Конспект по Водороду:
1) строение атома (электронная конфигурация), валентные возможности, возможные степени окисления с конкретными примерами и названиями этих веществ
2) нахождение в природе
3) физические свойство (Агрегатное состояние, температуры плавления и кипения, цвет, запах, растворимость в воде, воздействие на организмы)
4) химические свойства (с какими классами вещ. реагирует с примерами хим. реакций)
5) получение
6) применение (в промышленности и лаборатории)
1. Эл. Конфиг. 1s1, валентные возможности в простых в-вах +I степень окисления (HCl соляная к-та, H2O вода, H2S сероводород, NH3 аммиак, CH4 метан, C2H6 этан, NH4Cl хлорид аммония, H2SO4 серная к-та, NaHCO3 гидрокарбонат натрия, KOH гидроксид калия, H2 водород, B2H6 диборан, SiH4 моносилан, GeH4 герман, в гидридах –I (наименее электроотриц. Элем. ), примеры (NaH гидроксид натрия, KH гидроксид калия, CaH2 гидроксид кальция, BaH2 гидроксид бария
2. Содержится в атмосфере, гидросфере, литосфере, воде, глине, во всех газах и микроорганизмах, нефти, в коксовом газе.
3. При н.у. Газообразное, температура кипения -252,87 °C, плавления -259,14 °C, бесцветный, без запаха, малорастворим в воде (18,8 мл/л, физиологически инертен, человек может выдержать довольно большую концентрацию Н2
4. Молекулы прочные, для вступления N2в реакцию нужно затратить много энергии, реагирует только с очень активными мет. (Ca+H2=CaH2), реагирует с единственным немет. Фтором (F2+H2=2HF), с большинством немет. Водород реагирует при повыш. Темп. Или при освещении (O2+2H2=2H2O), отнимает кислород у некоторых оксидов (CuO+H2=Cu+H2O), восстановитель (N2+3H2=2NH3), взаимодействует с галогенами (H2+Cl2=2HCl)
5. Конверсия с вод. Паром при 100°C (CH4+H2O=CO+3H2), пропускание паров воды над раскаленным коксом при температуре примерно 100°C (H2O+C=CO+H2), электролиз водных р-ров солей (2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2), крекинг (в процессе пр-ва и перераб. Нефти, действие разб. Кислот на мет. (Zn+H2SO4=ZnSO4+H2), кальций и вода (Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2), гидролиз гидритов (NaH+H2O=NaOH+H2), воздействие щелочек на цинк или алюминий (Zn+2KOH+2H2O=K2[Zn(OH)4]+H2), электролиз водных р-ров щелочей или кислот на катоде выделяется водород (2H3O++2e-=2H2O+H2)
6. Пр-во аммиака, мыла, пластмасс, метанола, при пр-ве маргарина, пищевая добавка Е949, раньше дирижабли или воздушные шары наполняли водородом, он легче воздуха, топливо для ракет, для охлаждения эл. Генераторов.
Напишите конспект по химии про кислород, водород.
Около 1671 г. английский химик и физик Роберт Бойль (1627—1691) впервые получил водород (H2), растворяя железные иглы в серной кислоте (H2SO4); однако его химическую природу он объяснить не смог. В 1766 году английский физик и химик Генри Кавендиш (1731-1810) доказал в своей работе по экспериментальному исследованию воздуха, что в нем есть резко отличающийся от воздуха газ и сообщает об открытии водорода и углекислого газа (CO2). Действуя соляной кислотой (HCl) на цинк (Zn) и железо (Fe), он нашел неизвестный бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса.
Оказалось, что газ горит, взрываясь, поэтому он был назван "горючим воздухом". В 1784 году Генри Кавендиш, пропуская через смесь горючего воздуха и кислорода электрическую искру, обнаружил, что в сосуде появилась вода. После ряда точных опытов он убедился, что продуктом горения была только вода, которая не имела запаха или вкуса и при испарении не оставляла остатка. Таким образом, Генри Кавендиш определил химический состав воды (H2O). К таким же выводам пришел чуть позже французский химик Антуан Лоран Лавуазье (1743–1794). Латинское (Hydogenium) и русское названия произошли от греческого hydro genes – порождает воду.
2. Положение в таблице Менделеева
Водород является первым химическим элементом в периодической системе. Его атом состоит всего из двух элементарных частиц: протона, являющегося ядром и кайносимметричного вращающегося электрона по s-электронной орбитали, поэтому положительный ион водорода имеет наименьшие размеры (в 10000 раз меньше по сравнению с атомом и обладает сильным поляризующим действием. Для атома водорода применима квантовая теория Бора и уравнение Шредингера для него имеет точное решение.
