2022中考化學(xué)氫氣的可燃性

氫氣的可燃性

氫氣是一種極易燃的氣體，在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為4%至75%時(shí)都能燃燒。氫氣燃燒的焓變?yōu)?minus;286 kJ/mol：

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l); ΔH = -572 kJ/mol

氫氣占4%至74%的濃度時(shí)與空氣混合，或占5%至95%的濃度時(shí)與氯氣混合時(shí)是極易爆炸的氣體，在熱、日光或火花的刺激下易引爆。氫氣的著火點(diǎn)為500 °C。純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時(shí)放出紫外線。

因?yàn)闅錃獗瓤諝廨p，所以氫氣的火焰傾向于快速上升，故其造成的危害小于碳?xì)浠�合物燃燒的危害。氫氣與所有的氧化性元素單質(zhì)反應(yīng)。氫氣在常溫下可自發(fā)的和氯氣(需要光照)反應(yīng) ，氫氣和氟氣在冷暗處混合就可爆炸，生成具有潛在危險(xiǎn)性的酸氯化氫或氟化氫。

在帶尖嘴的導(dǎo)管口點(diǎn)燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色。然后在火焰上方罩一個(gè)冷而干燥的燒杯，過(guò)一會(huì)兒，我們可以看到，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰(氫氣在玻璃導(dǎo)管口燃燒時(shí)，火焰常略帶黃色)。用燒杯罩在火焰的上方時(shí)，燒杯壁上有水珠生成，接觸燒杯的手能感到發(fā)燙。

氫氣在空氣里燃燒，實(shí)際上是氫氣跟空氣里的氧氣發(fā)生了化合反應(yīng)，生成了水并放出大量的熱。這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

2H2+O2=點(diǎn)燃=2H2O

取一個(gè)一端開(kāi)口，另一端鉆有小孔的紙筒(或塑料筒等)，用紙團(tuán)堵住小孔，用向下排空氣法收集氫氣，使紙筒內(nèi)充滿氫氣。把氫氣發(fā)生裝置移開(kāi)，拿掉堵小孔的紙團(tuán)，用燃著的木條在小孔處點(diǎn)火，注意有什么現(xiàn)象發(fā)生。(做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，人要離得遠(yuǎn)些，注意安全。)

我們可以看到，剛點(diǎn)燃時(shí)，氫氣在小孔處安靜地燃燒，過(guò)一小會(huì)兒，突然聽(tīng)到“砰”的一聲響，爆炸的氣浪把紙筒高高炸起。

實(shí)驗(yàn)測(cè)定，空氣里如果混入氫氣的體積達(dá)到總體積的4%～74.2%，點(diǎn)燃時(shí)就會(huì)發(fā)生爆炸。這個(gè)范圍叫做氫氣的爆炸極限。實(shí)際上，任何可燃?xì)怏w或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合，遇火時(shí)都有可能發(fā)生爆炸。因此，當(dāng)可燃性氣體(如氫氣、液化石油氣、煤氣等)發(fā)生泄漏時(shí)，應(yīng)杜絕一切火源、火星，禁止產(chǎn)生電火花，以防發(fā)生爆炸。

正是由于這個(gè)原因，我們?cè)谑褂脷錃鈺r(shí)，要特別注意安全。點(diǎn)燃?xì)錃馇埃�一定要檢驗(yàn)氫氣的純度。

用排水法收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，移開(kāi)拇指點(diǎn)火，如果聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲，就表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗(yàn)，直到響聲很小，只有“撲”的一聲才表明氫氣已純凈。如果用向下排空氣法收集氫氣，經(jīng)檢驗(yàn)不純而需要再檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該用拇指堵住試管口一會(huì)兒，然后再收集氫氣檢驗(yàn)純度，否則會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。因?yàn)閯倷z驗(yàn)過(guò)純度的試管內(nèi)，氫氣火焰可能還沒(méi)有熄滅，如果立刻就用這個(gè)試管去收集氫氣，氫氣火焰可能會(huì)點(diǎn)燃?xì)錃獍l(fā)生器里尚混有空氣的氫氣，使氫氣發(fā)生器發(fā)生爆炸。用拇指堵住試管口一會(huì)兒，就使試管內(nèi)未熄滅的氫氣火焰因缺氧氣而熄滅。

另外氫氣在氧氣過(guò)量和低溫有催化劑的條件下點(diǎn)燃可生成過(guò)氧化氫(H2O2)(氧元素的化合價(jià)為-1)

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