氢气、水和双氧水氢气、水和双氧水

元素及其化合物总复习之一元素及其化合物总复习之一

目的目的

掌握氢的原子结构和氢的三种同位素。掌握氢的原子结构和氢的三种同位素。 掌握氢气分子结构特点和氢气的性质，掌握氢气分子结构特点和氢气的性质，实验室和工业制法及用途。实验室和工业制法及用途。

掌握水分子的结构，重要的化学性质，掌握水分子的结构，重要的化学性质，了解水是一种重要的资源，水的污染和了解水是一种重要的资源，水的污染和防止水污染的方法。防止水污染的方法。

了解过氧化氢的分子结构和重要化学性了解过氧化氢的分子结构和重要化学性质（不稳定性、氧化性、还原性）质（不稳定性、氧化性、还原性）

一、氢一、氢

【【讨论讨论】】什么是同位素？氢元素有几种什么是同位素？氢元素有几种同位素？分别是什么？如何表示？氢原同位素？分别是什么？如何表示？氢原子结构如何？决定同位素的主要参数是子结构如何？决定同位素的主要参数是什么？什么？

具有相同质子数和不同中子数的同种元具有相同质子数和不同中子数的同种元素的几种原子互称为同位素。素的几种原子互称为同位素。

三种；三种； HH 、、 DD 、、 TT ；最外层一个电子。；最外层一个电子。 中子数和质子数共同决定。中子数和质子数共同决定。

一、氢的三种同位素一、氢的三种同位素

【【讨论讨论】】如何理解“同一元素的各种同如何理解“同一元素的各种同位素的原子核不同位素的原子核不同 ,, 但电子数和化学性但电子数和化学性质相同质相同 ,, 同一元素的各种同位素按固定同一元素的各种同位素按固定比例均匀的混合在一起存在于自然界中比例均匀的混合在一起存在于自然界中（包括单质和化合物中）”？（包括单质和化合物中）”？

原子核外电子排步相同，化学性质相同原子核外电子排步相同，化学性质相同 无论是单质还是化合物，核素的丰度相无论是单质还是化合物，核素的丰度相同。同。

一、氢气一、氢气

氢气分子的结构氢气分子的结构 氢气的物理性质氢气的物理性质【【讨论讨论】】物理性质包括哪些方面？氢气主物理性质包括哪些方面？氢气主要的物理性质有哪些？要的物理性质有哪些？物理性质主要有颜色、状态、气味、密物理性质主要有颜色、状态、气味、密度、溶解度、熔点、沸点、毒性、硬度度、溶解度、熔点、沸点、毒性、硬度等。等。

一、氢气一、氢气

氢气的化学性质氢气的化学性质(1)(1) 可燃性可燃性2H2H22+O+O22=2H=2H22O(O( 点燃点燃 )) ；淡蓝色火焰；淡蓝色火焰(2)(2) 还原性还原性(3)(3) 氧化性氧化性

一、氢气一、氢气

HH22

HH22SS

HH22OO

HXHX

NHNH33

SS

XX22

OO22

NN22 Cu+HCu+H22OO

W+HW+H22OO

Si+HClSi+HCl

WOWO33

CuOCuO

SiClSiCl44

CC66HH1212

CC66HH66

CC22HH55OHOH

CHCH33CHOCHO

CC22HH66CC22HH44

CC22HH22 CC22HH44

氢气的还原性氢气的还原性

MHMHnn

氢气的氧化性氢气的氧化性

NaNa 、、 KK 、、CaCa

一、氢气一、氢气

NN22+3H+3H22=2NH=2NH33(( 催化剂、加热、可逆催化剂、加热、可逆 ))

XX22+H+H22=2HX(=2HX(条件不同条件不同 ) ) S+HS+H22=H=H22S(S(加热、可逆加热、可逆 ))

OO22+2H+2H22=2H=2H22O(O(点燃或混合光照点燃或混合光照 ))

CuO+HCuO+H22=Cu+H=Cu+H22O(O(加热加热 ) ) WOWO33+3H+3H22=W+3H=W+3H22O(O(加热加热 ))

SiClSiCl44+2H+2H22= Si+4HCl(= Si+4HCl(高温高温 ))

CC66HH66+3H+3H22→→CC66HH1212（催化剂、加热）（催化剂、加热）CHCH33CHO+HCHO+H22→ → CC22HH55OH OH （催化剂）（催化剂）CC22HH22+H+H22→ → CC22HH4 4 （催化剂、加热）（催化剂、加热）CC22HH44+H+H22→ → CC22HH6 6 （催化剂、加热）（催化剂、加热）

一、氢气一、氢气

氢气的制取氢气的制取（（ 11 ）实验室制法）实验室制法电解水、比较活泼的金属和非氧化性酸电解水、比较活泼的金属和非氧化性酸反应。反应。Zn+2HCl=ZnClZn+2HCl=ZnCl22+H+H22↑↑

2H2H22O=2HO=2H22↑↑+O+O22↑↑(( 通电通电HH22SOSO44 、、 NaNa22SOSO44))

