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          初級(jí)會(huì)員 | 第11年

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          各種氣體的物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)

          時(shí)間:2019/7/17閱讀:3103
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          二氧化硫(化學(xué)式:SO2)是zui常見(jiàn)的硫氧化物。無(wú)色氣體,有強(qiáng)烈刺激性氣味。大氣主要污染物之一。火山爆發(fā)時(shí)會(huì)噴出該氣體,在許多工業(yè)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃燒時(shí)會(huì)生成二氧化硫。把SO2進(jìn)一步氧化,通常在催化劑如二氧化氮的存在下,便會(huì)生成硫酸——酸雨的成分之一。這就是對(duì)使用這些燃料作為能源的環(huán)境效果的擔(dān)心的原因之一
          硫化氫(H2S) 物理性質(zhì): 無(wú)色氣體,有臭雞蛋味,能溶于水(2.6體積),比空氣重,有毒。 化學(xué)性質(zhì): 1)受熱易分解:H2S=H2+S 2)可燃燒: 
          Cl2,。通常呈黃綠色,有毒,有刺激性氣味,密度比空氣大,可用向上排空氣法收集。液態(tài)時(shí)為金黃色Cl2可以使物質(zhì)褪色,原理是氯和水反應(yīng)生成的次氯酸有強(qiáng)氧化性,會(huì)把有色的有機(jī)物氧化成無(wú)色物質(zhì),使之褪色。
            幾乎所有的金屬(包括Au、Pt)都可以直接和Cl2化合。
            Cl2氧化性很強(qiáng),高錳酸鉀溶液可以把濃鹽酸氧化為Cl2。
            CL2檢驗(yàn):濕潤(rùn)淀粉碘化鉀試紙,由白色變藍(lán)色。
          氨: [ān] [ㄢˉ]
            鄭碼:MYWZ,U:6C28,GBK:B0B1 五筆:RNPV
            筆畫(huà)數(shù):10,部首:氣,筆順編號(hào):3115445531
            參考詞匯:
            ammonia 
            化學(xué)式:NH3
            電子式:如右圖
            三維模型一、結(jié)構(gòu):氨分子為三角錐型分子,是極性分子。N原子以sp3雜化軌道成鍵。
            二、物理性質(zhì):氨氣通常情況下是有刺激性氣味的無(wú)色氣體,極易溶于水,易液化,液氨可作致冷劑。
            三、主要化學(xué)性質(zhì):
            1、NH3遇Cl2、HCl氣體或濃鹽酸有白煙產(chǎn)生。
            2、氨水可腐蝕許多金屬,一般若用鐵桶裝氨水,鐵桶應(yīng)內(nèi)涂瀝青。
            3、氨的催化氧化是放熱反應(yīng),產(chǎn)物是NO,是工業(yè)制HNO3的重要反應(yīng),NH3也可以被氧化成N2。
            4、NH3是能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體。
            四、主要用途:NH3用于制氮肥(尿素、碳銨等)、HNO3、銨鹽、純堿,還用于制合成纖維、塑料、染料等。
            五、制法:
            1.合成氨的工藝流程 
            (1)原料氣制備 將煤和天然氣等原料制成含氫和氮的粗原料氣。對(duì)于固體原料煤和焦炭,通常采用氣化的方法制取合成氣;渣油可采用非催化部分氧化的方法獲得合成氣;對(duì)氣態(tài)烴類和石腦油,工業(yè)中利用二段蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氣。 
            (2)凈化 對(duì)粗原料氣進(jìn)行凈化處理,除去氫氣和氮?dú)庖酝獾碾s質(zhì),主要包括變換過(guò)程、脫硫脫碳過(guò)程以及氣體精制過(guò)程。 
