氫氣的可燃性

氫氣是一種極易燃的氣體，在空氣中的體積分?jǐn)?shù)為4%至75%時都能燃燒。氫氣燃燒的焓變?yōu)?minus;286 kJ/mol：

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l); ΔH = -572 kJ/mol

氫氣占4%至74%的濃度時與空氣混合，或占5%至95%的濃度時與氯氣混合時是極易爆炸的氣體，在熱、日光或火花的刺激下易引爆。氫氣的著火點為500 °C。純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時放出紫外線。

因為氫氣比空氣輕，所以氫氣的火焰傾向于快速上升，故其造成的危害小于碳氫化合物燃燒的危害。氫氣與所有的氧化性元素單質(zhì)反應(yīng)。氫氣在常溫下可自發(fā)的和氯氣(需要光照)反應(yīng) ，氫氣和氟氣在冷暗處混合就可爆炸，生成具有潛在危險性的酸氯化氫或氟化氫。

在帶尖嘴的導(dǎo)管口點燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色。然后在火焰上方罩一個冷而干燥的燒杯，過一會兒，我們可以看到，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍色的火焰(氫氣在玻璃導(dǎo)管口燃燒時，火焰常略帶黃色)。用燒杯罩在火焰的上方時，燒杯壁上有水珠生成，接觸燒杯的手能感到發(fā)燙。

氫氣在空氣里燃燒，實際上是氫氣跟空氣里的氧氣發(fā)生了化合反應(yīng)，生成了水并放出大量的熱。這個反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

2H2+O2=點燃=2H2O

取一個一端開口，另一端鉆有小孔的紙筒(或塑料筒等)，用紙團堵住小孔，用向下排空氣法收集氫氣，使紙筒內(nèi)充滿氫氣。把氫氣發(fā)生裝置移開，拿掉堵小孔的紙團，用燃著的木條在小孔處點火，注意有什么現(xiàn)象發(fā)生。(做這個實驗時，人要離得遠些，注意安全。)

我們可以看到，剛點燃時，氫氣在小孔處安靜地燃燒，過一小會兒，突然聽到“砰”的一聲響，爆炸的氣浪把紙筒高高炸起。

實驗測定，空氣里如果混入氫氣的體積達到總體積的4%～74.2%，點燃時就會發(fā)生爆炸。這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。實際上，任何可燃氣體或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合，遇火時都有可能發(fā)生爆炸。因此，當(dāng)可燃性氣體(如氫氣、液化石油氣、煤氣等)發(fā)生泄漏時，應(yīng)杜絕一切火源、火星，禁止產(chǎn)生電火花，以防發(fā)生爆炸。

正是由于這個原因，我們在使用氫氣時，要特別注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣的純度。

用排水法收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，移開拇指點火，如果聽到尖銳的爆鳴聲，就表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗，直到響聲很小，只有“撲”的一聲才表明氫氣已純凈。如果用向下排空氣法收集氫氣，經(jīng)檢驗不純而需要再檢驗時，應(yīng)該用拇指堵住試管口一會兒，然后再收集氫氣檢驗純度，否則會發(fā)生爆炸的危險。因為剛檢驗過純度的試管內(nèi)，氫氣火焰可能還沒有熄滅，如果立刻就用這個試管去收集氫氣，氫氣火焰可能會點燃氫氣發(fā)生器里尚混有空氣的氫氣，使氫氣發(fā)生器發(fā)生爆炸。用拇指堵住試管口一會兒，就使試管內(nèi)未熄滅的氫氣火焰因缺氧氣而熄滅。

另外氫氣在氧氣過量和低溫有催化劑的條件下點燃可生成過氧化氫(H2O2)(氧元素的化合價為-1)

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