Раздел: Неорганическая химия

Водород

Статья

Не изучено

Водород — газ без цвета, вкуса и запаха. В целом, довольно инертное вещество, поэтому многие реакции идут при нагревании.

Есть 2 известных изотопа. При добавлении одного лишнего нейтрона образуется дейтерий ²H,а при добавлении двух лишних нейтронов – тритий ³H.

Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 90+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) 💜

Химические свойства

Взаимодействие с металлами

Только с активными металлами и при нагревании. В неорганике активными металлами обычно принято считать щелочные (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) и щелочно-земельные (Ca, Sr, Ba, Ra). Но четкой границы между активными металлами и металлами средней активности нет:

Li + H₂ → LiH

При этом получившиеся гидриды легко разлагаются водой:

LiH + H₂O → LiOH + H₂

Взаимодействие с неметаллами

C галогенами H₂ + Hal₂ → HHal:

с фтором реакция идет самопроизвольно

с хлором при облучении ультрафиолетом

с бромом и йодом при нагревании

С кислородом при нагревании:

H₂ + O₂ → H₂O

С серой при нагревании:

H₂ + S → H₂S

С азотом при нагревании, повышенном давлении и в присутствии катализатора:

N₂ + H₂ ⇄ NH₃

С фосфором НЕ взаимодействует:

Несмотря на то, что существует соединение PH₃, оно образуется иначе.

С углеродом при нагревании:

С + H₂ → СH₄

С кремнием НЕ взаимодействует:

Несмотря на то, что существует соединение SiH₄, оно образуется иначе.

Взаимодействие со сложными веществами

С кислотами НЕ взаимодействует.

С гидроксидами НЕ взаимодействует.

С оксидами:

CuO + H₂ → Cu + H₂O так идет реакция с оксидами средних и неактивных металлов

CO + H₂ → CH₃OH

NO + H₂ → N₂ + H₂O

N₂O + H₂ → N₂ + H₂O

С солями как правило не реагирует. В ЕГЭ было замечено только восстановление сульфатов:

BaSO₄ + H₂ → BaS + H₂O (при нагревании)

Эти промышленные реакции встречались только в задании на равновесие. Можно их выучить после того как выучил все остальное:

CO + H₂ ⇄ CH₄ + H₂O

CO₂ + H₂ ⇄ CO + H₂O

Некоторые способы получения

Промышленные методы

Электролиз водных растворов солей активных металлов, щелочей или кислот:

KCl + H₂O → H₂ + Cl₂ + KOH

Пропускание паров воды над раскаленным коксом при нагревании:

H₂O + C ⇄ H₂ + CO

Получение синтез-газа из природного газа:

CH₄ + H₂O ⇄ CO + H₂ при нагревании

Каталитическое окисление метана:

CH₄ + O₂ ⇄ CO + H₂

Лабораторные методы

Кислота неокислитель + металл левее водорода в ряду активности металлов. К кислотам неокислителям относятся все, кроме HNO₃ и концентрированной H₂SO₄:

Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂

Электролиз водных растворов солей активных металлов, щелочей или кислот:

KCl + H₂O → H₂ + Cl₂ + KOH

Взаимодействие алюминия, цинка или бериллия со щелочью:

Al + KOH + H₂O → K[Al(OH)₄] + H₂

Zn + KOH + H₂O → K₂[Zn(OH)₄] + H₂

Be + KOH + H₂O → K₂[Be(OH)₄] + H₂

Гидролиз гидридов:

LiH + H₂O → LiOH + H₂

Взаимодействие кальция с водой:

Ca + H₂O → Ca(OH)₂ + H₂