『壹』 用電解水的方式生產氫氣經濟嗎大約要多少電才能分解出1KG氫氣。
氫氣的工業製法有:①水煤氣法。在1000℃以上,使水蒸氣通過灼熱的煤,得氫氣和一氧化碳的混合氣,稱水煤氣。用三氧化二鐵做催化劑,水煤氣與水蒸氣作用,一氧化碳轉化為二氧化碳後可用水吸收除去 。②烴-水蒸氣催化重整法。揮發性烴類與水蒸氣在700~1000℃ 通過鎳催化劑,生成氫氣和一氧化碳,再用①法除去後者。③電解水法。純度可達99.9%,但只適用於水力資源豐富地區。
樓上:熱分解是利用太陽能將水加熱,將水或水蒸汽加熱到攝氏溫度3000度以上,讓水中的氫和氧進行分解,隨後再利用氫氣燃燒進行發電。電解水是,利用太陽光和電解水相結合產生氫氣,進行發電,是目前應用較廣泛且比較成熟的方法,並且氫氣的轉換效率達到約7585%左右,不過轉換的過程中耗電較大,從能量利用的觀點來看是較不劃算。
氫
釋義:氣體元素,也是宇宙中含量最豐富的元素,符號H。多用於化學工業。
【氫彈】用氫的同位素氘和氚製成的熱核武器,威力比原子彈大。
部首查詢:04氣部
氫
hydrogen
一種化學元素 。 化學 符號 H ,原子 序數 1 ,原 子量1.00794,屬周期系ⅠA族。又稱� 。1766 年由英國H.卡文迪什發現,稱為可燃空氣 。1787 年法國 A.-L. 拉瓦錫命名為Hydrogene ,含義是成水元素 。氫在地殼中的含量為1%,絕大部分以水和有機化合物的形式存在。在宇宙中,氫是蘊藏量最豐富的元素,90%的原子都是氫。
氫有三種同位素,質量數為1的稱� ,2的稱氘(又稱重氫),3的稱氚。在天然氫中 ,�的含量為99.985%,氘為0.0148%,氚為1×10-15%。氫是無色、無臭的氣體 ,氣體分子由兩個原子組成,熔點-259.14℃,沸點-252.8℃ ,在水中的溶解度21.4厘米3/千克水(0℃),在金屬鎳、鈀、鉑內的溶解度很大 ,1 體積鈀能溶解幾百體積的氫氣 ,是良好的儲氫材料。在常溫下,氫的化學性質不活潑。氫分子在2000℃以上分解為原子氫,它非常活潑,即使在室溫下,原子氫也能將許多金屬氧化物或氯化物還原為金屬。氫氣與許多非金屬元素或金屬元素只有在高溫下才能發生反應,例如,氫氣與氧氣混合後,只有點燃時才會發生爆炸。氫與很多非金屬化合形成酸,故稱成酸元素。氫與非金屬元素化合,氧化態為+1;與金屬元素化合形成金屬氫化物時 ,氧化態為-1,例如氫化鈉(NaH)等。
氫氣的實驗室製法有:①電位序在氫以前的金屬(如鋅或鐵)與不具氧化性的酸(如鹽酸)作用,可製得氫氣。②金屬(如鋅、硅、鐵)與鹼(氫氧化鈉)作用,可得氫氣。③電解水製得的氫氣最純。④氫化鈣與水發生反應:
CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2氫化鈣是固體,攜帶方便,與水作用,能很快產生氫氣,此法在野外作業中有較大的實用價值。
氫氣的工業製法有:①水煤氣法。在1000℃以上,使水蒸氣通過灼熱的煤,得氫氣和一氧化碳的混合氣,稱水煤氣。用三氧化二鐵做催化劑,水煤氣與水蒸氣作用,一氧化碳轉化為二氧化碳後可用水吸收除去 。②烴-水蒸氣催化重整法。揮發性烴類與水蒸氣在700~1000℃ 通過鎳催化劑,生成氫氣和一氧化碳,再用①法除去後者。③電解水法。純度可達99.9%,但只適用於水力資源豐富地區。
氫氣最大的用途是生產氨和鹽酸。還用於不飽和植物油的催化加氫(用鉑做催化劑)以制備脂肪。氫與一氧化碳反應,可得甲醇,可能成為新能源。氫氣能在高溫下還原金屬氧化物以制備純金屬(如鎢絲)。氫的用途中最有發展前景的是用作能源 ,每千克氫燃燒時放出的熱量約為汽油的3倍 ,氫能源的最大優點是不會造成大氣污染。
