含量最高的物質. 氫原子存在於水, 所有有機化合物和活生物中.導熱能力特別強,跟氧化合成水。在0攝氏度和一個大氣壓下,每升氫氣只有0.09克重——僅相當於同體積空氣重量的14.5分之一。
在常溫下,氫比較不活潑,但可用催化劑活化。在高溫下氫非常活潑。除稀有氣體元素外,幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。
名稱, 符號, 序號:氫、H、1
系列:非金屬
族, 周期, 元素分區:1族, 1, s
密度、硬度:0.0899 kg/m3(273K)、NA
顏色和外表:無色
Image:H,1.jpg
大氣含量:10~4 %
地殼含量:0.88 %
原子屬性
原子量:1.00794 原子量單位
原子半徑:(計算值) 25(53)pm
共價半徑:37 pm
范德華半徑:120 pm
價電子排布:1s1
電子在每能級的排布:1
氧化價(氧化物):1(兩性的)
晶體結構:六角形
物理屬性
物質狀態 氣態
核內質子數:1
核外電子數:1
核電核數:1
質子質量:1.673E-27
質子相對質量:1.007
所屬周期:1
所屬族數:IA
摩爾質量:1
氫化物:無
氧化物:H2O
最高價氧化物:H2O
外圍電子排布:1s1
核外電子排布:1
顏色和狀態:無色氣體
原子半徑:0.79
常見化合價:+1,-1
熔點:14.025 K (-259.125 °C)
沸點:20.268 K (-252.882 °C)
摩爾體積:11.42×10-6m3/mol
汽化熱:0.44936 kJ/mol
熔化熱:0.05868 kJ/mol
蒸氣壓:209 帕(23K)
聲速:1270 m/s(293.15K)
其他性質
電負性:2.2(鮑林標度)
比熱:14304 J/(kg·K)
電導率:無數據
熱導率:0.1815 W/(m·K)
電離能:1312 kJ/mol
最穩定的同位素
同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量
MeV 衰變產物
1H 99.985 % 穩定
2H 0.015 % 穩定
3H 10-15 % /
人造 12.32年 β衰變 0.019 3He
4H 人造 9.93696×10-23秒 中子釋放 2.910 3H
5H 人造 8.01930×10-23秒 中子釋放 ? 4H
6H 人造 3.26500×10-22秒 三粒中子
釋放 ? 3H
7H 人造 無數據 中子釋放? ? 6H?
核磁公振特性
1H 2H 3H
核自旋 1/2 1 1/2
靈敏度 1 0.00965 1.21
發現
16世紀末期,瑞士化學家巴拉采爾斯把鐵放在硫酸中,鐵片頓時和硫酸發生激烈的化學反應,放出許多氣泡——氫氣。但直到1766年,氫才被英國科學家卡文迪許(Henry Cavendish)確定為化學元素,當時稱為可燃空氣,並證明它在空氣中燃燒生成水。(一說:1783年)1787年法國化學家拉瓦錫 (Antoine Lavoisier)證明氫是一種單質並給它命名。
名稱由來
希臘語 hudôr(水) gennen (造成),意即「產生水」的物質。
中文原稱「氫氣」為「輕氣」,「氫」屬爾後新造之形聲字。
日語循希臘語原義,稱為「水素」.