Водень занимает особое положение в периодической системе и может быть отнесен, как к I, так и к VII главной подгруппе. , имеет ярко выраженные восстановительные свойства, для него характерны реакции взаимного вытеснения.Спектр водорода сходен со спектрами щелочных металлов.Но при этом как галоген может присоединять электрон с образованием иона водорода H-ему не хватает одного электрона на внешнем энергетическом уровне, как и легкие галогены , он является газообразным веществом, его молекула состоит из двух атомов, в соединениях замещается галогенами, потенциал ионизации сравним с представителями VII главной подгруппы (H-13,6 эВ, F-17,4 эВ, а Li-5,6) . Однако у атома водорода отсутствует эффект экранизации, в отличие от щелочных металлов, молекулярные орбитали отличаются от галогенов, поэтому можно разместить водород полностью над вторым периодом от лития к фтору. Наблюдаются различия между многими свойствами изотопов водорода, но вследствие их низкого содержания погрешность измерений не велика. Наибольшие отличия наблюдается у термодинамических величин, вследствие отличия частот колебаний атомов вызванного отличием изотопных масс. Скорость звука при t = 0С в среде протея – 1284 м/с больше, чем в среде дейтерия – 890 м/с [15]; молярная изобарная теплоемкость в противо Cp = 28,83 Дж/моль К меньше, чем у дейтерия Cp = 29,2 Дж/моль * К [23]; температура плавления tпл = -259,19С, теплота плавления Hпл = 11,7 Дж/моль, температура кипения tкип = -252,77С и теплота кипения Hкип = 91,6 Дж/моль меньше, чем у дейтерия tпл = -254,42С, Hпл = 19,7 Дж/моль, tкип = -249,9С и Hкип = 122,6 Дж/моль [14]; Поверхностное натяжение при Т = 29К в противоу = 0,498 мН/м меньше, чем у дейтерия = 1,612мН/м [33]. Большие отличия наблюдаются в скорости протекания химических реакций разных изотопов. Подобных аналогов отличий больше нет ни у одного из элементов, поэтому изотопы водорода и получили индивидуальные названия. Изотопы 4H и 5H получены искусственно и очень нестабильны. Молекулы водорода сходны с молекулами галогена. Два атома у них связаны ковалентной связью с расстоянием 74,14 лм и энергией связи 453,6 кДж/моль. Молекулы водорода обладают большой прочностью (при t = 5000 C степень диссоциации 0,95) и поэтому гораздо большей химической активностью обладает атомарный водород. Атомарный водород может долгое время не образовывать молекулы при отсутствии в нем примесей. Так как для образования молекулы необходимо столкновение трех частиц две из которых соединяются, а третья унесет с собой избыток энергии. Такими частицами могут служить примеси или даже стенки сосуда, в котором находится атомарный водород. При соприкосновении двух частиц образовавшаяся молекула вскоре распадается из-за избытка энергии. Для молекул водорода характерны две модификации: орто-водород o-H2 у которого оба протона вращаются вокруг своей оси в одном и том же направлениях, т.е. Спины ядер параллельны, пара-водород p-H2 у которого протоны вращаются в разных направлениях, т.е. спины противоположны. Зависимость отношения орто- и паро-водорода зависит от примесей и от температуры, чем меньше температуры тем больше паро-водорода. Такие же аллотропии характеры для дейтерия и трития, и, кроме того, для азота.
Составьте конспект ответа, характеризующего химические свойства водорода.
1)взаимодействие водорода с металлами
H2+Me=MexHy(гидрид металла
H2+2Li=2LiH
2)взаимодействие водорода с неметаллами
H2+Cl2=2HCl
3H2+N2=2NH3
3)взаимодействие водорода с оксидами металлов. Водород проявляет свойства восстановителя
CuO+H2=Cu+H2O
Нужно сообщение: водород - топливо будущего!
Водород как топливо будущего
Как предсказывают многие эксперты в области энергетики, топливо будущего уже найдено. Это водород.
По большому счету, есть два пути использования водорода в качестве топлива на автомобилях.
Первый путь - это использование водорода в качестве топлива для автомобильных двигателей внутреннего сгорания.
Но, несмотря на то, что до сих пор продолжаются эксперименты в этом направлении и уже достигнуты определенные успехи, я не считаю что это правильный путь. При сжигани водорода в цилиндрах поршневого двигателя, добиться полного отсутствия токсичных выхлопов невозможно - мешают попутные реакции других компонентов атмосферного воздуха.
К тому же, теплотворная способность водорода заметно меньше чем у бензина, дизельного топлива и даже метана, что заметно снижает отдачу двигателей и требует повышенного расхода водорода.
Второй путь - это использовании водорода для питания топливных элементов, что на мой взгляд, гораздо более перспективно.
Основная проблема, которую предстоит решить конструкторам, заключается в том, что плотность водорода в тысячи раз раз меньше, чем у бензина, поэтому количества водорода даже под давлением 250-350 атм в тяжелых толстостенных баллонах совершенно недостаточно для нормального пробега на одной заправке.
К тому же, теплотворная способность водорода заметно меньше чем у бензина, дизельного топлива и даже метана, что заметно снижает отдачу двигателей и требует повышенного расхода водорода.
