氢气

王成元 原创 | 2010-01-03 07:46 | 收藏 | 投票

5.1   洁净的燃料—氢气

知识点1   氢气的物理性质

在通常情况下,氢气是一种无色、无味的气体,极难溶于水,密度比空气小。

注:(1)由于氢气的密度比空气小,常用氢气来充气球;(2)氦气充气球比氢气好,因为氦气的化学性质不活泼,遇火不会发生爆炸,更安全。

知识点2   氢气的可燃性

1、氢气在常温下化学性质较稳定,但在点燃或加热的条件下,能跟许多物质发生化学反应。

2、点燃氢气前必须检验氢气纯度,因为不纯的氢气点燃可能发生爆炸。

3、氢气在空气中燃烧的现象:纯净的氢气在空气里安静地燃烧,产生淡蓝色的火焰。用烧杯罩在火焰的上方时,烧杯壁上有水珠生成,接触烧杯的手能感到发烫。

4、氢气在空气中燃烧的化学方程式:2H2  +  O2 2H2O

知识点3   爆炸极限

当氢气中混有空气(或氧气)时,点燃后不一定会爆炸,只有当空气里混有氢气的体积分数在4.0%74.2%时,点火才会发生爆炸,这个体积分数的范围叫做氢气的爆炸极限。

其他可燃性气体也各自有自己的爆炸极限,不同的气体其爆炸极限不同,如煤矿中为防止瓦斯爆炸,必须严禁烟火,其次是通风,通风的目的就是降低瓦斯气体的体积分数,使之达不到爆炸极限,即使遇到明火,也不会发生爆炸事故。

知识点4   氢气的验纯

    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。若听到轻微的“噗”声,说明氢气已纯净。若听到尖锐的爆鸣声,则爆鸣氢气不纯,这时要用拇指按住试管口一会儿,使管内氢气燃烧的火焰熄灭,再收集氢气、验纯,直到听到轻微的“噗”声,才可在导管口点火。

任何可燃性的气体或可燃性的粉尘如果跟空气充分混合,点火时都有可能发生爆炸。例如加油站和面粉厂都写有“严禁烟火”四个字。因此,在使用可燃性气体时要特别注意安全。点燃可燃性气体前,一定要检验纯度。

知识点5   氢能

氢气具有可燃性,燃烧放出大量的热量,因此可以作为一种优质燃料。

氢气作为未来理想能源的有点:(1)氢气的来源广泛,可以由水制得;(2)氢气燃烧的热值比化石燃料高;(3)氢气燃烧产物是水,不污染环境,因此氢能源具有广阔的开发前景。

知识点6   氢能的开发

地球上的水很多,电解水可以制取氢气,但需消耗大量的电能,成本太高,科学家正研究用廉价的成本制取大量氢气的方法。

知识点7   氢氧燃料电池

氢氧燃料电池是一种将氢和氧的化学能转变为电能的装置,在这种装置中,氢和氧通过电化学反应生成水,并释放电能,广泛应用于宇宙飞船等。它除了提供电能外,并且发电后的产物是水,可以做宇航员的饮用水。

 

5.1   洁净的燃料—氢气》测试卷

一、选择题(每道小题只有一个正确答案,请将正确答案的序号填在括号内。每小题2分,本大题共56分)

1(2009达州)绿色能源不会产生或残留对环境造成污染的物质,下列能源中不能称为绿色能源的是(   

A、铅蓄电池         B、氢能         C、风能        D、太阳能

2、一种新型绿色为电池—燃料电池,是把H2COCH4气体和空气不断输入直接氧化,使化学能转变为电能,它被称为21世纪的绿色发电站,这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是(   

A、都是无毒无害气体            B、在自然界都大量存在   

C、都可以燃烧并放出大量的热    D、燃烧产物均为CO2H2O 

3、下列关于氢气的说法不正确的是(   

A、用氢气吹的肥皂泡迅速向空中飞去,证明氢气的密度比空气的小   

B、能证明氢气在空气中燃烧生成水的依据是烧杯壁上有水珠

C、氢气是无色、无味、极难溶于水的气体   

D、氢气是填充彩气球中既安全又容易升空的气体 

4、下列关于氢气燃烧的说法不正确的是(   

A、氢气燃烧的火焰是淡蓝色,燃烧的产物是水   

B、验证氢气纯度时,判断氢气比较纯净的现象是听到“噗”的一声

C、点燃氢气前一定要检验氢气的纯度 

D、只要氢气不纯,点燃后就立即发生爆炸 

+

=

5(2009达州)氢气不仅可以在空气中燃烧,还可以在氯气中燃烧,反应方程式为H2+Cl2===(点燃)2HCl ,若用“○”表示氯原子,“●”表示氢原子,则上述反应可表示为