分布
在地球上和地球大氣中只存在極稀少的游離狀態氫。在地殼里,如果按重量計算,氫只佔總重量的1%,而如果按原子百分數計算,則佔17%。氫在自然界中分布很廣,水便是氫的「倉庫」——水中含11%的氫;泥土中約有1.5%的氫;石油、天然氣、動植物體也含氫。在空氣中,氫氣倒不多,約占總體積的一千萬分之五。在整個宇宙中,按原子百分數來說,氫卻是最多的元素。據研究,在太陽的大氣中,按原子百分數計算,氫佔81.75%。在宇宙空間中,氫原子的數目比其他所有元素原子的總和約大100倍。
制備
工業法有電解法、烴裂解法、烴蒸氣轉化法、煉廠氣提取法。
純化
隨著半導體工業、精細化工和光電纖維工業的發展,產生了對高純氫的需求。例如,半導體生產工藝需要使用99.999%以上的高純氫。但是目前工業上各種制氫方法所得到的氫氣純度不高,為滿足工業上對各種高純氫的需求,必須對氫氣進行進一步的純化。氫氣的純化方法大致可分為兩類(物理法和化學法),六種方法。
同位素
在自然界中存在的同位素有: 氕 (氫1)、氘 (氫2, 重氫)、氚 (氫3, 超重氫)
以人工方法合成的同位素有: 氫4、氫5、氫6、氫7
用途
氫是重要工業原料,如生產合成氨和甲醇,也用來提煉石油,氫化有機物質作為收縮氣體,用在氧氫焰熔接器和火箭燃料中。在高溫下用氫將金屬氧化物還原以製取金屬較之其他方法,產品的性質更易控制,同時金屬的純度也高。廣泛用於鎢、鉬、鈷、鐵等金屬粉末和鍺、硅的生產。
由於氫氣很輕,人們利用它來製作氫氣球。氫氣與氧氣化合時,放出大量的熱,被利用來進行切割金屬。
利用氫的同位素氘和氚的原子核聚變時產生的能量能生產殺傷和破壞性極強的氫彈,其威力比原子彈大得多。
現在,氫氣還作為一種可替代性的未來的清潔能源,用於汽車等的燃料。為此,美國於2002年還提出了「國家氫動力計劃」。但是由於技術還不成熟,還沒有進行大批的工業化應用。2003年科學家發現,使用氫燃料會使大氣層中的氫增加約4~8倍。認為可能會讓同溫層的上端更冷、雲層更多,還會加劇臭氧洞的擴大。但是一些因素也可抵銷這種影響,如使用氯氟甲烷的減少、土壤的吸收、以及燃料電池的新技術的開發等。
氫是元素周期表中的第一號元素,元素名來源於希臘文,原意是「水素」。氫是由英國化學家卡文迪許在1766年發現,稱之為可燃空氣,並證明它在空氣中燃燒生成水。1787年法國化學家拉瓦錫證明氫是一種單質並命名。氫在地殼中的豐度很高,按原子組成佔15.4%,但重量僅佔1%。在宇宙中,氫是最豐富的元素。在地球上氫主要以化和態存在於水和有機物中。有三種同位素:氕、氘、氚。
氫在通常條件下為無色、無味的氣體;氣體分子由雙原子組成;熔點-259.14°C,沸點-252.8°C,臨界溫度33.19K,臨界壓力12.98大氣壓,氣體密度0.0899克/升;水溶解度21.4厘米³/千克水(0°C),稍溶於有機溶劑。
在常溫下,氫比較不活潑,但可用合適的催化劑使之活化。在高溫下,氫是高度活潑的。除稀有氣體元素外,幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。非金屬元素的氫化物通常稱為某化氫,如鹵化氫、硫化氫等;金屬元素的氫化物稱為金屬氫化物,如氫化鋰、氫化鈣等。
氫是重要的工業原料,又是未來的能源,也是最清潔的燃料.