氫的特性 氫 - 氦
氫
鋰
Image:H-TableImage.png
元素周期表
總體特性
名稱, 符號, 序號 氫、H、1
系列 非金屬
族, 周期, 元素分區 1族, 1, s
密度、硬度 0.0899 kg/m3(273K)、NA
顏色和外表 無色
Image:H,1.jpg
大氣含量 10-4 %
地殼含量 0.88 %
原子屬性
原子量 1.00794 原子量單位
原子半徑 (計算值) 25(53)pm
共價半徑 37 pm
范德華半徑 120 pm
價電子排布 1s1
電子在每能級的排布 1
氧化價(氧化物) 1(兩性的)
晶體結構 六角形
物理屬性
物質狀態 氣態
熔點 14.025 K (-259.125 °C)
沸點 20.268 K (-252.882 °C)
摩爾體積 11.42×10-6m3/mol
汽化熱 0.44936 kJ/mol
熔化熱 0.05868 kJ/mol
蒸氣壓 209 帕(23K)
聲速 1270 m/s(293.15K)
其他性質
電負性 2.2(鮑林標度)
比熱 14304 J/(kg·K)
電導率 無數據
熱導率 0.1815 W/(m·K)
電離能 1312 kJ/mol
最穩定的同位素
同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量
MeV 衰變產物
1H 99.985 % 穩定
2H 0.015 % 穩定
3H 10-15 % /
人造 12.32年 β衰變 0.019 3He
4H 人造 9.93696×10-23秒 中子釋放 2.910 3H
5H 人造 8.01930×10-23秒 中子釋放 ? 4H
6H 人造 3.26500×10-22秒 三粒中子
釋放 ? 3H
7H 人造 無數據 中子釋放? ? 6H?
核磁公振特性
1H 2H 3H
核自旋 1/2 1 1/2
靈敏度 1 0.00965 1.21
在沒有特別註明的情況下使用的是
國際標准基準單位單位和標准氣溫和氣壓
氫是一種化學元素,化學符號為H,原子序數是1,在元素周期表中位於第一位。它的原子是所有原子中最細小的。氫通常的單質形態是氫氣。它是無色無味無臭,極易燃燒的雙原子的氣體,氫氣是最輕的氣體。它是宇宙中含量最高的物質。氫原子存在於水, 所有有機化合物和活生物中。導熱能力特別強,跟氧化合成水。在0攝氏度和一個大氣壓下,每升氫氣只有0.09克重——僅相當於同體積空氣重量的14.5分之一。
在常溫下,氫比較不活潑,但可用催化劑活化。在高溫下氫非常活潑。除稀有氣體元素外,幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。
目錄 [隱藏]
1 發現
2 名稱由來
3 分布
4 制備
5 純化
6 同位素
7 用途
8 參見
[編輯]發現
16世紀末期,瑞士化學家巴拉采爾斯把鐵放在硫酸中,鐵片頓時和硫酸發生激烈的化學反應,放出許多氣泡——氫氣。但直到1766年,氫才被英國科學家卡文迪許(Henry Cavendish)確定為化學元素,當時稱為可燃空氣,並證明它在空氣中燃燒生成水。(一說:1783年)1787年法國化學家拉瓦錫 (Antoine Lavoisier)證明氫是一種單質並給它命名。
[編輯]名稱由來
希臘語 hudôr(水) gennen (造成),意即「產生水」的物質。
中文原稱「氫氣」為「輕氣」,「氫」屬爾後新造之形聲字。
日語循希臘語原義,稱為「水素」,
[編輯]分布
