无机化学 氢和氢化物 PPT课件

有的在水中发生酸式解离，如 HCl 完全解离，而 H2S 部分解离。
有的显碱性，如 NH3； 有的与水反应，如 SiH4 , B2H6； 有的与水基本没有作用，如 CH4。
过渡金属与氢形成金属型氢 化物。
它不仅保持金属晶体的形貌， 而且其中金属原子的排列也与金 属单质中一样。
原子之间的空隙被氢原子占 有，很容易形成非整比化合物。
稀有气体主要从液化空气中 获得，其中氦的重要来源是天然 气。
氡是镭等放射性元素蜕变的 产物，在自然界中痕量存在。
温下，氢气无色，无味， 无臭，在水中溶解度很小。
分子间色散力很小， 难于 液化，沸点 －253℃。
H2 和 O2 的混合物在常温下点 燃会发生爆炸反应。
如 LuH2.2，ZrH1.75，VH0.56 均已制得。
倒是整比的过渡金属氢化物，如 MH1，MH2，MH3 等尚未制得。
但是由于金属锌中有时含有砷 化物、磷化物等杂质，致使制得的 H2 不纯。
单质硅和氢氧化钠溶液反应 也可以制得 H2
Si + 2 NaOH + H2O —— Na2SiO3 + 2 H2
由于碱较盐酸便于携带，且 反应温度不高，因此这种方法适 于野外操作的需要。
电解水制取的 H2 较纯。
工业生产中， H2 主要有 三种来源：
此法制得的氢化铍不纯。
MgH2 也曾利用 LiAlH4 还原 镁的化合物制得，现在工业上已开 始用单质直接合成。
具体做法是： 将金属镁置于 380 400℃ 的 高温球磨机中直接氢化，以确保镁 的新鲜表面和反应温度，产品纯度 可达 97%。
离子型氢化物反应活性的差别 很大，例如与水的作用，
（1） 水煤气 （2） 甲烷的转化 （3） 高温下水蒸气与碳 化钙反应
（1） 水煤气 —— 主要是 H2 和 CO 的混合气体。
将水蒸气通入红热炭层 C + H2O —— CO + H2
（2） 甲烷的转化 高温 且有催化剂作用时，甲烷可以转 化为 H2 和 CO CH4 + H2O —— CO + 3 H2 CH4 + CO2 —— 2 CO + 2 H2
4 LiH + AlCl3 —乙— LiAlH4 + 3 LiCl 醚
又如氢化钠与硼酸甲酯反应制 取 NaBH4
（CH3O）3B + 4 NaH —25—0℃
NaBH4 + 3 NaOCH3
这类反应不能在水中进行的。
p 区元素与氢生成分子型氢 化物。
分子型氢化物种类很多，在 水中的性质差别也很大。
高温下 H2 也能还原许多种金属 卤化物
TiCl4 + 2 H2 —— Ti + 4 HCl
不能被氢气还原的卤化物，若其中 的金属可以生成氢化物，那么就可以用 一种不与氢气生成氢化物的还原性金属 做还原剂，来生成前一种金属的氢化物。
2 LiCl + Mg + H2 —— 2 LiH + MgCl2
许多种金属硫化物，高温下可
以被 H2 还原，例如
—— > 900℃
FeS2 + 2 H2
Fe + 2 H2S
在特定的温度、压力下，采用 特定的催化剂，H2 和 CO 反应可 以合成一些有机化合物
CO + 2 H2 —C—u，—Zn—O CH3OH（g）
17. 1. 2 氢气的制备
实验室制 H2 常采用稀盐酸与 金属锌反应的方法。
若某种活泼金属的氧化物与氢气 的混合物共热时不能被还原
向体系中加入一种不与氢气化合 成氢化物的还原性金属，则可以生成 前一种金属的氢化物。
CaO + Mg + H2 —— CaH2 + MgO
常温下 H2 能还原金属 Pd 的氯 化物
PdCl2 + H2 —— Pd + 2 HCl 利用这个反应可以检测 H2 的存在。
H2 和 Cl2 的混合物在光照下爆 炸化合。
H2 和 F2 的混合物在没有光照 时亦将爆炸化合。
高温下，H2 与活泼金属反 应，生成金属氢化物
H2 + 2 Na —— 2 NaH H2 + Ca —— CaH2
高温下 H2 能还原许多种金属 氧化物
CuO + H2 —— Cu + H2O WO3 + 3 H2 —— W + 3 H2O
17. 2 氢化物
碱金属和碱土金属与氢生成离 子型氢化物。
其中 LiH 和 BaH2 较稳定。
BeH2 可以利用 LiAlH4 在乙醚 介质中还原铍的化合物制得
（CH3）2Be + LiAlH4 ——
BeH2 + LiAlH（2 CH3）2
热分解烷基铍也可以制得铍的 氢化物，
加热
（C4H9）2Be ===== BeH2 + 2 C4H8
NaH 与水剧烈反应 NaH（s）+ H2O（l）——
H2（g）+ NaOH（aq）
而 CaH2 与水很温和地反应产 生 H2。
离子型氢化物有还原性，可以 将 CO2 还原成 CO。 2 CO2 + BaH2 —加—热 2 CO + Ba（OH）2
离子型氢化物可以与缺电子型 化合物反应
2 LiH + B2H6 —乙— 2 LiBH4 醚
H2 和 CO 的混合气体与水蒸气 一同通过 500℃ 的 Fe2O3
H2O + CO —— H2 + CO2
H2O 中的 H 元素转化成 H2，同 时 CO 转化成易于分离的 CO2
（3） 高温下水蒸气与碳化钙 反应
CaC2 + 5 H2O —— CaCO3 + CO2 + 5 H2
在较高的压力下，用水吸收掉 CO2， 得到 H2。
第十七章 氢和稀有气体
氢H 大气中少量的氢气 H2O，及其他无机化合物和 有机化合物中化合态的氢
氢在地壳中的质量含量为 0.152 % 第 10 位。
稀有气体: 氦、氖、氩、氪、氙、氡 6 种元素
氩的丰度最高, 在地壳中的质量 分数为1.2 10－4 %，列第 56 位。
其次是氦、氖、氪、氙