第五章 燃料
5.1洁净的燃料——氢气
一、氢气的物理性质
1、密度比空气小（比空气轻，是所有气体中最轻的）0℃，101.3kPa 时，ρ=0.09g/L
2、熔沸点均比其他常见气体低，熔点-259℃，沸点-252℃，淡蓝色液体，雪状固体
3、无色无味的气体
4、难溶于水，也不和水反应
二、氢气的化学性质实验 1、 实验一：氢气的可燃性
实验：在空气中，用带尖嘴的金属导管点燃纯净的氢气
现象：纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，罩在火焰上方的烧杯内壁有无色小液滴，
用手触摸烧杯壁感觉非常烫，说明反应放出了大量的热。 分析与结论：①氢气具有可燃性，纯净的H 2在空气中安静的燃烧；
②氢气与空气中的氧气发生反应，生成物是水，同时放出大量的热；
③氢气完全燃烧的热值为1.43×105 kJ/mol （汽油完全燃烧的热值为4.6×104 kJ/mol ）； 因此，氢燃料是不产生污染物的洁净燃料。
化学方程式：O H O H 22222点燃
===+ 2、实验二：氢气不纯易爆炸
实验：取一个无盖、底部钻一小孔的塑料（纸）筒或杯，用纸团堵住小孔，开口一端朝下，通入一会儿氢气，
使筒内的气体为氢气和空气的混合气。把这个筒拿到安全的地方，拔掉堵孔纸团，用燃着的木条在小 孔处点火（点火时人要远离些）。 现象：塑料（纸）筒发生爆炸。
分析与结论：①不纯的氢气点燃时可能发生爆炸。因为，氢气与空气的混合气体遇到明火时，剧烈燃烧，在极短时间内放出大量热，使筒内气体急剧膨胀而发生爆炸。
②爆炸极限：可燃物（可燃气体或粉尘）与空气（或氧气）在一定浓度范围内均匀混合，形成 预混合气，遇到火源会发生爆炸的浓度范围。
③点燃氢气前， 一定要先验纯，氢气的爆炸极限：4% ~ 74.2%。
图5-2 氢气的燃烧
图5-3 氢气与空气混合燃烧易爆炸
3、实验三：氢气的验纯
实验：如图5-4操作，收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，
接近酒精灯火焰，再移开拇指点火。 现象：点燃的声音不同
分析与结论：①若听到轻微的“噗”声，说明氢气已纯净；
②若听到尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯；
③如氢气不纯，要用拇指继续按住试管口一会儿，使管内氢气燃烧的火 焰熄灭，再收集氢气验纯，直到听到轻微“噗”声，才可在导管口处点火。
4、实验四：氢气的还原性
实验：如图5-5装置，将制备的纯净氢气持续通入灼热的氧化铜固体，加热反应
一段时间后观察试管内物质的变化。
现象：黑色氧化铜固体变成红色，试管壁口有小水珠产生。 分析与结论：氢气具有还原性，可以将金属氧化物还原成金属单质；
因为氢气具有可燃性，可点燃处理未反应完的氢气。
反应方程式：O H C O C H 22u u +===+∆
O H F O F H 23223e 2e 3+===+高温
三、氢气的制取
（1）工业制备：电解水制取氢气：↑+↑===22222O H O H 电解
（2）实验室制备：活泼金属与酸反应制取氢气：4242n n SO Z H Z SO H +↑===+ （3）收集：排水法 或 向下排空气法
四、氢气的用途
性质
用途
氢气的密度比空气小
充气球
可燃性 高能燃料，用于焊接，切割金属，液氢用于火箭燃料
还原性
冶炼金属，做保护气
图5-5 氢气还原氧化铜
图5-6 电解水制备氢气
图5-7 活泼金属与酸反应制备氢气
图5-8 排水法 向下排空气法
【随堂练习一】
1.氢气不同于其他气体，最显著的特性是（）
A．无色 B.难溶于水 C.密度最小 D.可燃性
2.下列说法不正确的是( )
A. 水是由氢气和氧气组成的，属于混合物
B. 点燃氢气时，火焰是淡蓝色的
C 氢气是无色、无气味，难溶于水的气体，实验室可以用排水法收集氢气
D. 氢气在氧气中燃烧，生成唯一产物——水，该反应也能证明水的组成
3.用向下排空气法收集一试管氢气，检验纯度时若听到尖锐的爆鸣声，下列做法不正确的是（）
A. 用拇指堵住管口一会儿，然后再收集
B. 直接用于实验
C. 换一支试管重新收集、检验
D. 用原试管采取排水法重新收集、检验
4.下列物质与空气混合，接触到明火，有发生爆炸危险的是( )
①氢气②汽油蒸气③面粉尘④棉尘
A.①
B.①②④
C.②③④
D.①②③④
5.下列性质不属于氢气物理性质的是（）
A．无色无味B．难溶于水C．最轻的气体D．能够燃烧
6.航天飞机已成功使用液氢作燃料，下列说法中属于H2的化学性质的是（）
A．液氢燃烧放出大量热B．氢气是最轻的气体
C．氢气具有可燃性D．燃烧产生淡蓝色火焰
7.用氢气流吹肥皂泡，并用燃着的木条点燃肥皂泡，这个实验的现象能同时说明氢气（）
A．密度比空气小，具有可燃性B．密度比空气大，具有可燃性
C．密度比空气小，具有助燃性D．难溶于水，具有可燃性
8.氢气是一种具有广泛用途的物质，下列关于氢气的叙述不正确的是（）
A．用氢气充灌探空气球是因为相同条件下，氢气的密度最小
B．氢气具有可燃性，可以做燃料
C．点燃氢气与氧气的混合气体时，一定会发生爆炸
D．氢气在发生化学变化时的最小微粒是氢原子
