用電解水的方式生產(chǎn)氫氣經(jīng)濟(jì)嗎？大約要多少電才能分解出1KG氫氣。

【專家解說】：氫氣的工業(yè)制法有：①水煤氣法。在1000℃以上，使水蒸氣通過灼熱的煤，得氫氣和一氧化碳的混合氣，稱水煤氣。用三氧化二鐵做催化劑，水煤氣與水蒸氣作用，一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳后可用水吸收除去 。②烴-水蒸氣催化重整法。揮發(fā)性烴類與水蒸氣在700～1000℃ 通過鎳催化劑，生成氫氣和一氧化碳，再用①法除去后者。③電解水法。純度可達(dá)99.9％，但只適用于水力資源豐富地區(qū)。 樓上：熱分解是利用太陽能將水加熱，將水或水蒸汽加熱到攝氏溫度3000度以上，讓水中的氫和氧進(jìn)行分解，隨后再利用氫氣燃燒進(jìn)行發(fā)電。電解水是，利用太陽光和電解水相結(jié)合產(chǎn)生氫氣，進(jìn)行發(fā)電，是目前應(yīng)用較廣泛且比較成熟的方法，并且氫氣的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到約7585％左右，不過轉(zhuǎn)換的過程中耗電較大，從能量利用的觀點(diǎn)來看是較不劃算。 氫 釋義:氣體元素，也是宇宙中含量最豐富的元素，符號H。多用于化學(xué)工業(yè)。 【氫彈】用氫的同位素氘和氚制成的熱核武器，威力比原子彈大。 部首查詢:04氣部 氫 hydrogen 一種化學(xué)元素 。 化學(xué) 符號 H ，原子 序數(shù) 1 ，原 子量1.00794，屬周期系ⅠA族。又稱? 。1766 年由英國H.卡文迪什發(fā)現(xiàn)，稱為可燃空氣 。1787 年法國 A.-L. 拉瓦錫命名為Hydrogene ，含義是成水元素 。氫在地殼中的含量為1％，絕大部分以水和有機(jī)化合物的形式存在。在宇宙中，氫是蘊(yùn)藏量最豐富的元素，90％的原子都是氫。 氫有三種同位素，質(zhì)量數(shù)為1的稱? ，2的稱氘(又稱重氫），3的稱氚。在天然氫中 ，?的含量為99.985％，氘為0.0148％，氚為1×10-15％。氫是無色、無臭的氣體 ，氣體分子由兩個(gè)原子組成，熔點(diǎn)－259.14℃，沸點(diǎn)－252.8℃ ，在水中的溶解度21.4厘米3／千克水（0℃），在金屬鎳、鈀、鉑內(nèi)的溶解度很大 ，1 體積鈀能溶解幾百體積的氫氣 ，是良好的儲氫材料。在常溫下，氫的化學(xué)性質(zhì)不活潑。氫分子在2000℃以上分解為原子氫，它非?；顫姡词乖谑覝叵?，原子氫也能將許多金屬氧化物或氯化物還原為金屬。氫氣與許多非金屬元素或金屬元素只有在高溫下才能發(fā)生反應(yīng)，例如，氫氣與氧氣混合后，只有點(diǎn)燃時(shí)才會(huì)發(fā)生爆炸。氫與很多非金屬化合形成酸，故稱成酸元素。氫與非金屬元素化合，氧化態(tài)為＋1；與金屬元素化合形成金屬氫化物時(shí) ，氧化態(tài)為－1，例如氫化鈉(NaH)等。 氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法有：①電位序在氫以前的金屬（如鋅或鐵）與不具氧化性的酸(如鹽酸)作用，可制得氫氣。②金屬(如鋅、硅、鐵)與堿(氫氧化鈉)作用，可得氫氣。③電解水制得的氫氣最純。④氫化鈣與水發(fā)生反應(yīng)： CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2氫化鈣是固體，攜帶方便，與水作用，能很快產(chǎn)生氫氣，此法在野外作業(yè)中有較大的實(shí)用價(jià)值。 氫氣的工業(yè)制法有：①水煤氣法。在1000℃以上，使水蒸氣通過灼熱的煤，得氫氣和一氧化碳的混合氣，稱水煤氣。用三氧化二鐵做催化劑，水煤氣與水蒸氣作用，一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳后可用水吸收除去 。②烴-水蒸氣催化重整法。揮發(fā)性烴類與水蒸氣在700～1000℃ 通過鎳催化劑，生成氫氣和一氧化碳，再用①法除去后者。③電解水法。純度可達(dá)99.9％，但只適用于水力資源豐富地區(qū)。 氫氣最大的用途是生產(chǎn)氨和鹽酸。還用于不飽和植物油的催化加氫(用鉑做催化劑)以制備脂肪。