在地球上和地球大氣中只存在極稀少的游離狀態氫。在地殼里,如果按重量計算,氫只佔總重量的1%,而如果按原子百分數計算,則佔17%。氫在自然界中分布很廣,水便是氫的「倉庫」——水中含11%的氫;泥土中約有1.5%的氫;石油、天然氣、動植物體也含氫。在空氣中,氫氣倒不多,約占總體積的一千萬分之五。在整個宇宙中,按原子百分數來說,氫卻是最多的元素。據研究,在太陽的大氣中,按原子百分數計算,氫佔81.75%。在宇宙空間中,氫原子的數目比其他所有元素原子的總和約大100倍。
[編輯]制備
工業法有電解法、烴裂解法、烴蒸氣轉化法、煉廠氣提取法。
[編輯]純化
隨著半導體工業、精細化工和光電纖維工業的發展,產生了對高純氫的需求。例如,半導體生產工藝需要使用99.999%以上的高純氫。但是目前工業上各種制氫方法所得到的氫氣純度不高,為滿足工業上對各種高純氫的需求,必須對氫氣進行進一步的純化。氫氣的純化方法大致可分為兩類(物理法和化學法),六種方法。
氫氣的純化方法:
方法 基本原理 適用原料氣 製得的氫氣純度(%) 適用規格
高壓催化法 氫與氧發生催化反應而除去氧 含氧的氫氣,主要為電解法製得的氫氣 99.999 小
金屬氫化物分離法 先使氫與金屬形成金屬氫化物後,加熱或減壓使其分解 氫含量較低的氣體 >99.9999 中小
高壓吸附法 吸附劑選擇吸附雜質 任何含氫氣體 99.999 大
低溫分離法 低溫下使氣體冷凝 任何含氫氣體 90~98 大
鈀合金薄膜擴散法 鈀合金薄膜對氫有選擇滲透性,而其他氣體不能透過 氫含量較低的氣體 >99.9999 中小
聚合物薄膜擴散法 氣體通過薄膜的擴散速率不同 煉油廠廢氣 92~98 小
[編輯]同位素
在眾多元素中,只有氫的同素擁有不同名稱。
在自然界中存在的同位素有: 氕(piē)(1H)、氘(daō)(2H,D,重氫)、氚(chuān)(3H,T,超重氫)
以人工方法合成的同位素有: 4H、5H、6H、7H。
[編輯]用途
氫是重要工業原料,如生產合成氨和甲醇,也用來提煉石油,氫化有機物質作為收縮氣體,用在氧氫焰熔接器和火箭燃料中。在高溫下用氫將金屬氧化物還原以製取金屬較之其他方法,產品的性質更易控制,同時金屬的純度也高。廣泛用於鎢、鉬、鈷、鐵等金屬粉末和鍺、硅的生產。
由於氫氣很輕,人們利用它來製作氫氣球。氫氣與氧氣化合時,放出大量的熱,被利用來進行切割金屬。
利用氫的同位素氘和氚的原子核聚變時產生的能量能生產殺傷和破壞性極強的氫彈,其威力比原子彈大得多。
現在,氫氣還作為一種可替代性的未來的清潔能源,用於汽車等的燃料。為此,美國於2002年還提出了「國家氫動力計劃」。但是由於技術還不成熟,還沒有進行大批的工業化應用。2003年科學家發現,使用氫燃料會使大氣層中的氫增加約4~8倍。認為可能會讓同溫層的上端更冷、雲層更多,還會加劇臭氧洞的擴大。但是一些因素也可抵銷這種影響,如使用氯氟甲烷的減少、土壤的吸收、以及燃料電池的新技術的開發等。
[編輯]參見
元素周期表
同位素列表
金屬氫
反氫
中國科學院:開拓未來能源——氫能
氫經濟對環境的潛在影響
『貳』 那種製作氫氣球的氫氣是用什麼做的哪裡可以買到這種製作氫氣球氫氣的機器
用電解水就可以了
『叄』 怎麼製造氫氣球
人造氫氣生產方法:
可分為以下幾種啟普發生器制氫氣
⒈ 工業氫氣生產方法:
⑴由煤和水生產氫氣(生產設備煤氣發生設備,變壓吸附設備)
⑵有裂化石油氣生產(生產設備裂化設備,變壓吸附設備,脫碳設備)
⑶電解水生產(生產設備電解槽設備)
⑷工業廢氣。
⒉民用氫氣生產方法:
⑴氨分解(生產設備汽化爐,分解爐,變壓吸附設備)
⑵由活潑金屬與酸(生產設備不銹鋼或玻璃容器設備)
⑵強鹼與鋁或硅(生產設備充氫氣球機設備)一般生產氫氣球都用此方法。
