氢和稀有气体

第13章 氢和稀有气体13-1 氢作为能源，其优点是？目前开发中的困难是什么？1、解：氢作为能源，具有以下特点：（1）原料来源于地球上储量丰富的水，因而资源不受限制；（2）氢气燃烧时放出的热量很大；（3）作为燃料的最大优点是燃烧后的产物为水，不会污染环境；（4）有可能实现能量的储存，也有可能实现经济高效的输送。

发展氢能源需要解决三个方面的问题：氢气的发生，氢气的储备和氢气的利用13-2按室温和常压下的状态（气态 液态 固态）将下列化合物分类，哪一种固体可能是电的良导体？BaH 2;SiH 4;NH 3;AsH 3;PdH 0.9;HI13-3试述从空气中分离稀有气体和从混合气体中分离各组分的根据和方法。

3、解：从空气中分离稀有气体和从混合稀有气体中分离各组分，主要是利用它们不同的物理性质如：原子间不同的作用力、熔点沸点的高低以及被吸附的难易等差异达到分离的目的。

13-4试说明稀有气体的熔点 、沸点、密度等性质的变化趋势和原因？4、解：氦、氖、氩、氪、氙，这几种稀有气体熔点、沸点、密度逐渐增大。

这主要是由于惰性气体都是单原子分子，分子间相互作用力主要决定于分子量。

分子量越大，分子间相互作用力越大，熔点沸点越来越高。

密度逐渐增大是由于其原子量逐渐增大，而单位体积中原子个数相同。

13-5你会选择哪种稀有气体作为：（a ）温度最低的液体冷冻剂；（b ）电离能最低 安全的放电光源；（c ）最廉价的惰性气氛。

13-6用价键理论和分子轨道理论解释HeH 、HeH +、He 2+ 粒子存在的可能性。

为什么氦没有双原子分子存在？13-7 给出与下列物种具有相同结构的稀有气体化合物的化学式并指出其空间构型： (a) ICl 4- (b)IBr 2- (c)BrO 3- (d)ClF7、 解： 4XeF 平面四边形 2XeF 直线形 3XeO 三角锥 XeO 直线形13-8用 VSEPR 理论判断XeF 2 、XeF 4、XeF 6、XeOF 4及ClF 3的空间构型。

