无机化学课件稀有气体.ppt

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1、元素化学丰富多彩的物质世界是由基本的元素及其化合物所组成的。目前，教科书公布的已发现元素为112种（实际已达到117种，甚至更多），其中，有94种存在于自然界，人工合成元素20多种，人体中含有其中60多种。元素化学—即周期系中各族元素的单质及其化合物的化学。特点：它是无机化学的中心内容，下一阶段将分区分族简要介绍元素及其常见化合物的特点、性质、制备和用途。元素的分类普通元素和稀有元素稀有元素：1.轻稀有金属：Li、Rb、Cs、Be；2.高熔点稀有金属：Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、R

2、e；3.分散稀有元素：Ga、In、Tl、Ge、Se、Te；4.稀有气体：He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn5.稀土金属：Sc、Y、Lu6.镧系元素和铂系元素：Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt7.放射性稀有元素：Fr、Ra、Tc、Po、At、Lr8.锕系元素元素的丰度定义：化学元素在地壳中的含量。其含量可用质量分数表示，称为质量Clarke值。也可用原子分数表示，称为原子Clarke值。含量：氧是含量最高的元素，其次是硅，这两种元素的总质量约占地壳的75%。氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁这8种元素

3、的总质量约占地壳的99%以上。元素的存在形式在自然界中只有少数元素以单质的形态存在，大多数元素则以化合态存在，而且主要以氧化物、硫化物、卤化物和含氧酸盐的形式存在。我国矿产资源丰富，其中钨、锌、锑、锂和稀土元素等含量占世界首位，铜、锡、铅、汞、镍、钛、钼等储量也居世界前列。13氢和稀有气体13.1氢13.2稀有气体本章学习要求s区元素共13种，其中有12种金属。p区元素共31种，其中有10种金属。本章主要讨论s区中氢元素和p区中稀有气体（零族）及其化合物。1.了解氢及其同位素。2.熟悉氢原子的成键

4、特征；3.掌握不同类型的氢化物；4.了解储氢合金的用途和制备方法；5.了解稀有气体的性质用途及其氟化物和氧化物。13.1.1氢的发现早在16世纪巴拉赛尔斯发现了氢气体,它是硫酸与铁反应生成的一种气体，1766年英国物理学家卡文迪西确认它是一种易燃气体，并称为“易燃空气”。到1787年，拉瓦锡才将其命名为“Hydrogen”，“Hydro”是希拉文“水”的意思，指出水是氢和氧的化合物。13.1.2氢的存在氢是宇宙中最丰富的元素，绝大多数的氢都是以化合物的形式存在。氢在地壳外层的大气、水和岩石里以原子

5、百分比占17％，仅次于氧而居第二位。氢有三种同位素（氕、符号H），（氘、符号D）和（氚，符号T）。同位素的性质因为氢的同位素核外均含有1个电子，所以它们的化学性质基本相同，但由于它们的质量相差较大，导致了它们的单质和化合物在物理性质上出现差异。13.1.3氢（H2）的物理性质（1）氢是密度最小的无色无味的气体。（2）扩散速度快，具有很高的导热性。（3）溶于水（273K时1体积水溶解0.02体积氢）。（4）熔沸点低，熔点是14.0K，沸点为20.4K。液态氢可以把除氦以外的所有气体冷却为固体。（5）

6、易被钯、铂、镍等金属吸收，其中钯的吸氢能力最强，室温下1体积的粉末状钯可吸收900体积的氢。因此这些金属是有关于氢反应的优良催化剂。13.1.4氢（H2）的化学性质（1）常温下分子氢不活泼。（2）高温下，氢气是一个非常好的还原剂。①能在空气中燃烧生成水。2H2＋O2＝2H2O②高温下，能同X2、N2等非金属反应，生成共价型氢化物。如：3H2＋N2＝2NH3;H2＋Cl2＝2HCl③高温下与活泼金属反应，生成金属氢化物。如：H2＋2Na＝2NaH④高温下，能还原许多金属氧化物或金属卤化物为金属。如：

7、H2＋CuO＝Cu＋H2O（3）在有机化学中，氢可发生加氢反应。如：H2＋C2H4→C2H6CO+H2→CH3OH（4）发生离解作用，得到原子氢。H2＝2HΔHƏ＝431kJ·mol-1原子氢的特点①原子氢结合成分子氢的反应热可以产生高达4273K的温度，这就是常说的原子氢焰。利用此反应可以焊接高熔点金属。②原子氢是一种比分子氢更强的还原剂。它可以同锗、锡、砷、硫、锑等直接作用生成相应的氢化物。如：As＋3H＝AsH3(胂)③它还能把某些金属氧化物或氯化物迅速还原成金属。如：CuCl2＋2H＝Cu

8、＋2HCl④它甚至还能还原某些含氧酸盐。如：BaSO4＋8H＝BaS＋4H2O13.1.5氢气的制备1.实验室制备：实验室由活泼金属和稀酸反应或两性金属与碱反应制备，也可用电解法制备如：Zn+2H+=H2↑+Zn2+；Zn+2H2O+2OH-=Zn(OH)42-+H2↑电解法：阴极:2H2O+2e=H2↑+2OH-阳极:4OH--4e==O2↑+2H2O2.工业制备：天然气裂解法：CH4→C+2H2催化剂水煤气法：C+H2O→CO↑+H2↑水蒸气转化法：CH4+H2O→CO+3H2