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氫氣的性質 氫氣的用途

2024-08-14 11:42:50文/勾子木

氫氣是氫元素形成的一種單質,化學式H2,分子量為2.01588。常溫常壓下氫氣是一種無色無味極易燃燒且難溶于水的氣體。氫氣的密度為0.089g/L(101.325kpa,0°C),只有空氣的1/14,是世界上已知的密度最小的氣體。

氫氣的性質 氫氣的用途

氫氣介紹

氫氣是氫元素形成的一種單質,化學式H2,分子量為2.01588。氫氣可作為飛艇、氫氣球的填充氣體(由于氫氣具有可燃性,安全性不高,飛艇現多用氦氣填充)。氫氣與電負性大的非金屬反應顯示還原性,與活潑金屬反應顯示氧化性。

氫氣的性質

物理性質

密度:氫氣的密度非常小,是所有氣體中密度最小的,約為0.0899 kg/m3(在101.325 kPa和0°C的條件下)。

熔點和沸點:氫氣的熔點為-259.2°C,沸點為-252.87°C。在標準狀況下,氫氣可以轉變為無色液體或雪狀固體。

溶解度:氫氣難溶于水,在標準狀況下,1L水中僅能溶解約0.0214體積的氫氣。?

化學性質

可燃性:氫氣可以在空氣中燃燒,生成水,火焰呈淡藍色,是一種高能燃料。

還原性:氫氣具有還原性,可以與許多金屬氧化物反應,生成金屬單質和水。?

反應活性:氫氣是一種非常活潑的氣體,可以與許多元素和化合物發生反應,如氧化劑、還原劑等。

氫氣的用途

1、氫氣是一種良好的化工原料,耗用氫氣量最大的是合成氨,世界上約百分之六十的氫氣用于合成氨,中國的比例更高。其次是經合成氣(H2/CO2)制甲醇。氫與氯可合成氯化氫而制得鹽酸。除能制氨和合成鹽酸外,氫氣還能還原有機物的硝基為氨基,如硝基苯氫化還原可制苯胺。用酮或醛和氫氣還原烷化能制各種有機產品,例N-烷基-N苯基對苯二胺、防老劑4010,防老劑4020等。

2、由于氫氣具有良好的還原性,且無污染,因此氫可代替碳作還原劑用于金屬冶煉;此外,氫氣還可用于光導纖維生產,金屬的切割焊接,氫燃料電池汽車,分布式發電等。

3、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于防止出現氧化的生產中。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中,在氮氣保護氣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。

4、氫氣還可用作工業燃料,氫氣作燃料用的優點之一就是分子量最低,而氫和氧的燃燒熱值高,可達28670千卡/千克,比液氧和煤油的熱值(10000千卡/千克左右)高得多,液氫是優良的火箭發動燃料,也可用于航天飛機的推進劑。據報導,中國從六十年代以來,已能生產液氫用于國防工業,先后建造了150、200、1500L/h的液氫生產設備,日總生產能力達數噸。除此以外,還擁有容積為60m3、70m3的液氫槽車和多種規格的液氫公路槽車,以及貯運中的相關技術裝備。中國1984年4月8日發射的第一顆試驗通信衛星,使用的就是液氫和液氧推進劑。

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