一、氢气一、氢气

（（ 22 ）工业制法）工业制法【【讨论讨论】】请归纳氢气的工业制法请归纳氢气的工业制法 C+HC+H22O=O= CO+HCO+H22O=O=

HH22O=O= NaCl+HNaCl+H22O=O=

3Fe+4H3Fe+4H22O=FeO=Fe33OO44+4H+4H22 NHNH33==

CHCH44==

一、氢气一、氢气

氢气的用途氢气的用途【【讨论讨论】】请归纳氢气的用途。请归纳氢气的用途。燃料电池、燃料、合成盐酸、合成氨、燃料电池、燃料、合成盐酸、合成氨、某些反应的保护气、冶炼金属、焊接切某些反应的保护气、冶炼金属、焊接切割金属、核聚变原料等。割金属、核聚变原料等。

二、水二、水

水分子的结构水分子的结构H-OH-O极性共价键极性共价键

极性分子极性分子2H2H22O=HO=H33OO+++OH+OH--

高温下比较稳定高温下比较稳定

O

H

H

¼ü½Ç 104.5¡£

二、水二、水

水的性质水的性质（（ 11 ）水的物理性质）水的物理性质【【讨论讨论】】什么是氢键？什么是氢键？

二、水二、水

（（ 22 ）水的化学性质）水的化学性质【【讨论讨论】】水具备哪些化学性质？水具备哪些化学性质？

二、水二、水

HH22OO

NaOH+HNaOH+H22

CO+HCO+H22

HF+OHF+O22

OO22+H+H22

活泼金属活泼金属NaNa

CC

FF22

电解电解

氧化氧化

性性

还原性还原性

在某些反应中作在某些反应中作引发剂、催化剂引发剂、催化剂HH22SOSO44

Ca(OH)Ca(OH)22

水化水化SOSO33

CaOCaO

HH33OO++

[Cu(H[Cu(H22O)O)44]]2+2+

水水合合 水水解解

Al(OH)Al(OH)33+H+H++

AlAl3+3+

HCOHCO33--+OH+OH--

COCO332-2-

无机盐无机盐

卤代卤代

烃烃 蛋白蛋白

质质 酯酯 糖糖类类

有机物水解有机物水解

碳化碳化

钙钙

HH++

CuCu22++

二、水二、水

①①氧化性氧化性 ::

2H2H22O+2Na=2NaOH+HO+2Na=2NaOH+H22↑(↑(K,Mg,Al,FeK,Mg,Al,Fe 等等 ))

金属和水反应的规律：金属和水反应的规律：K Ca NaK Ca Na Mg AlMg Al Zn Fe Sn PbZn Fe Sn Pb …… ……

冷水剧烈热水缓慢水蒸气高温 不反应 冷水剧烈热水缓慢水蒸气高温 不反应 氢氧化物和氢气 氧化物和氢气 氢氧化物和氢气 氧化物和氢气

二、水二、水

②②还原性还原性 :2F:2F22+2H+2H22O=4HF+OO=4HF+O22↑↑

③③氧化还原性（电解水）氧化还原性（电解水）④④非氧化还原性：非氧化还原性： XX22+H+H22O=HX+HXO(NaO=HX+HXO(Na22OO22等等 ))

⑤⑤催化剂引发剂催化剂引发剂 :Zn+I:Zn+I22=ZnI=ZnI22(( 水水 ))

⑥⑥水化水化 :SO:SO33+H+H22O=HO=H22SOSO44(CaC(CaC22,Mg,Mg33NN22,NH,NH33等等 ))

⑦⑦水合水合 :Cu:Cu2+2++4H+4H22O=[Cu(HO=[Cu(H22O)O)44]]2+2+

⑧⑧水解水解

三、过氧化氢三、过氧化氢

过氧化氢的结构过氧化氢的结构【【讨论讨论】】过氧化氢的结构如何？过氧化氢的结构如何？非平面型分子非平面型分子含非极性共价键和极性共价键的极性分子含非极性共价键和极性共价键的极性分子

O OH

H

三、过氧化氢三、过氧化氢

过氧化氢的性质过氧化氢的性质 【【讨论讨论】】回忆过氧化氢的物理性质回忆过氧化氢的物理性质（（ 11 ）物理性质）物理性质无色粘稠液体，具有腐蚀性，水溶液有无色粘稠液体，具有腐蚀性，水溶液有弱酸性；市售浓度弱酸性；市售浓度 30%30% ，医用浓度，医用浓度 3%3% 。。

三、过氧化氢三、过氧化氢

（（ 22 ）化学性质）化学性质【【讨论讨论】】过氧化氢有哪些化学性质？过氧化氢有哪些化学性质？①①不稳定性：见光、加热或者遇不稳定性：见光、加热或者遇 MnOMnO22易分解。易分解。2H2H22OO22=2H=2H22O+OO+O22↑(↑(重金属离子、酸、碱等均重金属离子、酸、碱等均可作为其分解的催化剂可作为其分解的催化剂 ))

②②还原性：还原性：2KMnO2KMnO44+5H+5H22OO22+3H+3H22SOSO44=K=K22SOSO44+2MnSO+2MnSO44+5O+5O22↑+↑+8H8H22OO

③③氧化性：氧化性： PbS+4HPbS+4H22OO22=PbSO=PbSO44+4H+4H22OO

三、过氧化氢三、过氧化氢

过氧化氢的用途过氧化氢的用途消毒杀菌剂、漂白剂（消毒杀菌剂、漂白剂（ 10%10% ）、氧化）、氧化剂、脱氯剂、火箭燃料、生产过氧化物、剂、脱氯剂、火箭燃料、生产过氧化物、产氧等。产氧等。