《氢稀有气体》PPT课件

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1、第九章氢希有气体本章介绍氢和希有气体单质和重要化合物的性质，制备和用途。通过希有气体的结构介绍价层电子对互斥理论。1教学要求１、掌握氢的物理和化学性质。２、一般地了解希有气体的发展简史，单质的性质，用途和从空气中分离它们的方法。３、了解希有气体化合物的性质和结构特点。４、掌握价层电子对互斥理论的基本内容及其应用。2第一节氢1-1氢的存在和物理性质存在主要以化合态存在于水、石油、天然气以及生物的组织中。由光谱数据分析表明，太阳和其他一些星球的大气中含有大量的氢。氢的发现氢的同位素1H——又称氕，符号为H，占99.98%2H——又称为氘，符号为D，占0.02%3H——又称为氚，符号为T

2、，是H的1017分之一，主要是核衰变的产物。HDT3二、氢的物理性质氢是密度最小的无色无味的气体扩散速度快，因而具有很高的导热性微溶于水（一体积水在273K时溶解0.02体积氢）沸点低，是20.4K，液态氢可以把除氦以外的所有气体冷却为固体易被钯、铂、镍等金属吸收，其中钯的吸氢能力最强，室温下一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。41-2氢的化学性质和氢化物一、氢的成键特点1.离子键Na+H-NaHH-半径较大，有很强的还原性，仅存在于离子化合物中，水溶液中很快与不反应放出氢气H-+H2O=H2↑+OH-2.共价键H—ClH—O—H共价键是氢

3、最谱遍的成键方式。3.氢键和氢桥键这是氢特殊的成键方式↑H1s15二、氢气的制备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Zn+2H+=H2↑+Zn2+Zn+2H2O+2OH-=Zn(OH)42-+H2↑由两性金属与碱反应或电解法得到的氢气纯度更高氢气的工业制备天然气裂解法:CH4======C+2H2催化剂水煤气法:C+H2O====CO↑+H2↑1273K阴极:2H2O+2e======H2↑+2OH-电解法阳极:4OH--4e======O2↑+2H2O水蒸气转化法：CH4+H2OCO+3H2(g)1073~1273K催化剂6三、氢气的化学性

4、质氢气的键能很大(436kJ·mol-1)主要反应是高温反应1、少数常温反应例子：H2+F2＝2HF2H2+O2====2H2OPd2、高温还原反应作为能源：2H2+O2====H2O(g)燃烧H=241.8kJ·mol-1还原金属氧化物WO3+3H2====W+3H2OFe2O3+3H2=====2Fe+3H2O高温高温>C=C<+H2>CH-CH<高温加氢还原3、生成金属氢化物Na+H2====2NaHLi+H2====2LiH高温高温7第二节希有气体（0族元素）*2-1希有气体的发展简史（自学）2-2希有气体的物理性质和用途价电子层结构HeNeArKrXeRn1s22s22

5、p63s23p64s24p65s25p62s22p6希有气体的价电子结构称为饱和电子层结构，因此希有气体不易失去电子、不易得到电子，不易形成化学键。希有气体均为单原子分子，He是所有单质中沸点最低的气体。物理性质8希有气体的用途He超低温冷却剂；填充气球；作惰性保护气用于核反应堆热交换器；液氦在温度小于2.2K时，是一种超流体，具有超导性和低粘性，对于研究和验证量子理论有重要的意义。Ne氖的导电性是空气的75倍，用于放电管中发射红光，也用于作金属焊接的保护气。Ar氩氩的导热性很差，用于填充灯泡，也用作焊接的保护气。Xe氪和氙导热性均很差，用于填充灯泡，用氙制的电光源氙灯有“小太阳”

6、之称。Kr92-4希有气体化合物希有气体化合物主要是氙的氟化物和氧化物希有气体化合物是1962年才开始制得成功，是巴特列在发现O2和六氟化铂能发生反应的实验事实后受到启发。O2+PtF6＝O2+[PtF6]-由于O2的第一电离能(1175.7kJ·mol-1)和氙的第一电离能(1171.5kJ·mol-1)非常接近，于是想到用氙代替氧可能会发生同样的反应。结果它成功了。Xe+PtF6＝Xe+[PtF6]-一、氟化物Xe+F2==========XeF21：2673K，1.03×105PaXe+F2============XeF21：5873K，6.18×105PaXe+F2====

7、========XeF21：20573K，6.18×105Pa氙和氟在密闭的镍反应器中加热就可得到氙氟化物10２、氟化物的性质<1>强氧化性:氧化能力按XeF2——XeF4——XeF6顺序递增高溴酸钠就是用XeF2作氧化剂才首次制得成功的NaBrO3+XeF2+H2O→NaBrO4+2HF+XeXeF2+H2→2HF+XeXeF2+2Cl-→2F-+Xe+Cl2XeF4+Pt→2PtF4+Xe<2>与水反应氙氟化物与水反应活性不同2XeF2+2H2O=2Xe+4HF+