无机化学电子教案

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1、无机化学基本内容和重点要求掌握氢的成键特征、氢的性质和用途,掌握稀有气体单质、化合物的性质及结构特点,了解稀有气体的发现。§5.1氢§5.2稀有气体5.1.1氢在自然界中的分布5.1.2氢的成键特征5.1.3氢的性质和用途5.1.4氢的制备5.1.5氢化物5.1.6氢能源§5.1氢5.1.1氢在自然界中的分布（了解）地壳外层三界（大气、水、岩石）:绝大部分以化合物形式存在，原子百分比占17%，仅次于氧排第二位。整个宇宙充满了氢:是太阳和木星大气的主要成份，原子百分比分别为81.75%和82%。(1)氢是宇宙中最丰富的元素中文

2、名英文名称表示方法符号丰度说明氕(音撇)protium1HH99.98%稳定同位素氘(音刀)deuterium2HD0.016%稳定同位素氚(音川)tritium3HT极低放射性同位素(2)氢的同位素人造同位素可制31H三种同位素核外均1e，故化学性质相似，但质量相差较大，导致了它们的单质、化合物在物理性质上的差异。H2：b.p:20.2K，D2：b.p:23.3KH2O：b.p:373K，D2O：b.p:374.2K5.1.2氢的成键特征由于氢的电子结构:1s1，且电负性为x=2.2，所以它与其他元素的原子化合时，有以下几

3、种成键情况:（1）形成离子键KH,NaH,CaH2.离子型氢化物（2）形成共价键形成非极性共价键。如H2单质。形成极性共价键。与非金属元素的原子化合，HCl等。（3）独特的键型氢原子可以填充到许多过渡金属晶格的空隙中，形成一类非整比化合物，一般称之为金属氢化物。如ZrH1.75和LaH2.78。在硼氢化合物（如B2H6）和某些过渡金属配合物中均以氢桥键存在。B利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。（氢桥）氢键：在含有强极性键的共价氢化物中（例H2O，HF，HCl，NH3中）易形成分子间或分子内氢键。5.1.3氢的性质和

4、用途（1）单质氢物理性质H——H：无色无臭气体。273K时，1dm3水溶解0.02dm3H2。分子量最小。分子间作用力弱，所以难液化，20K时才液化。密度最小，故常用来填充气球。74pmH—HD=436KJ/mol，比一般单键高，接近双键离解能。所以常温下惰性，但特殊条件下反应迅速进行。化学性质H2+F2→2HF（低温，暗处，爆炸，激烈）H2+Cl2→2HCl（h光照，点燃，才能反应）H2+Br2→2HBr（h光照，点燃，才能反应）H2+I22HI(高温反应，且可逆）与卤素反应2H2+O2→2H2OH2在O2中安全燃烧

5、生成H2O，温度可达3273K，故可切割和焊接金属。与氧反应爆炸混合物H2：O2=2：1（体积比），或H2含量：6～67%（氢气—空气混合物）CuO+H2→H2O+Cu（加热）Fe3O4+4H2→4H2O+3Fe（加热）WO3+3H2→3H2O+W（加热）TiCl4+2H2→4HCl+Ti（加热）与金属氧化物、卤化物反应→制高纯金属CO+2H2→CH3OHCH2=CH2+H2→CH3CH3有机反应与CO、不饱和烃反应高温下，制离子型氢化物方法2Na+H2→2NaHCa+H2→CaH2与活泼金属反应结论：H2的化学性质以还原性

6、为主要特征。（2）原子氢(了解，自学）H2→2H（电弧或低压放电）H仅存在半秒钟，又结合为H2，放热。1.制备原子氢焰：将原子氢流通向金属表面，则形成H2时放热，可达4273K高温，用于焊接高熔点金属。2.应用As+3H→AsH3S+2H→H2S3.化学性质：强还原性与Ge、Sn、As、Sb、S直接反应：还原金属氧化物和卤化物CuCl2+2H→2HCl+Cu还原金属含氧酸盐BaSO4+8H→BaS+4H2O5.1.4氢的制备1.Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑（1）实验室法Zn中常含有杂质Zn3P2，Zn3As2，ZnS

7、等，它们与酸反应分别产生PH3，AsH3，H2S气体混杂在氢气中。H2S+NaOH=Na2S+H2O5AsH3+8MnO4-+24H+=5H3AsO4+8Mn2++12H2OPH3+8CuSO4+4H2O=H3PO4+4H2SO4+4Cu2SO43Cu2SO4+2PH3=3H2SO4+2Cu3P3Cu2SO4+2PH3+4H2O=H3PO4+4H2SO4+8Cu杂质除去（2）工业制备法(了解，自学）阴极2H2O+2e-→H2↑+2OH-阳极4OH-→O2↑+2H2O+4e-2.电解法1.氯碱工业制H2阴极：2H2O+2e→H

8、2↑+2OH—阳极：2Cl—-2e→Cl2↑C（赤热）+H2O（g）→H2↑+CO水煤气直接做工业燃料。1273K2.C还原水蒸气CO+H2+H2O（g）→CO2+2H2红热Fe2O3纯化H22×106Pa（20atm），水洗去CO2→H2（纯）。C2H6（g）CH2=CH2+H2（直接合