1、各种气体的物理性质化学性质1、二氧化硫(化学式:SO2)是最常见的硫氧化物。无色气体,有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。把 SO2 进一步氧化,通常在催化剂如二氧化氮的存在下,便会生成硫酸酸雨的成分之一。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一2、硫化氢(H2S) 物理性质: 无色气体,有臭鸡蛋味,能溶于水(2.6 体积) ,比空气重,有毒。 化学性质:1)受热易分解:H2S=H2+S 2)可燃烧:3、Cl2,氯气。通常呈黄绿色,有毒,有刺激性气味,密度比空气大
2、,可用向上排空气法收集。液态时为金黄色 Cl2 可以使物质褪色,原理是氯气和水反应生成的次氯酸有强氧化性,会把有色的有机物氧化成无色物质,使之褪色。几乎所有的金属(包括 Au、Pt )都可以直接和 Cl2 化合。Cl2 氧化性很强,高锰酸钾溶液可以把浓盐酸氧化为 Cl2。CL2 检验:湿润淀粉碘化钾试纸,由白色变蓝色。4、氨: ammonia化学式:NH3电子式:如右图三维模型一、结构:氨分子为三角锥型分子,是极性分子。N 原子以 sp3 杂化轨道成键。二、物理性质:氨气通常情况下是有刺激性气味的无色气体,极易溶于水,易液化,液氨可作致冷剂。三、主要化学性质:1、 NH3 遇 Cl2、HCl
3、气体或浓盐酸有白烟产生。2、氨水可腐蚀许多金属,一般若用铁桶装氨水,铁桶应内涂沥青。3、氨的催化氧化是放热反应,产物是 NO,是工业制 HNO3 的重要反应,NH3 也可以被氧化成 N2。4、 NH3 是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。四、主要用途:NH3 用于制氮肥(尿素、碳铵等) 、HNO3、铵盐、纯碱,还用于制合成纤维、塑料、染料等。五、制法:1.合成氨的工艺流程(1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。(2)净化 对粗原
4、料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。5、一氧化碳变换过程在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有 CO,其体积分数一般为 12%40%。合成氨需要的两种组分是 H2 和 N2,因此需要除去合成气中的 CO。变换反应如下:CO+H2OH2+CO2 H =-41.2kJ/mol由于 CO 变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余 CO 含量。第一步是高温变换,使大部分 CO 转变为 CO2 和 H2;第二步是低温变换,将CO 含量降至 0.3%左右。因此,CO 变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为
5、后续脱碳过程创造条件。Cl2 :有毒,溶于水有漂白性有氧化性比空气重,是黄绿色气体HCl :是一种强酸,其酸性比硫酸强,但因其有挥发性,所以只能用硫酸置盐酸,不能用盐酸置硫酸有挥发性,有刺激性气味SO2:有漂白性,是可逆漂白;溶于水有还原性,亚硫酸及其盐都有比 SO2 强的还原性SO2 还有氧化性有刺激性气味H2S :有很强的还原性, 能和 SO2 反应生成 S 单质也能被大多数氧化剂氧化有臭鸡蛋气味,在空气中能点燃下面是重点最佳答案氧气氧化性强,可做助燃剂, 不易溶于水,密度比空气略大, 一般做航天事业的助燃物二氧化碳不能燃烧,有时可做助燃剂, 微溶于水,密度大于空气一氧化碳可以燃烧,有时可
6、做还原剂, 有毒6、氢气热值最大,燃烧产物是水,清洁无污染, 有时也可做还原剂,一般做航天事业的燃料, 易爆炸稀有气体元素指氦、氖、氩、氪、氙、氡等 6 种元素,又因为它们在元素周期表上位于最右侧的零族,因此亦称零族元素。稀有气体的单质在常温下为气体,且除氩气外,其余几种在大气中含量很少(尤其是氦) ,故得名“稀有气体” ,历史上稀有气体曾被称为“惰性气体” ,这是因为它们的原子最外层电子构型除氦为 1s2(上标)外,其余均为 8 电子构型(ns2np6,均为上标) ,而这两种构型均为稳定的结构。因此,稀有气体的化学性质很不活泼,所以过去人们曾认为他们与其他元素之间不会发生化学反应,称之为“惰
7、性气体” 。然而正是这种绝对的概念束缚了人们的思想,阻碍了对稀有气体化合物的研究。1962 年,在加拿大工作的 26 岁的英国青年化学家 N.Bartlett 合成了第一个稀有气体化合物 XePtF6(6为下标) ,引起了化学界的很大兴趣和重视。许多化学家竞相开展这方面的工作,先后陆续合成了多种“稀有气体化合物” ,促进了稀有气体化学的发展。而“惰性气体”一名也不再符合事实,故改称稀有气体。稀有气体的物理和化学性质空气中约含 1(体积百分)稀有气体,其中绝大部分是氩。稀有气体都是无色、无臭、无味的,微溶于水,溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体的分子都是由单原子组成的,它们的熔点和沸点都很低,
8、随着原子量的增加,熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。稀有气体原子的最外层电子结构为 ns2np6(氦为 1s2) ,是最稳定的结构,因此,在通常条件下不与其他元素作用,长期以来被认为是化学性质极不活泼,不能形成化合物的惰性元素。直到 1962 年,英国化学家 N.巴利特才利用强氧化剂 PtF6 与氙作用,制得了第一种惰性气体的化合物 XePtF6,以后又陆续合成了其他惰性气体化合物,并将它的名称改为稀有气体。空气是制取稀有气体的主要原料,通过液态空气分级蒸馏,可得稀有气体混合物,再用活性炭低温选择吸附法,就可以将稀有气体分离开来。氦气是除了氢气以外最轻的气体,可以代替氢气装在飞船里,不会