最輕的氣體——氫
氫是元素周期表中的第一號元素,它的原子是109個元素中最小的一個。由於它又輕又小,所以跑得最快,如果人們讓每種元素的原子進行一場別開生面的賽跑運動,那麼冠軍非氫原子莫屬。
氫氣是最輕的氣體,它的「體重」還不到空氣的十四分之一,它的這種特點,很早就引起了人們的興趣。在1780年時,法國一名化學家便把氫氣充入豬的膀胱中,製成了世界上第一個、也是最原始的氫氣球,它冉冉地飛向了高空。現在,人們是在橡膠薄膜中充入氫氣,大量製造氫氣球。
謙虛的化學家
早在十六世紀,瑞士的一名醫生就發現了氫氣。他說:「把鐵屑投到硫酸里,就會產生氣泡,像旋風一樣騰空而起。」他還發現這種氣體可以燃燒。然而他是一位著名的醫生,病人很多,沒有時間去做進一步的研究。
十七世紀時又有一位醫生發現了氫氣。那時人們的智慧被一種虛假的理論所蒙弊,認為不管什麼氣體都不能單獨存在,既不能收集,也不能進行測量。這位醫生認為氫氣與空氣沒有什麼不同,很快就放棄了研究。
最先把氫氣收集起來並進行認真研究的是英國的一位化學家卡文迪什。
卡文迪什非常喜歡化學實驗,有一次實驗中,他不小心把一個鐵片掉進了鹽酸中,他正在為自己的粗心而懊惱時,卻發現鹽酸溶液中有氣泡產生,這個情景一下子吸引了他,剛才的氣惱心情全沒了。他在努力地思考:這種氣泡是從哪兒來的呢?它原本是鐵片中的呢,還是存在於鹽酸中呢?他又做了幾次實驗,把一定量的鋅和鐵投到充足的鹽酸和稀硫酸中(每次用的硫酸和鹽酸的質量是不同的),發現所產生的氣體量是固定不變的。這說明這種新的氣體的產生與所用酸的種類沒有關系,與酸的濃度也沒有關系。
卡文迪什用排水法收集了新氣體,他發現這種氣體不能幫助蠟燭的燃燒,也不能幫助動物的呼吸,如果把它和空氣混合在一起,一遇火星就會爆炸。卡文迪什是一位十分認真的化學家,他經過多次實驗終於發現了這種新氣體與普遍空氣混合後發生爆炸的極限。他在論文中寫道:如果這種可燃性氣體的含量在9.5%以下或65%以上,點火時雖然會燃燒,但不會發出震耳的爆炸聲。
隨後不久他測出了這種氣體的比重,接著又發現這種氣體燃燒後的產物是水,無疑這種氣體就是氫氣了。卡文迪什的研究已經比較細致,他只需對外界宣布他發現了一種氫元素並給它起一個名稱就行了,真理的大門就要向他敞開了,幸運之神就要向他微笑了。
但卡文迪什受了虛假的「燃素說」的欺騙,堅持認為水是一種元素,不承認自己無意中發現了一種新元素,真是非常可惜。
後來拉瓦錫聽到了這件事,他重復了卡文迪什的實驗,認為水不是一種元素而是氫和氧的化合物。在1787年,他正式提出「氫」是一種元素,因為氫燃燒後的產物是水,便用拉丁文把它命名為「水的生成者」。
不用汽油的汽車
你們見過不用汽油的汽車嗎?
也許你們會問:汽車怎麼會不用汽油呢?
原來,科學家們發現汽油燃燒後會放出二氧化碳,這樣下去會對環境造成污染。就設想用另一種燃料來代替汽油,科學家們經過多次實驗,終於發現氫氣可以代替汽油。用氫氣作燃料有許多優點,首先是干凈衛生,氫氣燃燒後的產物是水,不會污染環境,其次是氫氣在燃燒時比汽油的發熱量高。
在1965年,外國的科學家們就已設計出了能在馬路上行駛的氫能汽車。我國也在1980年成功地造出了第一輛氫能汽車,可乘坐12人,貯存氫材料90公斤。氫能汽車行車路遠,使用的壽命長,最大的優點是不污染環境。
為什麼大氣中沒有氫氣?
空氣中含有很多氣體,有氧氣、氮氣、二氧化碳、水蒸氣等,卻很少含有氫氣,這是什麼原因呢?