            ① 一氧化碳變換過(guò)程 
            在合成氨生產(chǎn)中,各種方法制取的原料氣都含有CO,其體積分?jǐn)?shù)一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2,因此需要除去合成氣中的CO。變換反應(yīng)如下: 
            CO+H2O→H2+CO2 ΔH =-41.2kJ/mol 
            由于CO變換過(guò)程是強(qiáng)放熱過(guò)程,必須分段進(jìn)行以利于回收反應(yīng)熱,并控制變換段出口殘余CO含量。*步是高溫變換,使大部分CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2;第二步是低溫變換,將CO含量降至0.3%左右。因此,CO變換反應(yīng)既是原料氣制造的繼續(xù),又是凈化的過(guò)程,為后續(xù)脫碳過(guò)程創(chuàng)造條件。 
          Cl2 :有毒,溶于水有漂白性有氧化性
          比空氣重,是黃綠色氣體
          HCl :是一種強(qiáng)酸,其酸性比硫酸強(qiáng),但因其有揮發(fā)性,所以只能用硫酸置鹽酸,不能用鹽酸置硫酸
          有揮發(fā)性,有刺激性氣味
          SO2:有漂白性,是可逆漂白;溶于水有還原性,亞硫酸及其鹽都有比SO2強(qiáng)的還原性
          SO2還有氧化性
          有刺激性氣味
          H2S :有很強(qiáng)的還原性,能和SO2反應(yīng)生成S單質(zhì)也能被大多數(shù)氧化劑氧化
          有臭雞蛋氣味,在空氣中能點(diǎn)燃
          下面是重點(diǎn)*答案氧氣氧化性強(qiáng),可做助燃劑,不易溶于水,密度比空氣略大,一般做航天事業(yè)的助燃物
          二氧化碳不能燃燒,有時(shí)可做助燃劑,微溶于水,密度大于空氣
          一氧化碳可以燃燒,有時(shí)可做還原劑,有毒
          氫氣熱值z(mì)ui大,燃燒產(chǎn)物是水,清潔無(wú)污染,有時(shí)也可做還原劑,一般做航天事業(yè)的燃料,易爆炸
          稀有氣體元素指氦、氖、氬、氪、氙、氡等6 種元素,又因?yàn)樗鼈冊(cè)谠刂芷诒砩衔挥趜ui右側(cè)的零族,因此亦稱零族元素。
          稀有氣體的單質(zhì)在常溫下為氣體,且除氬氣外,其余幾種在大氣中含量很少(尤其是氦),故得名“稀有氣體”,歷*稀有氣體曾被稱為“惰性氣體”,這是因?yàn)樗鼈兊脑觶ui外層電子構(gòu)型除氦為1s2(上標(biāo))外,其余均為8電子構(gòu)型(ns2np6,均為上標(biāo)),而這兩種構(gòu)型均為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。因此,稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)很不活潑,所以過(guò)去人們?cè)J(rèn)為他們與其他元素之間不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),稱之為“惰性氣體”。然而正是這種的概念束縛了人們的思想,阻礙了對(duì)稀有氣體化合物的研究。1962年,在加拿大工作的26歲的英國(guó)青年化學(xué)家N.Bartlett合成了*個(gè)稀有氣體化合物Xe[PtF6](6為下標(biāo)),引起了化學(xué)界的很大興趣和重視。許多化學(xué)家競(jìng)相開(kāi)展這方面的工作,先后陸續(xù)合成了多種“稀有氣體化合物”,促進(jìn)了稀有氣體化學(xué)的發(fā)展。而“惰性氣體”一名也不再符合事實(shí),故改稱稀有氣體。
          稀有氣體的物理和化學(xué)性質(zhì)