氫與一氧化碳反應(yīng)，可得甲醇，可能成為新能源。氫氣能在高溫下還原金屬氧化物以制備純金屬(如鎢絲)。氫的用途中最有發(fā)展前景的是用作能源 ，每千克氫燃燒時(shí)放出的熱量約為汽油的3倍 ，氫能源的最大優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)造成大氣污染。 氫的特性 氫 - 氦 氫 鋰 Image:H-TableImage.png 元素周期表 總體特性 名稱, 符號, 序號 氫、H、1 系列 非金屬 族, 周期, 元素分區(qū) 1族, 1, s 密度、硬度 0.0899 kg/m3(273K)、NA 顏色和外表 無色 Image:H,1.jpg 大氣含量 10-4 % 地殼含量 0.88 % 原子屬性 原子量 1.00794 原子量單位 原子半徑 (計(jì)算值) 25（53）pm 共價(jià)半徑 37 pm 范德華半徑 120 pm 價(jià)電子排布 1s1 電子在每能級的排布 1 氧化價(jià)（氧化物） 1（兩性的） 晶體結(jié)構(gòu) 六角形 物理屬性 物質(zhì)狀態(tài) 氣態(tài) 熔點(diǎn) 14.025 K （-259.125 °C） 沸點(diǎn) 20.268 K （-252.882 °C） 摩爾體積 11.42×10-6m3/mol 汽化熱 0.44936 kJ/mol 熔化熱 0.05868 kJ/mol 蒸氣壓 209 帕（23K） 聲速 1270 m/s（293.15K） 其他性質(zhì) 電負(fù)性 2.2（鮑林標(biāo)度） 比熱 14304 J/(kg·K) 電導(dǎo)率 無數(shù)據(jù) 熱導(dǎo)率 0.1815 W/(m·K) 電離能 1312 kJ/mol 最穩(wěn)定的同位素 同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量 MeV 衰變產(chǎn)物 1H 99.985 % 穩(wěn)定 2H 0.015 % 穩(wěn)定 3H 10-15 % / 人造 12.32年 β衰變 0.019 3He 4H 人造 9.93696×10-23秒 中子釋放 2.910 3H 5H 人造 8.01930×10-23秒 中子釋放 ? 4H 6H 人造 3.26500×10-22秒 三粒中子 釋放 ? 3H 7H 人造 無數(shù)據(jù) 中子釋放? ? 6H? 核磁公振特性 1H 2H 3H 核自旋 1/2 1 1/2 靈敏度 1 0.00965 1.21 在沒有特別注明的情況下使用的是 國際標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)單位單位和標(biāo)準(zhǔn)氣溫和氣壓 氫是一種化學(xué)元素，化學(xué)符號為H，原子序數(shù)是1，在元素周期表中位于第一位。它的原子是所有原子中最細(xì)小的。氫通常的單質(zhì)形態(tài)是氫氣。它是無色無味無臭，極易燃燒的雙原子的氣體，氫氣是最輕的氣體。它是宇宙中含量最高的物質(zhì)。氫原子存在於水, 所有有機(jī)化合物和活生物中。導(dǎo)熱能力特別強(qiáng)，跟氧化合成水。在0攝氏度和一個(gè)大氣壓下，每升氫氣只有0.09克重——僅相當(dāng)于同體積空氣重量的14.5分之一。 在常溫下，氫比較不活潑，但可用催化劑活化。在高溫下氫非?；顫姟３∮袣怏w元素外，幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。 目錄 [隱藏] 1 發(fā)現(xiàn) 2 名稱由來 3 分布 4 制備 5 純化 6 同位素 7 用途 8 參見 [編輯]發(fā)現(xiàn) 16世紀(jì)末期，瑞士化學(xué)家巴拉采爾斯把鐵放在硫酸中，鐵片頓時(shí)和硫酸發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)，放出許多氣泡——?dú)錃狻５钡?766年，氫才被英國科學(xué)家卡文迪許(Henry Cavendish)確定為化學(xué)元素，當(dāng)時(shí)稱為可燃空氣，并證明它在空氣中燃燒生成水。(一說：1783年)1787年法國化學(xué)家拉瓦錫 (Antoine Lavoisier)證明氫是一種單質(zhì)并給它命名。 [編輯]名稱由來 希臘語 hudôr(水) gennen (造成)，意即“產(chǎn)生水”的物質(zhì)。 中文原稱“氫氣”為“輕氣”，“氫”屬爾后新造之形聲字。 日語循希臘語原義，稱為「水素」， [編輯]分布 在地球上和地球大氣中只存在極稀少的游離狀態(tài)氫。在地殼里，如果按重量計(jì)算，氫只占總重量的1%，而如果按原子百分?jǐn)?shù)計(jì)算，則占17%。氫在自然界中分布很廣，水便是氫的“倉庫”——水中含11%的氫；泥土中約有1.5%的氫；石油、天然氣、動(dòng)植物體也含氫。在空氣中，氫氣倒不多，約占總體積的一千萬分之五。在整個(gè)宇宙中，按原子百分?jǐn)?shù)來說，氫卻是最多的元素。據(jù)研究，在太陽的大氣中，按原子百分?jǐn)?shù)計(jì)算，氫占81.75%。在宇宙空間中，氫原子的數(shù)目比其他所有元素原子的總和約大100倍。 [編輯]制備 工業(yè)法有電解法、烴裂解法、烴蒸氣轉(zhuǎn)化法、煉廠氣提取法。 [編輯]純化 隨著半導(dǎo)體工業(yè)、精細(xì)化工和光電纖維工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了對高純氫的需求。例如，半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝需要使用99.999%以上的高純氫。但是目前工業(yè)上各種制氫方法所得到的氫氣純度不高，為滿足工業(yè)上對各種高純氫的需求，必須對氫氣進(jìn)行進(jìn)一步的純化。氫氣的純化方法大致可分為兩類（物理法和化學(xué)法），六種方法。 氫氣的純化方法： 方法 基本原理 適用原料氣 制得的氫氣純度（%） 適用規(guī)格 高壓催化法 氫與氧發(fā)生催化反應(yīng)而除去氧 含氧的氫氣，主要為電解法制得的氫氣 99.999 小 金屬氫化物分離法 先使氫與金屬形成金屬氫化物后，加熱或減壓使其分解 氫含量較低的氣體 >99.9999 中小 高壓吸附法 吸附劑選擇吸附雜質(zhì) 任何含氫氣體 99.999 大 低溫分離法 低溫下使氣體冷凝 任何含氫氣體 90~98 大 鈀合金薄膜擴(kuò)散法 鈀合金薄膜對氫有選擇滲透性，而其他氣體不能透過 氫含量較低的氣體 >99.9999 中小 聚合物薄膜擴(kuò)散法 氣體通過薄膜的擴(kuò)散速率不同 煉油廠廢氣 92~98 小 [編輯]同位素 在眾多元素中，只有氫的同素?fù)碛胁煌Q。 在自然界中存在的同位素有: 氕（piē）（1H）、氘（daō）（2H，D，重氫）、氚（chuān）（3H，T，超重氫） 以人工方法合成的同位素有: 4H、5H、6H、7H。 [編輯]用途 氫是重要工業(yè)原料，如生產(chǎn)合成氨和甲醇，也用來提煉石油，氫化有機(jī)物質(zhì)作為收縮氣體，用在氧氫焰熔接器和火箭燃料中。在高溫下用氫將金屬氧化物還原以制取金屬較之其他方法，產(chǎn)品的性質(zhì)更易控制，同時(shí)金屬的純度也高。廣泛用于鎢、鉬、鈷、鐵等金屬粉末和鍺、硅的生產(chǎn)。 由于氫氣很輕，人們利用它來制作氫氣球。氫氣與氧氣化合時(shí)，放出大量的熱，被利用來進(jìn)行切割金屬。 利用氫的同位素氘和氚的原子核聚變時(shí)產(chǎn)生的能量能生產(chǎn)殺傷和破壞性極強(qiáng)的氫彈，其威力比原子彈大得多。 現(xiàn)在，氫氣還作為一種可替代性的未來的清潔能源，用于汽車等的燃料。為此，美國于2002年還提出了“國家氫動(dòng)力計(jì)劃”。但是由于技術(shù)還不成熟，還沒有進(jìn)行大批的工業(yè)化應(yīng)用。2003年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，使用氫燃料會(huì)使大氣層中的氫增加約4～8倍。認(rèn)為可能會(huì)讓同溫層的上端更冷、云層更多，還會(huì)加劇臭氧洞的擴(kuò)大。但是一些因素也可抵銷這種影響，如使用氯氟甲烷的減少、土壤的吸收、以及燃料電池的新技術(shù)的開發(fā)等。 [編輯]參見 元素周期表 同位素列表 金屬氫 反氫 中國科學(xué)院：開拓未來能源——?dú)淠? 氫經(jīng)濟(jì)對環(huán)境的潛在影響