气体类别代号1. 惰性气体 (代号：A)惰性气体，也称为稀有气体或惰性气体，是指元素的一组，它们在常温常压下为无色、无味、无臭且具有低反应性的气体。

这些气体在化学反应中很少参与，因为它们的外层电子壳已经满足了稳定的八个电子。

惰性气体主要包括氦、氖、氩、氪和氙，它们在自然界中以非常稀少的形式存在。

由于其稳定性和低反应性，惰性气体在许多应用中发挥着重要作用。

2. 氧气 (代号：B)氧气是一种无色、无味、无臭的气体，在自然界中以分子氧（O2）的形式存在。

氧气是地球大气中的第三主要成分，也是生物体进行呼吸过程中不可或缺的气体。

它广泛应用于医疗、工业、冶金等领域。

氧气可以支持燃烧，许多物质在氧气中可以燃烧产生能量。

3. 二氧化碳 (代号：C)二氧化碳是一种无色、无味的气体，由一个碳原子和两个氧原子组成（CO2）。

它是地球大气中的主要温室气体之一，它的存在可以阻止地球表面的热量散失到太空中，从而维持地球的温度。

然而，过量的二氧化碳排放会导致全球变暖和气候变化。

4. 氮气 (代号：D)氮气是一种无色、无味的气体，占据地球大气中的主要成分之一。

它主要由两个氮原子组成（N2），具有较高的稳定性。

氮气广泛应用于工业、农业和医疗等领域。

在工业上，氮气可以用作惰性气体，用于防止氧化和腐蚀。

在农业上，氮气可以用作冷冻剂和保鲜剂。

在医疗上，氮气可以用作麻醉剂和治疗心脏病的药物。

5. 氢气 (代号：E)氢气是一种无色、无味的气体，在自然界中以分子氢（H2）的形式存在。

氢气是宇宙中最常见的元素之一，也是地球上最轻的元素。

氢气具有高燃烧性，广泛用作燃料和能源。

它还可以用于工业生产、气球充气和氢能源技术的开发等领域。

6. 氦气 (代号：F)氦气是一种无色、无味的气体，是地球大气中第二轻的元素。

氦气在自然界中以气态存在，并且具有较低的沸点和熔点。

氦气具有较高的热传导性能，被广泛应用于冷却器、制冷剂和气球充气等领域。

由于其惰性和低密度，氦气也是用于充气飞艇和气球的理想选择。

化学之谜周期表中的气体元素化学之谜：周期表中的气体元素气体元素是周期表中的一类特殊元素，它们以其独特的物理和化学性质而闻名于世。

这些元素包括氢气、氮气、氧气、氟气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气。

在本文中，我们将探究这些气体元素的特性、应用以及它们在生活中的意义。

一、氢气（H2）氢气是最轻的元素，具有无色、无臭的性质。

它是宇宙中最丰富的元素之一，并且在化学工业中有广泛的应用。

氢气常被用作气体燃料，它燃烧时只与氧气产生水，因此被认为是一种清洁的能源替代品。

此外，氢气也用于导弹工业、气球浮力以及核聚变研究等领域。

二、氮气（N2）氮气占据了地球大气中的绝大部分，约为78%。

它是无色、无味、惰性的气体，在化学反应中起着重要的保护作用。

氮气经常被用作气体保护，以防止其它氧化物或水对反应物产生影响。

此外，氮气还常用于食品保鲜和制造氮肥等行业。

三、氧气（O2）氧气是生命中不可或缺的元素之一。

它是一种无色、无味的气体，支持燃烧和维持呼吸。

氧气广泛应用于各个领域，包括医疗、金属冶炼、水处理以及航空航天技术等。

人们也将氧气用于氧气瓶，以供高海拔地区或潜水员在极端环境下使用。

四、氟气（F2）氟气是一种高度反应性的元素，常以氟化物的形式存在。

它是一种有毒的无色气体，广泛用于工业制冷、制造农药以及各种高温化学反应中。

此外，氟化合物也应用于牙医诊所中的防蛀治疗。

五、稀有气体（氦气、氖气、氩气、氪气、氙气）稀有气体是周期表中的另一类气体元素，包括氦气、氖气、氩气、氪气和氙气。

它们具有极低的反应性，常以稀有气体的形式存在于大气中。

这些气体在气体放电灯、激光装置以及压力传感器等高科技领域有重要应用。

周期表中的气体元素在生活中发挥着重要的作用。

它们为人们提供了各种应用和便利，从能源的获取到生活用品的制造，气体元素都发挥着不可或缺的作用。

通过深入研究这些元素的性质和应用，我们可以更好地利用它们，推动科技和生活的进步。

总结：周期表中的气体元素包括氢气、氮气、氧气、氟气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气。

高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第11讲主族元素及其化合物【竞赛要求】卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。

碱土金属、碱金属、稀有气体。

常见难溶盐。

氢化物的基本分类和主要性质。

常见无机酸碱的形态和基本性质。

氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。

【知识梳理】一、氢和稀有气体（一）氢氢位于周期表的第一周期IA族，具有最简单的原子结构。

氢在化学反应中有以下几种成键情况：1、氢原子失去1s电子成为H+。

但是除了气态的质子外，H+总是与其它的原子或分子相结合。

2、氢原子得到1个电子形成H－离子，主要存在于氢和IA、IIA中（除Be外）的金属所形成的离子型氢化物的晶体中。

3、氢原子和其它电负性不大的非金属原子通过共用电子对结合，形成共价型氢化物。

此外，与电负性极强的元素相结合的氢原子易与电负性极强的其它原子形成氢键，以及在缺电子化合物中存在的氢桥键。

（二）稀有气体1、稀有气体的存在、性质和制备价电子层结构He Ne Ar Kr Xe Rn1s22s22p63s23p64s24p65s25p66s26p6（1）存在：稀有气体的价电子结构称为饱和电子层结构，因此稀有气体不易失去电子、不易得到电子，不易形成化学键，以单质形式存在。