+

=

A                                       B                           

 

+

=

+

=

 

 


 

C                                       D

6(2008·四川自贡)能源短缺和温室效应是当今人类面临的难题,新能源的开发和地球环境的保护是人类共同的目标。由此可见,最理想的能源是(    )

A、天然气     B、氢气    C、酒精     D、汽油

72009南京)航天所用燃料之一为液氢,下列说法中属于H2的化学性质的是(   

A、液氢燃烧          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

8、目前,科学家提出了一种最经济、最理想的

获得氢能源的循环体系(如下图)。

下列说法错误的是(   

A、燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能   

B、该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能   

C、在此循环中发生了反应:2H2O O2+  2H2

D、目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂 

9、下图是某同学设计的一个可燃性气体安全点燃装置,对此装置的评价和使用错误的是(   

A、未经检验纯度的气体通过此装置可安全点燃,

不会发生爆炸   

B、要达到安全点燃效果,烧杯内的水可不没过

倒置漏斗的边缘   

C、此装置防止气体爆炸的原理是使不纯的气体

不与燃着的气体直接接触   

D、此装置适用于难溶于水的可燃性气体 

10、下列氢气的性质中,属于化学性质的是(   

A、密度比空气小    B、无色无味    C、能跟氧气反应    D、难溶于水 

11、氢气成为一种重要的新型能源,这是因为(   

①具有可燃性;②燃烧时放出热量多;③生成物没有污染;④来源广泛 

A、①②③    B、①③④     C、①②③④     D、②③ 

12、下列物质和空气混合后遇到明火,不可能发生爆炸的是(   

A、氮气    B、天然气    C、氢气    D、面粉粉尘

13、检验氢气的纯度时,用手拿住充满氢气的试管,在移近火焰时应(   

A、管口朝下    B、管口朝上    C、试管保持水平    D、管口向上倾斜 

14、鉴别H2O2CO2和空气四种气体最简便的方法是(   

A、将气体分别通入澄清的石灰水中    B、分别测定气体的密度

C、将气体分别通过灼热的铜丝        D、将燃着的木条分别伸入集气瓶中

15、氢气不同于氧气、氮气等其他气体的最显著特点的是(   

A、无色无味     B、难溶于水    C、点燃时易爆炸    D、相同条件下密度最小

16、氢气是一种很有前途的能源,以水为原料大量制取氢气,最理想的途径是(   

A、电解水  B、使水与焦炭反应  C、使水与炽热的铁反应 D、利用太阳能分解水

17、下列物质中含有氢分子的是(   

AH2O2   BH2SO4   CH2   DH2O 

18、下列实验操作,主要不是从安全因素考虑的是(   

A、点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度   

B、给试管中的液体加热,不可让试管口对着自己和别人   

C、禁止向然着的酒精灯里添加酒精   

D、用量筒量取液体时,读数时视线要与凹液面最低处保持水平 

19、能保持氢气的化学性质的粒子是(   

A、氢元素    B、氢分子    C、氢原子    D、氢离子 

20(2008·南京)氢是新型清洁能源,但难储运。研究发现,镧和镍的一种合金是储氢材料。下列有关57号元素镧(La)的说法不正确的是(    )

A、该元素原子的质子数为57        B、该元素原子的核电荷数为57

C、该元素原子的核外电子数为57    D、该元素为非金属元素

21(2008·河南)下列关于燃烧现象的描述,正确的是(    )

A、氢气在氧气中燃烧产生大量的白烟    B、红磷在空气中燃烧发出蓝紫色火焰

C、镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光    D、铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射

