氫氣

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常(chang)溫常(chang)壓下，氫氣（可選用氫(qing)氣報警器檢測(ce)泄漏濃度）是(shi)一種極易燃燒，無色透明、無臭無味(wei)的(de)氣(qi)(qi)(qi)體。氫氣(qi)(qi)(qi)是(shi)世界上已知的(de)密度(du)最小(xiao)的(de)氣(qi)(qi)(qi)體，氫氣(qi)(qi)(qi)的(de)密度(du)只有空(kong)氣(qi)(qi)(qi)的(de)1/14，即在0 ℃時，一個標準(zhun)大氣(qi)(qi)(qi)壓下，氫氣(qi)(qi)(qi)的(de)密度(du)為(wei)0.0899 g/L。所以氫氣(qi)(qi)(qi)可作為(wei)飛(fei)艇、氫氣(qi)(qi)(qi)球的(de)填充(chong)氣(qi)(qi)(qi)體（由(you)于氫氣(qi)(qi)(qi)具有可燃性(xing)，安全性(xing)不(bu)高(gao)，飛(fei)艇現多用氦氣(qi)(qi)(qi)填充(chong)）。氫氣(qi)(qi)(qi)是(shi)相對分子(zi)質量最小(xiao)的(de)物質，主要用作還原劑。

氫(qing)氣 (H2) 最(zui)早(zao)于16世紀初被人工制備，當時使用(yong)的方(fang)法(fa)是(shi)(shi)將(jiang)(jiang)金屬置于強酸中。1766–1781年(nian)，亨利·卡(ka)文迪(di)許發現氫(qing)元(yuan)素，氫(qing)氣燃燒(shao)生(sheng)(sheng)成(cheng)水(shui)(2H?+O?點燃=2H?O)，拉瓦錫根(gen)據這一性質(zhi)將(jiang)(jiang)該(gai)元(yuan)素命(ming)名為 “hydrogenium”（“生(sheng)(sheng)成(cheng)水(shui)的物(wu)質(zhi)”之意(yi)，"hydro"是(shi)(shi)“水(shui)”，"gen"是(shi)(shi)“生(sheng)(sheng)成(cheng)”，"ium"是(shi)(shi)元(yuan)素通用(yong)后綴）。19 世紀50 年(nian)代英國(guo)醫生(sheng)(sheng)合信(xin)(B.Hobson）編寫《博物(wu)新編》(1855 年(nian)）時，把"hydrogen"翻譯為“輕(qing)氣”，意(yi)為最(zui)輕(qing)氣體。

現在工業(ye)上一(yi)般(ban)從天然(ran)氣或(huo)水煤氣制氫(qing)(qing)氣，而不采用高耗能的電解水的方法。制得的氫(qing)(qing)氣大量用于(yu)石(shi)化(hua)行(xing)業(ye)的裂化(hua)反應和生產氨氣。氫(qing)(qing)氣分子可(ke)以進(jin)入許多金屬的晶格(ge)中，造成“氫(qing)(qing)脆”現象，使(shi)得氫(qing)(qing)氣的存儲罐和管(guan)道(dao)需要使(shi)用特(te)殊材(cai)料（如蒙(meng)耐爾合(he)金），設計也更(geng)加復雜。

醫(yi)學上用氫(qing)氣來治療部分疾病。 [1] 

2018年2月，中(zhong)國實現氫氣的低(di)溫制備(bei)和存儲，榮獲科技部2017年度中(zhong)國科學十大進展。

安全防護編輯

重(zhong)氫無毒，有窒(zhi)息性(xing)。

氫氣有易燃(ran)易爆(bao)性(xing)(xing)，容(rong)易發生爆(bao)炸，所以純(chun)氫有一(yi)定危(wei)險性(xing)(xing)。

若燃(ran)燒時有(you)尖銳的爆(bao)鳴聲，則說明(ming)氫氣不(bu)純；極易(yi)發生爆(bao)炸，所以對此須引起(qi)足夠的重視。

物理性(xing)質編輯(ji)

氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)無色并且密(mi)(mi)度比(bi)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)小(xiao)的(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體（在(zai)各種氣(qi)(qi)(qi)(qi)體中，氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)密(mi)(mi)度最小(xiao)。標準狀(zhuang)況(kuang)下(xia)，1升氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)是(shi)0.0899克，相同體積比(bi)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)輕(qing)得多(duo)）。因為氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)難溶于(yu)水(shui)(shui)，所(suo)以(yi)可(ke)以(yi)用(yong)排(pai)水(shui)(shui)集(ji)氣(qi)(qi)(qi)(qi)法收集(ji)氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)。另外，在(zai)101千帕壓強下(xia)，溫度-252.87 ℃時(shi)(shi)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)可(ke)轉變(bian)成淡藍色的(de)(de)液體；-259.1 ℃時(shi)(shi)，變(bian)成雪狀(zhuang)固體。常溫下(xia)，氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)性質(zhi)(zhi)很穩(wen)定，不(bu)容(rong)易(yi)跟其(qi)它物質(zhi)(zhi)發生化(hua)學反應。但當條(tiao)件改(gai)變(bian)時(shi)(shi)（如點燃、加熱(re)、使用(yong)催化(hua)劑等），情況(kuang)就不(bu)同了(le)。如氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)被鈀(ba)或(huo)鉑等金(jin)屬吸(xi)(xi)附后具有(you)較強的(de)(de)活(huo)性（特別是(shi)被鈀(ba)吸(xi)(xi)附）。金(jin)屬鈀(ba)對氫(qing)(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)吸(xi)(xi)附作用(yong)最強。當空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)體積分數為4%-75%時(shi)(shi)，遇到火源，可(ke)引(yin)起爆(bao)炸。

氫氣是(shi)無色無味的氣體，標準(zhun)狀況下密度是(shi)0.09克/升(最輕的氣體)，難溶于水。在-252 ℃,變成無色液(ye)體,-259 ℃時變為(wei)雪花狀固(gu)體。

汽化(hua)熱：305 kJ/kg（△Hv ，-249.5℃）

臨界密度：66.8 kg/m3

氣體密度：0.0899 kg/m3（101.325kPa，0℃）

比容：11.12 m3/kg（101.325kPa，21.2℃）

導熱系數(shu)：

0.1289 w/(m·K)（氣體101.325 kPa，0 ℃）、1264 W/(m·K)（液體，-252.8 ℃）

比熱(re)容：

Cp=14.30 kJ/(kg·K)，

Cv=10.21 kJ/(kg·K)（101.325kPa，25℃，氣體）

蒸氣壓力(li)：

10.67 kPa（正常態，17.703）

53.33 kPa（正常(chang)態，21.621）

119.99 kPa（正常態，24.249 K）

粘(zhan)度：

0.010 lmPa·S（氣體(ti)，正常態）

101.325 kPa （0 ℃）

0.040 mPa·s（液體，平衡態，-252.8 ℃）

重(zhong)氫(qing)(qing)在常(chang)(chang)(chang)溫常(chang)(chang)(chang)壓下(xia)為無(wu)(wu)色無(wu)(wu)嗅無(wu)(wu)毒可燃(ran)性(xing)氣體(ti)，是普(pu)通氫(qing)(qing)的一(yi)種穩定(ding)同(tong)位素。它在通常(chang)(chang)(chang)水的氫(qing)(qing)中含0.0139%～0.0157%。其(qi)化學(xue)性(xing)質與普(pu)通氫(qing)(qing)完全相同(tong)。但質量大些，反應速度(du)小一(yi)些。

化(hua)學性(xing)質(zhi)編(bian)輯

氫氣常溫下性質穩定，在點燃或加熱的條件下能多跟(gen)許(xu)多物質發生化學(xue)反(fan)應(ying)。

①可(ke)燃性（可(ke)在氧(yang)氣(qi)(qi)中(zhong)或氯氣(qi)(qi)中(zhong)燃燒）：2H2+O2=點燃=2H2O（化合反應(ying)）