（2）物性：稀有气体均为单原子分子，He是所有单质中沸点最低的气体。

（3）制备：①空气的液化②稀有气体的分离2、稀有气体化合物[PtF6]－O2 + PtF6 = O2由于O2的第一电离能（1175.7 kJ·mol－1）和氙的第一电离能（1171.5 kJ·mol－1）非常接近，于是想到用氙代替氧可能会发生同样的反应。

结果成功了。

Xe + PtF6 = Xe +[PtF6]－（1）氟化物①制备：氙和氟在密闭的镍反应器中加热就可得到氙氟化物F2 + Xe（过量）→XeF2F2 + Xe（少量）→XeF4F2 + Xe（少量）→XeF6②性质（a）强氧化性：氧化能力按XeF2——XeF4——XeF6顺序递增。

第十章非金属元素（一）氢稀有气体卤素第一节氢第二节稀有气体第三节卤族元素第四节拟卤素第一节氢.氢在自然界中的分布三种同位素：11H；12H；13H.氢的成键特征1.离子键；2.共价键；3.独特的键形1-1氢的性质物理性质：H2是无色、无臭的气体，易燃，难液化。

化学性质：(1)与卤素或氧的反应2H2+O2→2H2O(2)与金属氧化物或金属卤化物的反应W O3+3H2→W+3H2O(3)与C O的反应C O+2H2→C H3O H1-2 氢的制备1. 实验室制备Z n+H2S O4→Z n S O4+H2↑2. 电解法阴极2H2O +2e- → H2 ↑ + 2OH-阳极4OH- → O2↑ + 2H2O +4e-3.工业生产C(赤热)+H2O（g）→H2(g)+C O(g)4. 石油化学工业C2H6(g)→C H2=C H2(g)+H2(g)第二节稀有气体.稀有气体: He Ne Ar Kr Xe Rn.价电子构型：ns2np6.稀有气体的物理性质He Ne Ar Kr Xe Rn第一电离能大小mp. bp. 小大水中溶解度小大气体密度小大/V )/X X (2 E 第三节 卤族元素卤素(VIIA) F Cl Br I价电子构型: 2s 22p 5 3s 23p 5 4s 24p 5 5s 25p 5共价半径/pm 58 99 114 133电负性: 4.00 3.00 2.80 2.50第一电离能: 1681 1251 1440 10083-1 卤素单质1. 物理性质:F 2 Cl 2 Br 2 I 2室温聚集态 g g l s分子间力 小 大b.p./℃ -188 -34.5 59 183m.p/℃ -220 -101 -7.3 113颜色 浅黄 黄绿 红棕 紫2. 化学性质卤素单质性质变化:F 2 Cl 2 Br 2 I 22.87 1.36 1.065 0.535单质氧化性: 大 小X -还原性:小 大结论: 1).体现非金属性 2).单质呈双原子分子（1） 一金属、非金属作用F 2能与所有的金属、以及除O 2和N 2以外的非金属直接化合，它与H 2在低温暗处也能发生爆炸。

化学元素周期表0族什么叫化学元素周期表0族？它是一张收录化学元素的图表，按照周期律的原理，把元素排列成列数和行数类似的表格，根据元素的物理特性和化学性质分为18类，即0族元素。

0族（元素周期表第一组），又称为氢族或稀有气体族，共有6种元素，排列如下：氢、氦、锂、铍、硼和氖。

他们拥有一个层次的外层电子，其他电子排列在内层。

第一组元素化学特性逐渐变异，个别元素在某些方面特殊，其化学特性只有部分保持周期律规律，电离能变化较小，对于生物的重要作用特殊而重要。

氢族元素化学性质最简单，其最外层电子能够非常容易脱离原子，形成一个氢离子，因此氢分子仅仅有一个外层电子，是稀有气体族中最不稳定的元素，在室温下无色、无味，且具有非常高的极性。

