氫氣的性質(zhì) 氫氣有什么用途

氫氣是氫元素形成的一種單質(zhì)，化學(xué)式H2，分子量為2.01588。常溫常壓下氫氣是一種無色無味極易燃燒且難溶于水的氣體。氫氣與電負(fù)性大的非金屬反應(yīng)顯示還原性，與活潑金屬反應(yīng)顯示氧化性。

氫氣的性質(zhì)

氫氣是無色并且密度比空氣小的氣體（在各種氣體中，氫氣的密度最小。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1升氫氣的質(zhì)量是0.089克，相同體積比空氣輕得多）。因為氫氣難溶于水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，溫度-252.87℃時，氫氣可轉(zhuǎn)變成無色的液體；-259.1℃時，變成雪狀固體。

常溫下，氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定，不容易跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但當(dāng)條件改變時（如點燃、加熱、使用催化劑等），情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附后具有較強(qiáng)的活性（特別是被鈀吸附）。金屬鈀對氫氣的吸附作用最強(qiáng)。氫氣與電負(fù)性大的元素反應(yīng)顯示還原性，與活潑金屬單質(zhì)常顯示氧化性。氫氣在催化劑的存在下能與大部分有機(jī)物進(jìn)行加成反應(yīng)。

氫氣的用途

充填氣球

氫氣常用于充填氣球。這是因為氫氣的密度比其他氣體低，使得氣球能夠輕盈地漂浮在空中。特別是在氣象學(xué)領(lǐng)域，由于氫氣的這一特性，它被氣象學(xué)家用于高空氣象氣球，以觀測和記錄氣象數(shù)據(jù)。

電子產(chǎn)品

氫氣在電子產(chǎn)品制造中扮演著關(guān)鍵角色。在電子工業(yè)中，高純度氫氣被廣泛應(yīng)用于晶體的生長、襯底的制備、氧化工藝、外延工藝以及化學(xué)氣相淀積(CVD)技術(shù)。例如，在多晶硅的制備過程中，氫氣用于還原硅，以達(dá)到半導(dǎo)體所需的純度。

高效能燃料

氫氣是一種高效能燃料，特別適用于燃料電池。在燃料電池中，氫氣和氧化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，直接產(chǎn)生電能。這種能源轉(zhuǎn)換方式具有諸多優(yōu)點：無污染、節(jié)能、高效、安靜、安全可靠。

氫氣如何制備

工業(yè)上一般從天然氣或水煤氣制氫氣，而不采用高耗能的電解水的方法。制得的氫氣大量用于石化行業(yè)的裂化反應(yīng)和生產(chǎn)氨氣。氫氣分子可以進(jìn)入許多金屬的晶格中，造成“氫脆”現(xiàn)象，使得氫氣的存儲罐和管道需要使用特殊材料（如蒙乃爾合金），設(shè)計也更加復(fù)雜。