          空氣中約含1%(體積百分)稀有氣體,其中絕大部分是氬。稀有氣體都是無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味的,微溶于水,溶解度隨分子量的增加而增大。稀有氣體的分子都是由單原子組成的,它們的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很低,隨著原子量的增加,熔點(diǎn)和沸點(diǎn)增大。它們?cè)诘蜏貢r(shí)都可以液化。稀有氣體原子的zui外層電子結(jié)構(gòu)為ns2np6(氦為 1s2),是zui穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),因此,在通常條件下不與其他元素作用,長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是化學(xué)性質(zhì)極不活潑,不能形成化合物的惰性元素。直到1962年,英國(guó)化學(xué)家N.巴利特才利用強(qiáng)氧化劑PtF6與氙作用,制得了*種惰性氣體的化合物Xe[PtF6],以后又陸續(xù)合成了其他惰性氣體化合物,并將它的名稱改為稀有氣體。
          空氣是制取稀有氣體的主要原料,通過(guò)液態(tài)空氣分級(jí)蒸餾,可得稀有氣體混合物,再用活性炭低溫選擇吸附法,就可以將稀有氣體分離開(kāi)來(lái)。 
          氦氣是除了氫氣以外zui輕的氣體,可以代替氫氣裝在飛船里,不會(huì)著火和發(fā)生爆炸。
            液態(tài)氦的沸點(diǎn)為-269℃,利用液態(tài)氦可獲得接近零度(-273.15℃)的超低溫。氦氣還用來(lái)代替氮?dú)庾魅嗽炜諝?,供探海潛水員呼吸,因?yàn)樵趬簭?qiáng)較大的深海里,用普通空氣呼吸,會(huì)有較多的氮?dú)馊芙庠谘豪?。?dāng)潛水員從深海處上升,體內(nèi)逐漸恢復(fù)常壓時(shí),溶解在血液里的氮?dú)庖懦鰜?lái)形成氣泡, 對(duì)微血管起阻塞作用,引起“氣塞癥”。氦氣在血液里的溶解度比氮?dú)庑〉枚啵煤じ醯幕旌蠚怏w(人造空氣)代替普通空氣,就不會(huì)發(fā)生上述現(xiàn)象。
            氬氣經(jīng)高能的宇宙射線照射后會(huì)發(fā)生電離。利用這個(gè)原理,可以在人造地球衛(wèi)星里設(shè)置充有氬氣的計(jì)數(shù)器。當(dāng)人造衛(wèi)星在宇宙空間飛行時(shí),氬氣受到宇宙射線的照射。照射得越厲害,氬氣發(fā)生電離也越強(qiáng)烈。衛(wèi)星上的無(wú)線電機(jī)把這些電離信號(hào)自動(dòng)地送回地球,人們就可根據(jù)信號(hào)的大小來(lái)判定空間宇宙輻射帶的位置和 強(qiáng)度。
            氪能吸收X射線,可用作X射線工作時(shí)的遮光材料。
            氙燈還具有高度的紫外光輻射,可用于醫(yī)療技術(shù)方面。氙能溶于細(xì)胞質(zhì)的油脂里,引起細(xì)胞的麻醉和膨脹,從而使神經(jīng)末梢作用暫時(shí)停止。人們?cè)囉?0%氙和20%氧組成的混合氣體,作為*的麻醉劑。在原子能工業(yè)上,氙可以用來(lái)檢驗(yàn)高速粒子、粒子、介子等的存在。

          氡是自然界*的天然放射性氣體,氡在作用于人體的同時(shí)會(huì)很快衰變成人體能吸收的氡子體,進(jìn)入人體的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷,誘發(fā)肺癌。體外輻射主要是指天然石材中的輻射體直接照射人體后產(chǎn)生一種生物效果,會(huì)對(duì)人體內(nèi)的造血器官、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和消化系統(tǒng)造成損傷。
          然而,氡也有著它的用途,將鈹粉和氡密封在管子內(nèi),氡衰變時(shí)放出的α粒子與鈹原子核進(jìn)行核反應(yīng),產(chǎn)生的中子可用作實(shí)驗(yàn)室的中子源。氡還可用作氣體示蹤劑,用于檢測(cè)管道泄漏和研究氣體運(yùn)動(dòng)。
          作為麻醉劑,氙氣在醫(yī)學(xué)上很受重視。氙能溶于細(xì)胞質(zhì)的油脂里,引起細(xì)胞的麻醉和膨脹,從而使神經(jīng)末梢作用暫時(shí)停止。人們?cè)囉?0%氙氣和20%氧氣組成的混合氣體,作為*的麻醉劑。
            氦氣是除了氫氣以外zui輕的氣體,可以代替氫氣裝在飛船里,不會(huì)著火和發(fā)生爆炸。