Конечно, можно было бы увеличить количество водорода на борту, будь он в сжиженном виде. Но как хранить газ, который сжижается при температуре 20° по Кельвину? Даже в криогенных баках снабженных теплоизоляцией, эквивалентных 9 метровому слою пенополистирена, температура водорода, которая должна составлять -253°С поднимается на несколько градусов в сутки.
При стоянке водород приходится стравливать из бака и сжигать с помощью специального приспособления. Ведь в закрытом помещении водород, смешиваясь с воздухом в определенной пропорции, образует крайне взрывоопасный гремучий газ.
Впрочем, сейчас успешно ведутся эксперименты с металлогидридными баками, в которых водород хранится в межатомных промежутках кристаллической структуры металла, чем достигается неплохая плотность упаковки и безопасность хранения. Такие системы хранения водорода на автомобиле теоретически известны давно, но желаемых параметров (ёмкость, цена, затраты энергии на подогрев, необходимый для извлечения водорода исследователи во всём мире пока так и не достигли.
Возможно, прорыв в этом направлении совершит союз GM и американской Национальной лабораторией Сандия (Sandia National Laboratories) по разработке и испытаниям гидридных ёмкостей для хранения водорода.
К тому же, на сегодня успешно ведутся эксперименты с еще более перспективными нано-хранилищами, где водород впитывается в губку из мельчайших волокон композитного материала.
Так что, может в самом ближайшем будущем машина с водородным двичателем перестанет быть экзотикой.
Однако, все не так просто. Весь водород, который сейчас добывается в мире, не сможет покрыть и сотой доли потребности. И в одно мгновение ситуацию в мировой энергетике не изменить - на это нужны десятилетия совместной работы всех стран.
Поэтому, вероятнее всего, потребуется некий «переходный период», во время которого будут заправлять и автомобили с водородными ДВС и электромобили на топливных элементах обычным жидким топливом. А из него уже добывать водород, разлагая водорододосодержащюю жидкость или газ прямо на борту автомобиля.
Некоторые фирмы, в том числе и GM, экспериментируют с бензиновыми реформерами. Но, в отличии от метанола, который лучше всего для этого подходит, для реформинга бензина необходим продукт только самой высшей очистки - со столь низким содержанием серы, которого очень трудно добиться.
Вдобавок, экологические показатели электромобилей на топливных элементах с бензиновыми реформерами близки к тем же показателям автомобилей с гибридными силовыми установками. Но пока не разовьется инфраструктура водородных заправок, видимо все же придется использовать бензин.
Для водородных же заправок, в переходный период, водород, скорее всего, станут добывать путем переработки природного газа метана.
Сообщение про водород.
Водород - самый распространенный газ в нашей Вселенной. 13,7 млрд. Лет назад, когда "родилась" наша Вселенная, первыми образовались водород и гелий. Водорода было значительно больше.
Звезды образуются в облаках водорода, постепенно, в результате термоядерных реакций водород превращается в гелий. Солнце примерно на 70% состоит из водорода.
Доклад на тему водород
Водород (Hudrogenium) был открыт в первой половине XVI века немецким врачом и естествоиспытателем Парацельсом. В 1776 г. Кавендиш (Англия установил его свойства и указал отличия от других газов. Водород имеет три изотопа: протий №Н, дейтерий ІН или D, тритий іН или Т. Их массовые числа равны 1, 2 и 3. Протий и дейтерий стабильны, тритий – радиоактивен (период полураспада 12,5 лет. В природных соединениях дейтерий и протий в среднем содержатся в отношении 1:6800 (по числу атомов. Тритий в природе находится в ничтожно малых количествах.
Ядро атома водорода №Н содержит один протон. Ядро дейтерия и трития включают не только протон, но и один, два нейтрона. Молекула водорода состоит из двух атомов. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу водорода:
Энергия ионизации атома, эВ
Ребята, можете прислать стихи про водород.
Жил на свете водород, Славился он всюду. Водород, ой, водород, Говорили люди. Водород такой крутой! Он бывает в разных видах. С малой массой, небольшой, Первый, в элементах. Добывают водород Там где нет больших забот Под большой температурой, Из среды огромной, бурной то, что пьют все существа, называется - вода. Водород! Он легкий газ с маленькой он массой окисляется лишь раз, для него и символ Н И бесцветен, как алмаз. Вот какой уж водород, Часью сыпят в огород, В виде мелких удобрений, распыляют средь расстений. Жил на свете водород, Говорил о нем народ. Загордился водород, Сразу видно, наш народ. *** Водород Не шутите с Водородом! Он горит, рождая воду, В смеси с Кислородом-братом Он взрывается, ребята! Вам скажу на всякий случай - Эту смесь зовут «гремучей». А еще хочу сейчас Объяснить я всем ребятам – Водород – легчайший газ, У него мельчайший атом. Водород на первом месте В Менделеевской системе. Это очень много чести – Находиться перед всеми. Может Водород гордиться Положением в таблице