原來氫原子是各種原子中最輕最小的一個,由於它又輕又小,所以跑起來速度最快,它是原子中的「跑步冠軍」。一個在星球上運動的物體,如果它的運動速度達到一定值,那麼它就可以擺脫這個星球的引力而跑到太空中去,這個速度叫做逃逸速度。地球上的逃逸速度大約是11公里/秒。氫原子速度很快,大於這個逃逸速度,因此氫氣都跑到了太空中,所以地球的大氣中,幾乎沒有氫氣。
氣球的妙用
十月一日國慶節,舉國歡慶。首都天安門前,五顏六色、大大小小的氣球高高地浮在空中,迎風飄揚,翩翩起舞,十分好看,人們都說這是「白天的焰火」。
除了歡度節日,增加愉快的氣氛之外,氣球還有沒有其他的用處呢?
科學家很早就給我們做出了回答。
在人類漫長的歷史中,經受了無數次的洪水、乾旱、地震等自然災害。古時候人們都十分迷信,認為這些都是因為自己做錯了什麼事觸怒了上天,所以上天降下災禍。隨著科學的發展,人們逐漸認識到並沒有什麼天神,這些都是自然現象,而且可以對它們進行預測。
在東漢時我國人民就能預測地震,但對於洪水,卻一直無能為力。洪水一來就要淹沒村莊,毀壞農田,有時甚至會危害人類。怎麼才能對付洪水呢?科學家研究發現,洪水是由長時間下暴雨造成的,暴雨又是從雨雲中降下的。這樣,只要能觀測到雲層的厚度和水分,就可以預報天氣,人們在聽到暴雨來臨的消息後就會做好預防措施。這樣就減輕了洪水帶來的危害。
可是,雲朵都飄浮在高空,人類又沒有翅膀,飛不到那樣的高度,怎麼辦呢?
在化學家發現了氫氣後,這個問題一下子解決了。人們造了好多個氫氣球,讓它們帶上觀測設備,這樣,人們不用上天,就可以知道天空中雲層的變化,從而做出准確的天氣預報。
最近一段時間,氣球又有了一種新用途,利用它攜帶乾冰、碘化銀等葯劑升上天空,在雲朵中噴撒,可以進行人工降雨。
比金子還要貴的水
前面介紹的是普通的氫,它的原子量是1,它還有兩個「能幹」的大「哥哥」氘(音刀)和氚(音川)它們的原子量分別是2和3。人們有時候也把它們稱為「重氫」和「超重氫」,它們與氧結合生成的水分別叫重水和超重水。
水在地球上的總重大約是140億億噸,其中重水還不到萬分之二。為了得到一公斤重水就要消耗掉6萬度電和一百噸水,這比砂里淘金花的代價要大得多,因而重水的價格要比金子貴。大自然中的重水非常少,而超重水就更加少了,在寬廣無際的大海里,連十億分之一也找不到,只有靠人工的方法去製造。一般是把金屬鋰放在原子反應堆中,在中子的轟擊下,使鋰轉變為氚,然後與氧化合生成超重水。製造一公斤超重水要消耗近十噸的原子能量,而且生產很慢,一個工廠一年也不過製造幾十公斤超重水,所以超重水的價格比重水還要貴上萬倍,比金子要貴幾十萬倍。
表面看來,重水和一般的水沒有什麼兩樣。但脾氣卻大不一樣,如果你用重水養金魚,沒多久魚便死了,用重水浸過的種子不會發芽。重水的「個頭」也比水大,一立方米重水比一立方米普通的水要重105.6公斤。普通的水在零度時結冰,在100℃時沸騰;而重水在3.8℃時就變成了冰,人們把它叫做「熱冰」。
雖然重水和超重水生產起來要花費很大代價,但人們還是在不斷地製造著他們。這是什麼緣故呢?
原來它們對人類也有很多好處。先說起重水,它有放射性,利用它的這個特性,科學家可以研究某些生物或化學過程的進展情況。比如讓病人喝一點含有極少量超重水的茶,半小時後,就可以從尿中檢查出放射性,一直到14天以後,放射性才消失,這說明水分在人體中停留的時間是14天。如果要研究某種化學過程中水的來龍去脈,但又不許加入別的東西來破壞化學反應,這時就可以在普通水中加入一些超重水,超重水流到哪兒,哪兒就出現放射性。科學家很容易用探測器測量出它的藏身之處。
重水是原子能工業中的重要角色,它是原子反應堆最好的減速劑和載熱劑,用了它之後,就可以大大降低原子燃料的成分。重水還是重要的國防原料,氫彈就是用它來製造的,重氫在極高溫度下會產生原子核的聚合反應,發生強烈的爆炸,它的能量相當於幾千萬噸烈性炸葯。一個普通的氫彈就能輕而易舉地炸毀一座城市。如果把它爆炸時放出能量全部轉換成電能,人類幾十年也用不完!