⒊試驗室氫氣生產方法:
鹽酸與鋅粒(生產設備啟普發生器)
4.其他
(1)由重水電解。
(2)由液氫低溫精鎦。
『肆』 氫氣球的製作方法
配料比例是 一斤半鋁粉:2斤燒鹼:7斤涼水 把鋁粉和燒鹼分離裝入食品袋每樣1份按重量裝好備用 先放燒鹼,後放鋁粉,後倒水, 放完以後,立刻迅速擰上瓶蓋, 然後用扳手擰緊蓋上面的螺絲即可;
制氫氣時一定要把氣嘴關閉,以免製造出來的氫氣跑掉,夏天時,由於溫度太熱,過10-15分鍾需要降溫, 降溫方法:用涼水潑到瓶體,即可達到降溫效果,持續潑水3-5分鍾降溫即可,降溫後,降溫後7-8分鍾即可沖氣。
(4)電解水做氫氣球設備擴展閱讀
危險性:由於氫氣比惰性氣體如氦氣廉價,因此市面上銷售的基本上都是氫氣球。氫氣與其他物體摩擦產生靜電及遇到明火時,容易發生爆炸或燃燒。另外,市面上賣的五顏六色的小販的氣球,大多都是沖氫氣的氫氣球,比較安全的是充氦氣的氦氣球。
使用氫氣球請注意,氫氣與其他物體摩擦產生靜電及遇到明火、高溫、電火花,會使易燃易爆性的氫氣燃燒爆炸。
『伍』 氫氣是怎麼做的啊
實驗室製取
製取氫氣的簡易方法
①反應原理(利用金屬活動性比氫強的金屬單質與酸反應,置換出氫元素)
注意:
1、鉀、鈣、鈉等金屬與稀酸反應時,會優先置換出水中的氫並生成相應的鹼,且反應過於劇烈
2、選取的金屬應與酸反應速率適中,產生氣泡均勻
3、不能使用硝酸或濃硫酸,因為這兩種酸具有強氧化性,反應將會生成NO2或SO2
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑;Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
②收集
1.排水集氣法(用於收集難溶於水的氣體)
優點:可以收集到較純凈的氣體 缺點:收集到的氣體較濕潤
2.向下排空氣法(用於收集密度比空氣小,不與空氣中成分反應的氣體),
優點:過程簡潔 缺點:收集到的氣體不純
③電解水實驗
電解就是將兩根金屬或碳棒(即電極)放在要分解的物質(電解質)中, 然後接上電源,使電流通過液 體。化合物的陽離子移到帶負電的電極(陰極),陰離子移到帶正電的電極(陽極),化合物分為二極。
用鋅與稀硫酸反應:
氫氣的實驗室製取
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
注意:這里最好不用鹽酸是因為該反應放熱,鹽酸會揮發出氯化氫氣體,使製得的氣體含有氯化氫雜質。
用鋁和氫氧化鈉溶液反應製取:
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
註:市場上零壓氫氣機就是根據鋁和氫氧化鈉反應制氫充球。因為是開放性,是一邊放料一邊充球,所以機內是無氣壓的,安全系數較高。
工業製作法
①水煤氣法(主要成分CO和H2,C+H2O=高溫=CO+H2)
②電解水的方法制氫氣
③電解飽和食鹽水(2NaCl+2H2O=通電=2NaOH+H2↑+Cl2↑)
原始製作法
原始氫氣是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氫氣,大部分分布在宇宙空間內和大的星球中,是恆星的核燃料,是組成宇宙中各種元素及物質的初始物質。地球上沒有原始氫氣因為地球的引力束縛不了它。只有它的化合物。
人造氫氣生產方法
可分為以下幾種
啟普發生器制氫氣
⒈ 工業氫氣生產方法:
⑴由煤和水生產氫氣(生產設備煤氣發生設備,變壓吸附設備)
將水蒸氣通過熾熱的炭層:C+H2O(g)=高溫=CO+H2(水煤氣),再低溫分離
⑵由裂化石油氣生產(生產設備裂化設備,變壓吸附設備,脫碳設備)