9、着火和发生爆炸。液态氦的沸点为-269,利用液态氦可获得接近绝对零度(-273.15)的超低温。氦气还用来代替氮气作人造空气,供探海潜水员呼吸,因为在压强较大的深海里,用普通空气呼吸,会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员从深海处上升,体内逐渐恢复常压时,溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡,对微血管起阻塞作用,引起“气塞症” 。氦气在血液里的溶解度比氮气小得多,用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通空气,就不会发生上述现象。氩气经高能的宇宙射线照射后会发生电离。利用这个原理,可以在人造地球卫星里设置充有氩气的计数器。当人造卫星在宇宙空间飞行时,氩气受到宇宙射线的照射。照射得越厉害,氩气发生电离也
10、越强烈。卫星上的无线电机把这些电离信号自动地送回地球,人们就可根据信号的大小来判定空间宇宙辐射带的位置和强度。氪能吸收 X 射线,可用作 X 射线工作时的遮光材料。氙灯还具有高度的紫外光辐射,可用于医疗技术方面。氙能溶于细胞质的油脂里,引起细胞的麻醉和膨胀,从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用 80%氙和 20%氧组成的混合气体,作为无副作用的麻醉剂。在原子能工业上,氙可以用来检验高速粒子、粒子、介子等的存在。氡是自然界唯一的天然放射性气体,氡在作用于人体的同时会很快衰变成人体能吸收的氡子体,进入人体的呼吸系统造成辐射损伤,诱发肺癌。体外辐射主要是指天然石材中的辐射体直接照射人体后产生一种生
11、物效果,会对人体内的造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。然而,氡也有着它的用途,将铍粉和氡密封在管子内,氡衰变时放出的 粒子与铍原子核进行核反应,产生的中子可用作实验室的中子源。氡还可用作气体示踪剂,用于检测管道泄漏和研究气体运动。作为麻醉剂,氙气在医学上很受重视。氙能溶于细胞质的油脂里,引起细胞的麻醉和膨胀,从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用 80%氙气和 20%氧气组成的混合气体,作为无副作用的麻醉剂。氦气是除了氢气以外最轻的气体,可以代替氢气装在飞船里,不会着火和发生爆炸。液态氦的沸点为-269,利用液态氦可获得接近绝对零度(-273.15)的超低温。氦气还用来代替氮气作
12、人造空气,供探海潜水员呼吸,因为在压强较大的深海里,用普通空气呼吸,会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员从深海处上升,体内逐渐恢复常压时,溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡,对微血管起阻塞作用,引起“气塞症” 。氦气在血液里的溶解度比氮气小得多,用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通空气,就不会发生上述现象。随着工业生产和科学技术的发展,稀有气体越来越广泛地应用在工业、医学、尖端科学技术以至日常生活里。利用稀有气体极不活动的化学性质,有的生产部门常用它们来作保护气。例如,在焊接精密零件或镁、铝等活泼金属,以及制造半导体晶体管的过程中,常用氩作保护气。原子能反应堆的核燃料钚,在空气里也会迅速氧化
13、,也需要在氩气保护下进行机械加工。电灯泡里充氩气可以减少钨丝的气化和防止钨丝氧化,以延长灯泡的使用寿命。稀有气体通电时会发光。世界上第一盏霓虹灯是填充氖气制成的(霓虹灯的英文原意是“氖灯” ) 。氖灯射出的红光,在空气里透射力很强,可以穿过浓雾。因此,氖灯常用在机场、港口、水陆交通线的灯标上。灯管里充入氩气或氦气,通电时分别发出浅蓝色或淡红色光。有的灯管里充入了氖、氩、氦、水银蒸气等四种气体(也有三种或两种的)的混合物。由于各种气体的相对含量不伺,便制得五光十色的各种霓虹灯。人们常用的荧光灯,是在灯管里充入少量水银和氩气,并在内壁涂荧光物质(如卤磷酸钙)而制成的。通电时,管内因水银蒸气放电而产
14、生紫外线,激发荧光物质,使它发出近似日光的可见光,所以又叫做日光灯。氦是除氢以外最轻的气体,可以代替氢气装在飞船或气球里,不会着火和发生爆炸。氦气还用来代替氮气作人造空气,供探海潜水员呼吸。探海潜水员不能用普通的空气呼吸,因为压强加大,气体的溶解度也加大,所以在压强较大的深海里用普通空气呼吸,会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员上升体内逐渐恢复常压的时候,溶解在血液里的氮气要放出来,形成气泡,对微血管起阻塞作用,引起“气塞症” 。氦在血液里的溶解度比氮小得多,用氦跟氧的混合气体(人造空气)代替普通的空气,就不会发生以上的现象。利用液态氦可获得接近绝对零度(-273.15)的低温。氩气经高能的宇宙射线照射后会发生电离。利用这个原理,可以在人造地球卫星里设置充有氩气的计数器。当人造卫星在宇宙空间飞行时,氩气受到宇宙射线的照射。照射得越厉害,氩气发生电离也越强烈。卫星上的无线电机把这些电离信号自动地送回地球,人们就可根据信号的大小来判定空间宇宙辐射带的位置和强度。氪能吸收 X 射线,可用作 X 射线工作时的遮光材料。氙灯还具有高度的紫外光辐射,可用于医疗技术方面。氙能溶于细胞质的油脂里,引起细胞的麻醉和膨胀,从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用 80%氙和 20%氧组成的混合气体,作为无副作用的麻醉剂。在原子能工业上,氙可以用来检验高速粒子、粒子、介子等的存在