Химические свойства водорода и применение

ТЕМА УРОКА:

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДОРОДА H 2,

ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Когда-нибудь настанет время – и это время не за горами, – когда мерилом ценности станет не золото, а энергия. И тогда изотопы водорода спасут человечество от надвигающегося энергетического голода: в управляемых термоядерных процессах каждый литр природной воды будет давать столько же энергии, сколько ее дают сейчас 300 л бензина.

Д.И.Щербаков

1. Реакция горения:

При взаимодействии водорода с кислородом образуется вода. Водород без примесей сгорает спокойно.

2 Н 2 + О 2 = 2 Н 2 О + 573 кДж

(экзотермическая)

Гремучая смесь

Наиболее взрывчата смесь, состоящая из двух объёмов водорода и одного объёма кислорода - гремучая смесь.

2H 2 + O 2 = 2 H 2 O , реакция протекает со взрывом.

Вывод: прежде чем поджигать водород, необходимо проверить его на чистоту.

практическая работа «Обнаружение водорода»

2. Взаимодействие с активными металлами.

При комнатной температуре

2K+H 2 → 2KH (гидрид калия)

Ca+H 2 → CaH 2 (гидрид кальция)

При нагревании

с менее активными металлами

2Al+3H 2 → 2AlH 3 (гидрид алюминия )

Вывод:

В соединениях с металлами, водород образует гидриды – бинарные соединения, твердые вещества. ( KH, CaH 2 , AlH 3 )

3. Взаимодействие с неметаллами.

При комнатной температуре водород реагирует с фтором

F 2 +H 2 → 2HF ↑ (фтороводород), реакция протекает со взрывом .

Водород хорошо горит в атмосфере хлора.

Cl 2 + H 2 → 2HCl ↑ (хлороводород )

при нагревании водород взаимодействует

с серой:

Н 2 + S → Н 2 S ↑ (сероводород)

при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора (железо)

с азотом :

3N 2 + 3H 2 → 2 NH 3 ↑ (аммиак)

Вывод:

• В результате реакций образуются газообразные вещества

( HF ↑ , HCl ↑, Н 2 S ↑, NH 3 ↑ ).

4.Взаимодействие с оксидами неактивных металлов

Оксиды восстанавливаются до металлов :

СuO + H 2 = H 2 O + Cu + 130 кДж.

Fe 2 О 3 + 3 H 2 = 2 Fe + 3 H 2 O

Способ получения металлов из оксидов и изготовление деталей из них называется порошковой металлургией.

Вывод:

• Водород восстанавливает металлы из их оксидов, поэтому водород является восстановителем.
• H 2 восстановитель

Выводы:

1). В обычных условиях молекулярный водород взаимодействует лишь с наиболее активными веществами - фтором, натрием , кальцием.

2). Соединения водорода с неметаллами в большинстве являются газами. Исключение составляет вода.

3). Химические реакции с водородом обычно протекают при повышенной температуре, давлении или в присутствии катализатора.

4). Водород горит, а кислород поддерживает горение.

5). Водород в реакциях с оксидами не активных металлов является восстановителем.

Применение водорода в промышленности .

Использование водорода в качестве топлива автомобилей.

При сгорании водорода в кислороде образуется экологически чистый продукт – вода

Использование водорода в ракетных двигателях.

Жидкий водород

является

распространенным

компонентом

ракетного топлива

Использование водорода в металлургической промышленности

Водород

как восстановитель, для получения металлов и неметаллов (кремния, вольфрама)

Сварка металла

Смесь кислорода с водородом используют при сварке и резке металлов.

Производство стекла

Водород является активным газом,

в соединениях с азотом может использоваться в производстве листового, полого стекла и оптического волокна.

В пищевой промышленности

Превращение

растительных масел в твердые жиры – маргарин

Топливо в

двигателях

Резание и

сварка металлов

Синтез

хлороводорода и

аммиака

Восстановление

металлов

H 2

Пищевая

промышленность

Производство

удобрений

Задачи:

• Какая масса водорода потребуется для его взаимодействия с 64г серы.
• Какой объём водорода израсходуется на восстановление оксида меди ( II) если в результате реакции образуется 13 г меди.
• По термохимическому уравнению

2 Н 2 + О 2 = 2 Н 2 О + 573 кДж рассчитайте количество теплоты, которая выделится при сжигании 10 литров водорода.

Домашнее задание:

• §27, вопросы 6-11
• № 9 и №11 – письменно.