氢气的物理化学性质

　　氢气(Hydrogen)是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。接下来学习啦小编为你整理了氢气的物理化学性质，一起来看看吧。

　　氢气的物理性质

　　氢气是无色并且密度比空气小的气体(在各种气体中，氢气的密度最小。标准状况下，1升氢气的质量是0.0899克，比空气轻得多)。因为氢气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氢气。另外，在101千帕压强下，温度-252.87℃时，氢气可转变成无色的液体;-259.1℃时，变成雪状固体。常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时(如点燃、加热、使用催化剂等)，情况就不同了。

　　总结为：

　　分子式：H2

　　沸点：-252.77℃(20.38K)

　　密度：0.09kg/m3

　　相对分子质量：2.016

　　生产方法：电解，裂解,煤制气等。

　　氢气的化学性质

　　可燃性

　　纯氢的引燃温度为400℃。在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，过一会儿，我们可以看到，纯净的氢气在空气里安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰(氢气在玻璃导管口燃烧时，火焰常略带黄色)。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。

　　氢气在空气里燃烧，实际上是氢气跟空气里的氧气发生了化合反应，生成了水并放出大量的热。这个反应的化学方程式是：

　　2H2+O2=2H2O(点燃)

　　取一个一端开口，另一端钻有小孔的纸筒(或塑料筒等)，用纸团堵住小孔，用向下排空气法收集氢气，使纸筒内充满氢气。把氢气发生装置移开，拿掉堵小孔的纸团，用燃着的木条在小孔处点火,注意有什么现象发生。做这个实验时，人要离得远些，注意安全。

　　可以看到，刚点燃时，氢气安静地燃烧，过一小会儿，突然听到“砰”的一声响，爆炸的气浪把纸筒高高掀起。实验测定，空气里如果混入氢气的体积达到总体积的4%～74.2%，点燃时就会发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限。实际上，任何可燃气体或可燃的粉尘如果跟空气充分混合，遇火时都有可能发生爆炸。因此，当可燃性气体(如氢气、液化石油气、煤气等)发生泄漏时，应杜绝一切火源、火星，以防发生爆炸。

　　正是由于这个原因，我们在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。

　　用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住，移近火焰，移开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到响声很小，才表明氢气已纯净。如果用向下排空气法收集氢气，经检验不纯而需要再检验时，应该用拇指堵住试管口一会儿，看是否有“噗”声，直到试验表明氢气纯净为止。然后再收集氢气检验纯度，否则会发生危险。因为刚检验过纯度的试管内，氢气火焰可能还没有熄灭，如果立刻就用这个试管去收集氢气，氢气火焰可能会点燃氢气发生器里尚混有空气的氢气，使氢气发生器发生爆炸。用拇指堵住试管口一会儿，就使试管内未熄灭的氢气火焰因缺氧气而熄灭。

　　这一反应过程中有大量热放出，是相同条件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。我国长征3号火箭就用液氢燃料。

　　还原性

　　氢气与氧化铜反应，实质是氢气夺取氧化铜中的氧生成水，使氧化铜变为红色的金属铜。

　　CuO H2=Cu H2O(加热)

　　在这个反应中，氧化铜失去氧变成铜，氧化铜被还原了，即氧化铜发生了还原反应。这种含氧化合物失去氧的反应，叫做还原反应。能夺取含氧化物里的氧，使它发生还原反应是的物质，叫做还原剂。还原剂具有还原性。

　　根据氢气所具有的燃烧性质，它可以作为燃料，可以应用与航天、焊接、军事等方面;根据它的还原性，还可以用于冶炼某些金属材料等方面。