(點燃不純(chun)的氫(qing)氣要發生(sheng)爆炸(zha),點燃氫(qing)氣前必(bi)須驗純(chun)，相似的，氘（重(zhong)氫(qing)）在氧氣中點燃可以生(sheng)成重(zhong)水（D2O）)

H2+Cl2=點燃(ran)=2HCl（化合(he)反應）

H2+F2=2HF（氫氣與氟氣混合立刻(ke)爆炸，生成氟化氫氣體）

②還(huan)原(yuan)性(使某些(xie)金屬氧化物還(huan)原(yuan))

H2+CuO  Cu+H2O（置(zhi)換(huan)反應）

3H2+Fe2O3=高溫=2Fe+3H2O（置換(huan)反應）

3H2+WO3  W+3H2O（置換反(fan)應）

起火應急處理編輯

迅(xun)速撤離(li)泄(xie)漏污染區(qu)人員(yuan)至(zhi)上(shang)風處，并進行隔離(li)，嚴格限(xian)制(zhi)出(chu)入(ru)。切(qie)斷(duan)(duan)火(huo)源(yuan)(yuan)。建議應急處理(li)(li)人員(yuan)戴(dai)自給正(zheng)壓式(shi)呼吸器(qi)，穿消防防護服。盡(jin)可(ke)能(neng)切(qie)斷(duan)(duan)泄(xie)漏源(yuan)(yuan)。合(he)理(li)(li)通風，加(jia)速擴散。如有可(ke)能(neng)，將(jiang)漏出(chu)氣(qi)(qi)用(yong)(yong)排風機送至(zhi)空(kong)曠地方或(huo)裝設適當噴頭(tou)燒(shao)(shao)掉。漏氣(qi)(qi)容器(qi)要妥善處理(li)(li)，修復、檢驗后再用(yong)(yong)。滅(mie)火(huo)方法：切(qie)斷(duan)(duan)氣(qi)(qi)源(yuan)(yuan)。若不能(neng)立即切(qie)斷(duan)(duan)氣(qi)(qi)源(yuan)(yuan)，則不允(yun)許(xu)熄滅(mie)正(zheng)在燃燒(shao)(shao)的氣(qi)(qi)體。噴水冷卻(que)容器(qi)，可(ke)能(neng)的話(hua)將(jiang)容器(qi)從火(huo)場移至(zhi)空(kong)曠處。滅(mie)火(huo)劑：霧狀(zhuang)水、泡沫(mo)、二氧化碳、干粉。

注意事項(xiang)編輯

氫(qing)氣(qi)(qi)是(shi)一(yi)種無色(se)(se)、無嗅、無毒、易燃易爆(bao)(bao)的(de)氣(qi)(qi)體，和氟氣(qi)(qi)、氯氣(qi)(qi)、氧氣(qi)(qi)、一(yi)氧化碳(tan)以(yi)(yi)及(ji)空氣(qi)(qi)混(hun)合(he)(he)均有爆(bao)(bao)炸(zha)的(de)危險，其中，氫(qing)氣(qi)(qi)與氟氣(qi)(qi)的(de)混(hun)合(he)(he)物在低溫(wen)和黑暗環(huan)境(jing)就能發生(sheng)自發性爆(bao)(bao)炸(zha)，與氯氣(qi)(qi)的(de)混(hun)合(he)(he)體積比為1：1時，在光照下也(ye)可爆(bao)(bao)炸(zha)。氫(qing)氣(qi)(qi)由于(yu)無色(se)(se)無味(wei)，燃燒(shao)時火(huo)焰(yan)是(shi)透明的(de)，因此(ci)其存在不易被感官發現，在許多情況下向氫(qing)氣(qi)(qi)中加入(ru)有臭味(wei)的(de)乙硫醇，以(yi)(yi)便使嗅覺察覺，并可同時賦(fu)予火(huo)焰(yan)以(yi)(yi)顏色(se)(se)。