由于氢原子有较低的电离能，它的反应性很强，具有自由催化的作用，可以很容易地与其他元素结合，且化学反应发生的速度很快，是理想的燃料。

氦元素是一种无毒、无色的无臭的电正离子的元素，它的电离能比氢大，比锂略大，因此它的催化作用较为良好，可以用来作为燃料来源，其稳定性更大。

锂元素是一种轻质易溶的银白色元素，它的最外层电子能够非常容易完全脱离原子，形成一个锂离子，可以与其它元素结合形成稳定的化合物，具有一定的抗菌作用，可以产生热量和电能来源。

铍元素是一种蓝灰色的元素，其最外层电子能够非常容易脱离原子，形成铍离子，它具有如同稀有气体一样的自由性，容易形成分子结构，同时可以与其它元素结合形成稳定的化合物，具有共价化学作用。

硼元素是一种灰色、有臭味的元素，它的最外层电子能够完全脱离原子，形成硼离子，因此硼元素具有极强的有机和共价化学作用，同时可以与其他元素结合形成稳定的化合物，对于生物的重要作用特殊而重要。

氖元素是一种无色、无味的气体，它的最外层电子能够完全脱离原子，形成氖离子，它与氢族其他元素类似，可以与其它元素结合形成稳定的化合物，具有自由催化的作用，但由于它的极性较大，反应性较弱，不能应用在燃料。

大宗气体及特殊气体大宗气体是指日常生产中大量使用的气体，包括氢气、氧气、氮气、二氧化碳等。

这些气体在许多行业中被广泛使用，例如制药、食品加工、电子、钢铁等。

特殊气体则是指一些使用量相对较少，但用途特殊的气体，例如贵气体、稀有气体等。

大宗气体氢气氢气是最轻的元素，具有较高的绝热指数和导热性能，因此在航空航天业、制造业以及化学工业中得到广泛应用。

氢气还是重要的能源之一，越来越多的研究表明，未来氢能将成为环保能源的主流。

但氢气具有极高的燃烧性能，若操作不当极易发生事故，所以必须注意安全。

氧气氧气是空气中的主要组成部分，被广泛用作氧化剂。

在医疗行业中，氧气是必需品，用于呼吸困难、心肺功能衰竭等患者的治疗。

氧气还被用于钢铁、石化、纺织和玻璃等行业中，以提高生产效率。

氮气氮气是一种非常常用的惰性气体，可以有效地防止氧化和污染。

在食品加工行业中，氮气被用于包装新鲜食品、冷藏和冷冻，以延长其保质期。

此外，氮气还被用于半导体行业、医疗行业以及科学研究中。

二氧化碳二氧化碳是一种无色、和无臭的气体，因为它能吸收一定量的红外线辐射，所以它被用作制冷和保鲜剂。

在饮料行业中，二氧化碳也是必需品，因为二氧化碳是制作碳酸饮料的主要成分之一。

特殊气体贵气体贵气体是指用途特殊、罕见的气体，例如氩气、氦气和氖气等。

氩气经常被用于氩弧焊接，因为氩气是一种惰性气体，在高温下不会与其他元素反应。

氦气则被用于氦气拼音、氦气激光等领域。

氖气则被广泛用于广告灯、激光器、放电管等领域。

稀有气体稀有气体也是一种用途特殊的气体，具有很多独特的特性。

例如氪气和氙气经常被用于灯泡、放大器、激光器和蒸气灯等领域。

铀和钍的放射性衰变产物氡，也属于稀有气体之一，经常被用于放射性物质的测量。

结论大宗气体和特殊气体在许多行业中都起着至关重要的作用。

生产过程中，必须注意操作规范，并且加强安全意识，以保障生产效率和员工安全。

未来，随着环保意识的不断增强，氢能将成为环保能源的主流之一，气体行业也将迎来新的发展机遇。