            液態(tài)氦的沸點(diǎn)為-269℃,利用液態(tài)氦可獲得接近零度(-273.15℃)的超低溫。氦氣還用來(lái)代替氮?dú)庾魅嗽炜諝?,供探海潛水員呼吸,因?yàn)樵趬簭?qiáng)較大的深海里,用普通空氣呼吸,會(huì)有較多的氮?dú)馊芙庠谘豪?。?dāng)潛水員從深海處上升,體內(nèi)逐漸恢復(fù)常壓時(shí),溶解在血液里的氮?dú)庖懦鰜?lái)形成氣泡,對(duì)微血管起阻塞作用,引起“氣塞癥”。氦氣在血液里的溶解度比氮?dú)庑〉枚?,用氦跟氧的混合氣體(人造空氣)代替普通空氣,就不會(huì)發(fā)生上述現(xiàn)象。
            隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,稀有氣體越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、科學(xué)技術(shù)以至日常生活里。
            利用稀有氣體極不活動(dòng)的化學(xué)性質(zhì),有的生產(chǎn)部門(mén)常用它們來(lái)作保護(hù)氣。例如,在焊接精密零件或鎂、鋁等活潑金屬,以及制造半導(dǎo)體晶體管的過(guò)程中,常用氬作保護(hù)氣。原子能反應(yīng)堆的核燃料钚,在空氣里也會(huì)迅速氧化,也需要在氬氣保護(hù)下進(jìn)行機(jī)械加工。電燈泡里充氬氣可以減少鎢絲的氣化和防止鎢絲氧化,以延長(zhǎng)燈泡的使用壽命。
            稀有氣體通電時(shí)會(huì)發(fā)光。世界上*盞霓虹燈是填充氖氣制成的(霓虹燈的英文原意是“氖燈”)。氖燈射出的紅光,在空氣里透射力很強(qiáng),可以穿過(guò)濃霧。因此,氖燈常用在機(jī)場(chǎng)、港口、水陸交通線的燈標(biāo)上。燈管里充入氬氣或氦氣,通電時(shí)分別發(fā)出淺藍(lán)色或淡紅色光。有的燈管里充入了氖、氬、氦、水銀蒸氣等四種氣體(也有三種或兩種的)的混合物。由于各種氣體的相對(duì)含量不伺,便制得五光十色的各種霓虹燈。人們常用的熒光燈,是在燈管里充入少量水銀和氬氣,并在內(nèi)壁涂熒光物質(zhì)(如鹵磷酸鈣)而制成的。通電時(shí),管內(nèi)因水銀蒸氣放電而產(chǎn)生紫外線,激發(fā)熒光物質(zhì),使它發(fā)出近似日光的可見(jiàn)光,所以又叫做日光燈。
            氦是除氫以外zui輕的氣體,可以代替氫氣裝在飛船或氣球里,不會(huì)著火和發(fā)生爆炸。
            氦氣還用來(lái)代替氮?dú)庾魅嗽炜諝?,供探海潛水員呼吸。探海潛水員不能用普通的空氣呼吸,因?yàn)閴簭?qiáng)加大,氣體的溶解度也加大,所以在壓強(qiáng)較大的深海里用普通空氣呼吸,會(huì)有較多的氮?dú)馊芙庠谘豪铩.?dāng)潛水員上升體內(nèi)逐漸恢復(fù)常壓的時(shí)候,溶解在血液里的氮?dú)庖懦鰜?lái),形成氣泡,對(duì)微血管起阻塞作用,引起“氣塞癥”。氦在血液里的溶解度比氮小得多,用氦跟氧的混合氣體(人造空氣)代替普通的空氣,就不會(huì)發(fā)生以上的現(xiàn)象。
            利用液態(tài)氦可獲得接近零度(-273.15℃)的低溫。
            氬氣經(jīng)高能的宇宙射線照射后會(huì)發(fā)生電離。利用這個(gè)原理,可以在人造地球衛(wèi)星里設(shè)置充有氬氣的計(jì)數(shù)器。當(dāng)人造衛(wèi)星在宇宙空間飛行時(shí),氬氣受到宇宙射線的照射。照射得越厲害,氬氣發(fā)生電離也越強(qiáng)烈。衛(wèi)星上的無(wú)線電機(jī)把這些電離信號(hào)自動(dòng)地送回地球,人們就可根據(jù)信號(hào)的大小來(lái)判定空間宇宙輻射帶的位置和強(qiáng)度。
            氪能吸收X射線,可用作X射線工作時(shí)的遮光材料。
            氙燈還具有高度的紫外光輻射,可用于醫(yī)療技術(shù)方面。氙能溶于細(xì)胞質(zhì)的油脂里,引起細(xì)胞的麻醉和膨脹,從而使神經(jīng)末梢作用暫時(shí)停止。人們?cè)囉?0%氙和20%氧組成的混合氣體,作為*的麻醉劑。
            在原子能工業(yè)上,氙可以用來(lái)檢驗(yàn)高速粒子、粒子、介子等的存在

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