CH4=高溫催化劑=C+2H2
⑶電解水生產(生產設備電解槽設備)
⑷工業廢氣。
⒉民用氫氣生產方法:
⑴氨分解(生產設備汽化爐,分解爐,變壓吸附設備)
⑵由活潑金屬與酸(生產設備不銹鋼或玻璃容器設備)
(3)強鹼與鋁或硅(生產設備充氫氣球機設備)一般生產氫氣球都用此方法。
Si+2NaOH+H2O=加熱=Na2SiO3+2H2↑
(4)甲醇裂解(生產設備導熱油爐,甲醇汽化裂解設備,變壓吸附裝置)一般用氫氣量較大化工廠均用此方法。
CH3OH=高溫催化=2H2↑+CO↑,低溫分離
⒊試驗室氫氣生產方法:
硫酸與鋅粒(生產設備:啟普發生器)
4.其他
(1)由重水電解。
(2)由液氫低溫精鎦。
工業製法
一、電解水制氫 多採用鐵為陰極面,鎳為陽極面的串聯電解槽(外形似壓濾機)來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產品純度大,可直接生產99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀表工業中用的還原劑、保護氣和對坡莫合金的熱處理等,②粉末冶金工業中制鎢、鉬、硬質合金等用的還原劑,③製取多晶硅、鍺等半導體原材料,④油脂氫化,⑤雙氫內冷發電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學院氣體廠就用水電解法制氫。利用電解飽和食鹽水產生氫氣
如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
二、水煤氣法制氫 氣用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時反應而得水煤氣(C+H2O→CO+H2—熱)。凈化後再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的CO轉化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氫量在80%以上的氣體,再壓入水中以溶去CO2,再通過含氨蟻酸亞銅(或含氨乙酸亞銅)溶液中除去殘存的CO而得較純氫氣,這種方法制氫成本較低產量很大,設備較多,在合成氨廠多用此法。有的還把CO與H2合成甲醇,還有少數地方用80%氫的不太純的氣體供人造液體燃料用。像北京化工實驗廠和許多地方的小氮肥廠多用此法。
三、由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫 石油熱裂副產的氫氣產量很大,常用於汽油加氫,石油化工和化肥廠所需的氫氣,這種制氫方法在世界上很多國家都採用,在中國的石油化工基地如在慶化肥廠,渤海油田的石油化工基地等都用這方法制氫氣 也在有些地方採用(如美國的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等)。
四、焦爐煤氣冷凍制氫 把經初步提凈的焦爐氣冷凍加壓,使其他氣體液化而剩下氫氣。此法在少數地方採用(如前蘇聯的Ke Mepobo工廠)。
五、電解食鹽水的副產氫 在氯鹼工業中副產多量較純氫氣,除供合成鹽酸外還有剩餘,也可經提純生產普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產。
利用電解飽和食鹽水產生氫氣:如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
六、釀造工業副產