氫(qing)(qing)氣(qi)雖無毒(du)，在生理(li)上對人體是惰性(xing)(xing)的，但(dan)若空(kong)氣(qi)中氫(qing)(qing)氣(qi)含量增(zeng)高，將(jiang)引(yin)(yin)起缺氧性(xing)(xing)窒息。與(yu)所有(you)低(di)溫液體一樣，直接(jie)接(jie)觸液氫(qing)(qing)將(jiang)引(yin)(yin)起凍(dong)傷。液氫(qing)(qing)外溢(yi)并突然大面積蒸(zheng)發還會(hui)(hui)造成環(huan)境(jing)缺氧，并有(you)可能(neng)和空(kong)氣(qi)一起形(xing)成爆(bao)(bao)炸混合物，引(yin)(yin)發燃(ran)燒爆(bao)(bao)炸事故。與(yu)空(kong)氣(qi)混合能(neng)形(xing)成爆(bao)(bao)炸性(xing)(xing)混合物，遇熱(re)或明火(huo)即(ji)會(hui)(hui)發生爆(bao)(bao)炸。氣(qi)體比空(kong)氣(qi)輕，在室內(nei)使用和儲存(cun)時，漏氣(qi)上升滯留屋頂不易排出，遇火(huo)星會(hui)(hui)引(yin)(yin)起爆(bao)(bao)炸。氫(qing)(qing)氣(qi)與(yu)氟(fu)、氯、溴(xiu)等鹵素會(hui)(hui)劇烈(lie)反(fan)應。

氫氣(qi)(qi)因(yin)為(wei)是易燃壓縮氣(qi)(qi)體，故應儲(chu)存于陰涼、通風(feng)的倉(cang)間(jian)內。倉(cang)內溫度不宜超過30℃。遠離火種、熱源。防止陽光直射(she)。應與(yu)氧氣(qi)(qi)、壓縮空氣(qi)(qi)、鹵素（氟氣(qi)(qi)、氯(lv)氣(qi)(qi)、溴）、氧化劑(ji)等分開存放(fang)。切忌混儲(chu)混運。儲(chu)存間(jian)內的照明、通風(feng)等設(she)施應采(cai)用防爆型(xing)，開關(guan)設(she)在倉(cang)外，配(pei)備相(xiang)應品(pin)種和數量的消防器材。禁止使(shi)用易產生(sheng)火花(hua)的機(ji)械設(she)備工具。驗收時要注意(yi)品(pin)名，注意(yi)驗瓶日(ri)期，先(xian)進倉(cang)的先(xian)發用。搬(ban)運時輕(qing)裝輕(qing)卸(xie)，防止鋼瓶及附(fu)件(jian)破損。

常見謠言編(bian)輯

謠(yao)言(yan)一：氫氣（H2 ）還原(yuan)氧(yang)化(hua)銅吸(xi)熱

辟謠：判斷反應熱(re)效應的兩個標準是實驗實測(ce)以(yi)及通過(guo)熱(re)力學進行計算

計算過程：

反應：CuO（s）+H2（g）=Cu（cr）+H2O(g)

計算(suan)化學(xue)反應熱效應可以直接使(shi)用ΔH（例(li)題見高等教育出(chu)版社《無機化學(xue)》上冊(ce)216頁 [6]  ），此處(chu)忽略(lve)溫(wen)度對ΔH的影響。

相(xiang)應物質標(biao)準(zhun)生成焓：（單位：kJ/mol）（數據出(chu)自(zi)高(gao)等教育(yu)出(chu)版社《無機化學》上冊427頁起的附表）

據查，H2O（g）標準生成(cheng)焓(han)-241.82，CuO（cr）標準生成(cheng)焓(han)-157.30，H2（g）、Cu（cr）均為0

ΔH=0+（-241.818）-（-157.3）-（0）=-84.518<0，即反應放熱

綜上可知氫氣還原氧化(hua)銅(tong)是(shi)典型的放熱(re)反應而非(fei)吸熱(re)。

謠言二：氫(qing)氣（H2）具(ju)有還原性(xing)，所以不能被濃硫酸干燥(zao)

辟謠：氫氣的還原性(xing)一般(ban)在加(jia)熱(re)時才體現，在常(chang)溫下(xia)不體現，只作為中性(xing)氣體，所以氫氣可以用濃硫酸干燥。一氧化(hua)碳氣體亦同(tong)理(li)。