22、已知氦气是一种比氢气密度几乎大一倍的气体,在首届东亚运动会上作升空表演的“北京2000遥控飞艇内,充的就是氦气而不是易爆的氢气,这是因为使用氦气(   

A、不使飞艇飞得太高    B、氦气发光    C、更安全    D、以上都正确

23、下列事实能证明某种气体是氢气的是(   

A、在空气中点燃能燃烧,且火焰呈淡蓝色  B、与空气混合,点燃时发出爆鸣声

C、充满气体的气球在空气中能上升 D、在空气(或氧气)中燃烧,生成物只有水

24、在点燃氢气前须先检验其纯度,其原因是(   

A、检查氢气是否已产生               B、验证氢气是否能燃烧

C、测定氢气的纯度是否达到了74.2%    D、防止点燃氢气时发生爆炸

25、下列关于氢气的说法中,正确的是(   

A、与空气混合点燃有爆鸣声的气体一定是氢气

B、混有氧气的氢气点燃时,一定发生爆炸   C、点燃氢气前,一定要检验其纯度

D、由于氢气的密度比空气小,所以可用向上排空气法收集氢气

26、(2006·江西省)以氢燃料电池为动力的客车现在在北京部分公交线路上试运行。和普通客车不同的是,氢燃料客车运行过程中不排放任何有害气体,称为“零排放”汽车。其原因是(   

A、氢气比空气轻        B、氢气有广泛的来源

C、氢气燃烧时放热多    D、氢气燃烧后只生成水

27、氢氧燃料电池是通过氢气和氧气在特定的设备中发生化学反应从而产生能量的发电装置,目前这种电池已在宇宙飞船、太空站等航天器上实际使用。下列关于氢氧燃料电池的说法不正确的是(   

A、氢氧燃料电池是电能转化为化学能的装置

B、氢氧燃料电池不会对环境造成污染

C、氢氧燃料电池发电后生成水可供宇航员的生活用水

D、氢氧燃料电池所用的燃料氢气可以通过分解水得到,是可再生能源

28、燃料电池是一种将化学反应产生的能量(化学能)直接转换成电能的装置。下列燃料电池比较适合宇宙飞船上使用的是(   

A、氧气—甲烷燃料电池    B、氧气—酒精燃料电池

C、氧气—氢气燃料电池    D、氧气—一氧化碳燃料电池

二、填空题(每空1分,共34分)

1、氢气不同于其他气体的一个最显著的特点是           ;节日庆典禁止使用氢气球的原因是(用化学方程式表示)                   ;氢气在点燃或加热之前应进行的操作是             

2、某商场开业庆典时,店外挂的氢气球因人群拥挤而被挤破,遇上点燃的香烟,引起爆炸,并引发邻近一串氢气球爆炸。迅速掠过的火苗烧着了一些顾客的头发,并浅度灼伤20多人的皮肤。请简要回答:

1)以上事实说明氢气具有什么化学性质(用化学方程式表示)                

2)某兴趣小组在进行探究时,试验用相对原子质量为4的稀有气体氦气作为大型升空气球的气体,其原因是:①                  ;②               

3、物质的性质决定物质的用途,物质的用途反映物质的性质,根据下图所示的物质的用途归纳出氢气的两条性质。

1               

2               

 

 

 

4、实验室制取氢气时,用的收集方法是:(1)排水法,原因是                ;(2)向下排空气法,原因是                   

5、检验氢气的纯度时,点燃氢气,若听到尖锐的爆鸣声,说明      ,若听到的声音很小,说明      

6、氢气是理想的高能和洁净燃料的主要原因是:

1                         ;(2                      

7、在氧气、氢气、氮气三种气体中,在空气中可以燃烧

的是       ,燃烧时火焰的颜色是       ;不能燃烧也不能支持燃烧的是        ;常用作氧化剂的是      ;能使带火星的木条复燃的是      

8、探究氢气的有关性质:

1)提出问题:若实验室想用排空气法收集氢气,是用向上排空气法还是用向下排空气法?