用玉米發酵丙酮、丁醇時,發酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣,經多次提純後可生產普氫(97%以上),把普氫通過用液氮冷卻到—100℃以下的硅膠列管中則進一步除去雜質(如少量N2)可製取純氫(99.99%以上),像北京釀酒廠就生產這種副產氫,用來燒制石英製品和供外單位用。
七、鐵與水蒸氣反應制氫
3Fe+4H2O=高溫=Fe3O4+4H2
但品質較差,此系較陳舊的方法現已基本淘汰
八、金屬鎂和水的反應制氫
Mg+H20--->Mg(oH)2+H2
通過某些礦物質的參與,鎂會在冷水中緩慢均衡地反應,並生成豐富的氫氣。
其他
工業上用水和紅熱的碳反應
C+H2O=高溫=CO+H2
製取氫氣的新方法
盛有氫氣的集氣瓶的放置方法
1.用氧化亞銅作催化劑並用紫外線照射從水中製取氫氣。
2.用新型的鉬的化合物做催化劑從水中製取氫氣。
3.用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解的方法。
4.陶瓷跟水反應製取氫氣。
5.生物質快速裂解油製取氫氣。
6.從微生物中提取的酶制氫氣。
7.用細菌製取氫氣。
8.用綠藻生產氫氣。
9.有機廢水發酵法生物制氫氣。
10.利用太陽能從生物質和水中製取氫氣。
利用太陽能從生物質和水中製取氫氣是最佳的製取氫氣的方法。理由是太陽能能量巨大、取之不盡、用之不竭、而且清潔、無污染、不需要開采、運輸。怎樣製取氫氣的成本就大大降低。
11.用二氧化鈦作催化劑,在激光的照射下,讓水分解成氫氣和氧氣.
12.硼和水蒸氣在高溫下反應製取氫氣,化學方程式為2B+6H2O=高溫=2H3BO3+3H2
新型制氫
氫作為一種清潔能源已被廣泛重視,並普遍作為燃料電池的動力源,然而製取氫的傳統方法成本高,技術復雜。美國研究人員日前開發出一種利用木屑或農業廢棄物的纖維素製取氫的技術,有望解決氫製取費用高的難題。
來自美國弗吉尼亞理工大學、橡樹嶺國家實驗室等機構的研究人員發表報告說,他們把14種酶、1種輔酶、纖維素原料和加熱到32攝氏度左右的水混合,製造出純度足以驅動燃料電池的氫氣。
研究人員說,他們的「一鍋燴」過程有不少進步,比如採用與眾不同的酶混合物,還提高了氫氣的生成速度。此外,除了把纖維素中分解出的糖轉化為化學能量外,這一過程還可產出高質量的氫。
研究人員說,他們主要使用從木屑中分解的纖維素原料製取氫,不過也可以使用稻草、廢棄的莊稼稈等。木屑或農業廢棄物資源非常豐富,利用它們製取氫,不僅可降低製造成本,而且將大大擴大生產氫的原料資源。
『陸』 想自己在家做個氫氣球
氣球的話,雖然技術含量不高。不過沒有專業的設備很難做下來。
你如果是做氫氣的話,科學的方法是電解水,不過這個也需要專業的設備,而且設備很昂貴。大眾的制氣方法就是化學品制氣。這個有點危險性,不推薦你自己嘗試。一下是化學品氫氣的做法:
1.工具准備,玻璃瓶子,橡膠瓶塞,橡膠管,氫氧化鈉(NaOH 俗稱 燒鹼、火鹼),熟鋁(一些易拉罐瓶子就行)清水,臉盆
2.氫氣裝置組裝:給橡膠瓶塞中間打孔,能讓橡膠管穿過,越緊越好。
3.氫氧化鈉和熟鋁 1比1 的量放入玻璃瓶,加水,馬上賽緊瓶塞。
4.制氣的過程中,會產生熱量,把瓶子放入加水的臉盆中。給冷卻。
5.用這個方法做氫氣,產氣少,壓力小,給氣球充氣不要急,慢慢來。
最後,還是不推薦你自己做氫氣,這個有危險性。
燒鹼和鐵粉當地一些化工品商店有賣。 熟鋁,易拉罐瓶子,廢鋁絲什麼的就可以~~~
『柒』 怎麼做氫氣球中的氫氣
鋅粒和稀硫酸就能生成氫氣。這是實驗室製法。
『捌』 用電解水制氫可充氫氣球嗎
當然可以,他與普通氫氣化學性質相同,只不過略微潮濕,而且量不夠