飛人之死
在十八世紀八十年代初,歐洲出現了熱氣球,人們用它已經把雞、鴨、羊等動物送上了天空。可是,人們對它還是心存恐懼,沒有人願意乘氣球離開地面。
1783年,法國國王在科學界的一致要求下批准了用氣球送人上天的計劃,但要送的卻是兩個死刑犯。
這個消息被一個勇敢的青年知道後,他想第一次上天是一項流芳百世的壯舉,怎麼能把這個千載難逢的機遇讓給死刑犯呢?於是他找了一個跟他一樣不怕死的青年,向國王請求讓他們替下死刑犯,國王被他們的勇敢打動了,准許了他們的要求。
在1783年11月21日,這兩個青年乘上熱氣球,成功地進行了第一次用氣球載人飛行,他倆頓時成了新聞人物,人們在街頭巷議中紛紛把他倆稱作「飛人」。
第二年,他們又計劃乘氣球飛越英吉利海峽。這時人們已經制出了氫氣球,他們決定、把氫氣球和熱氣球組合在一起,同時乘坐兩只氣球飛向英國。
這一天,他們把兩只氣球綁在一起,然後升上了天空。不久之後,悲劇發生了,氣球發生了爆炸,他們都在事故中遇難身亡。
氣球為什麼會爆炸呢?
這是因為熱氣球下面有一個火盆,是用來給空氣加熱,但氫氣是一種易燃易爆的氣體,它一見火星就會發生爆炸,因為缺乏對氫氣的了解,導致了這場災難的發生。
氫是元素周期表中的第一號元素,元素名來源於希臘文,原意是「水素」。氫是由英國化學家卡文迪許在1766年發現,稱之為可燃空氣,並證明它在空氣中燃燒生成水。1787年法國化學家拉瓦錫證明氫是一種單質並命名。氫在地殼中的豐度很高,按原子組成佔15.4%,但重量僅佔1%。在宇宙中,氫是最豐富的元素。在地球上氫主要以化和態存在於水和有機物中。有三種同位素:氕、氘、氚。
氫在通常條件下為無色、無味的氣體;氣體分子由雙原子組成;熔點-259.14°C,沸點-252.8°C,臨界溫度33.19K,臨界壓力12.98大氣壓,氣體密度0.0899克/升;水溶解度21.4厘米³/千克水(0°C),稍溶於有機溶劑。
在常溫下,氫比較不活潑,但可用合適的催化劑使之活化。在高溫下,氫是高度活潑的。除稀有氣體元素外,幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。非金屬元素的氫化物通常稱為某化氫,如鹵化氫、硫化氫等;金屬元素的氫化物稱為金屬氫化物,如氫化鋰、氫化鈣等。
氫是重要的工業原料,又是未來的能源。
元素符號:H
英文名稱:Hydrogen
相對原子質量:1.00797
原子半徑/Å: 0.79
電子構型: 1s1
原子體積/cm3/mol: 14.4
離子半徑/Å: 0.012
共價半徑/Å: 0.32
氧化態: Ⅰ
發現:
1766年, 在英國倫敦, 由 H. Cavendish 發現。
來源:
在宇宙中最豐富的元素,主要和氧結合,以水的形式存在與自然界,也存在於礦井、油和汽井之中。
用途:用於生產氨、乙醇、氯化氫、溴化氫、植物油和不飽和烴的氫化,火箭燃料,低溫學研究等。
有兩個同位素:氘(D)和氚(T)。