2)猜想与假设:实验室用向下排空气法收集氢气,因为氢气的密度比空气小,这属于氢气的      (填“物理”或“化学”)性质。

3)设计实验:设计一种简单的实验方案,简述该方案的操作方法和有关现象

                                                                 

4)结论:由实验可知氢气的密度比空气     

9、填写下列“化学之最”的内容(用元素符号或化学式)

1)最轻的气体__________          2)人体内含量最多的元素_________

3)空气中含量最多的气体________  4)地壳中含量最多的金属元素_____

5)宇宙中含量最多的元素__________6)相对分子质量最小的物质___ ___

101996年科学家在宇宙深处发现了H3+离子和H3分子,请回答:

11H3+中含有     个质子,      个电子。(2H3属于      。(填“单质”或“化合物”)

11、如图,小雨同学将纯净的氢气点燃,观察到管口有淡蓝色火焰,将干燥的烧杯倒罩在火焰上方,烧杯内壁出现水雾。

1)据此,她发现氢气的一个性质是       

2)该反应的化学方程式为               

3)该性质决定了氢气是一种最理想的燃料,其突

出优点是                  

三、简答题(15分)

1、某校化学课外活动小组在一次探究性实验中,将一种金属投入盛有水的烧杯中,发现反应剧烈并有大量气体生成。请根据上述实验现象探讨下列问题:

1)根据所学知识推测该气体可能是什么气体?

2)对你所推测的气体,试设计实验进行检验。(写出简要的实验步骤、现象、结论)

 

 

 

 

 

四、计算题(5分)   相对原子质量 H 1  O 16

1、氢气是理想的高能燃料,其燃烧产物对环境无污染。若充分燃烧8g氢气,在标准状况下,最少需要氧气多少L?(在标准状况下氧气的密度约为1.43g/L

 

 

 

 

 

 

 

选做题

1、(2004·烟台)氢气是未来的理想能源。根据氢元素在自然界的存在形式及氢气的性质分析,在氢能源的开发利用中,需解决的课题有(   

A、寻找丰富的制氢原料          B、探索廉价的制氢气的方法

C、开发安全、高效的贮氢技术    D、研究氢气燃烧后产物的处理技术

2、当氢气和氧气恰好完全反应时,爆炸能力最强,这时在氢气和氧气的混合气体中氧气所占的体积分数是(   

A11.1%    B33.3%    C66.7%    D88.9%

3、如图,表示的是氢气和氧气化合成水的数据关系图,

试回答:

1AP线表示剩余气体为        

2PB线表示剩余气体为        

3P点的意义                 

4)反应前原有氢气       mL

4、在一密闭容器内放入H2O2混合气体10充分反应后生成9H2O,求混合气体中H2O2的质量之比?

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1   洁净的燃料—氢气》测试卷参考答案

一、选择题  

1A2C3D4D5C6B7C8C9B10C

11C12A13A14D15D16D17C18D19B20D

21C22C23D24D25C26D27A28C29A30C

二、填空题  1、密度最小;2H2  +  O2 2H2O;验纯。

2、(12H2  +  O2 2H2O;(2)密度比空气小;化学性质稳定;

3、(1)密度比空气小;(2)可燃性。

4、氢气难溶于水;氢气的密度比空气小。

5、氢气不纯;氢气比较纯净。

6、(1)氢气燃烧热值高;(2)氢气燃烧产物是水。

7、氢气  淡蓝  氮气  氧气  氧气

8、(2)物理;(2)用氢气吹肥皂泡或气球,放在空气中,肥皂泡或气球在空气中会上升;(4)小。

9、(1H2;(2O;(3N2;(4Al;(5H;(6H2

10、(132;(2)单质。

11、(1)可燃性;(22H2  +  O2 2H2O;(3)燃烧产物是水,无污染。

三、简答题

1、(1)可能是氢气(或氧气);(2)用排水法收集该气体,再将燃着的木条伸入气体中,如气体燃烧或发出轻微爆鸣声,则该气体是氢气。(如气体不燃烧,而然着的木条燃烧更旺,则该气体是氧气)

四、计算题 144.8L

选做题:1BC2B

3、(1)氢气;(2)氧气;(3)氢气和氧气恰好完全反应;(4641419

 

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个人简介
王诚苑,原名王成元,1966年3月4日生,毕业于吉林大学高分子化学与物理专业,理学硕士。现为大庆职业学院质量监控中心教学质量监督员,副教授。研究方向:高职教育质量监控。曾讲授《化工原理》、《物理化学》和《塑料材料》等…
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