零度時氫氣的密度是多少?

【專家解說】：氫 氫是一種化學元素，化學符號為H，原子序數是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小的。氫通常的單質形態(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. 氫原子存在于水, 所有有機化合物和活生物中.導熱能力特別強，跟氧化合成水。在0攝氏度和一個大氣壓下，每升氫氣只有0.09克重——僅相當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?。除稀有氣體元素外，幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。 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 (計算值) 25（53）pm 共價半徑 37 pm 范德華半徑 120 pm 價電子排布 1s1 電子在每能級的排布 1 氧化價（氧化物） 1（兩性的） 晶體結構 六角形 物理屬性 物質狀態(tài) 氣態(tài) 核內質子數：1 核外電子數：1 核電核數：1 質子質量：1.673E-27 質子相對質量：1.007 所屬周期：1 所屬族數：IA 摩爾質量：1 氫化物：無 氧化物：H2O 最高價氧化物：H2O 外圍電子排布：1s1 核外電子排布：1 顏色和狀態(tài)：無色氣體 原子半徑：0.79 常見化合價+1,-1 熔點 14.025 K （-259.125 °C） 沸點 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 電負性 2.2（鮑林標度） 比熱 14304 J/(kg·K) 電導率 無數據 熱導率 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 無數據 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 發(fā)現 16世紀末期，瑞士化學家巴拉采爾斯把鐵放在硫酸中，鐵片頓時和硫酸發(fā)生激烈的化學反應，放出許多氣泡——氫氣。但直到1766年，氫才被英國科學家卡文迪許(Henry Cavendish)確定為化學元素，當時稱為可燃空氣，并證明它在空氣中燃燒生成水。(一說：1783年)1787年法國化學家拉瓦錫 (Antoine Lavoisier)證明氫是一種單質并給它命名。 名稱由來 希臘語 hudôr(水) gennen (造成)，意即“產生水”的物質。 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”. 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，如果按重量計算，氫只占總重量的1%，而如果按原子百分數計算，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。在整個宇宙中，按原子百分數來說，氫卻是最多的元素。據研究，在太陽的大氣中，按原子百分數計算，氫占81.75%。在宇宙空間中，氫原子的數目比其他所有元素原子的總和約大100倍。 制備 工業(yè)法有電解法、烴裂解法、烴蒸氣轉化法、煉廠氣提取法。 純化 隨著半導體工業(yè)、精細化工和光電纖維工業(yè)的發(fā)展，產生了對高純氫的需求。例如，半導體生產工藝需要使用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，必須對氫氣進行進一步的純化。氫氣的純化方法大致可分為兩類（物理法和化學法），六種方法。 同位素 在自然界中存在的同位素有: 氕 (氫1)、氘 (氫2, 重氫)、氚 (氫3, 超重氫) 以人工方法合成的同位素有: 氫4、氫5、氫6、氫7 用途 氫是重要工業(yè)原料，如生產合成氨和甲醇，也用來提煉石油，氫化有機物質作為收縮氣體，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，產品的性質更易控制，同時金屬的純度也高。廣泛用于鎢、鉬、鈷、鐵等金屬粉末和鍺、硅的生產。 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，放出大量的熱，被利用來進行切割金屬。 利用氫的同位素氘和氚的原子核聚變時產生的能量能生產殺傷和破壞性極強的氫彈，其威力比原子彈大得多。 現在，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“國家氫動力計劃”。但是由于技術還不成熟，還沒有進行大批的工業(yè)化應用。2003年科學家發(fā)現，使用氫燃料會使大氣層中的氫增加約4～8倍。認為可能會讓同溫層的上端更冷、云層更多，還會加劇臭氧洞的擴大。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的開發(fā)等。 氦 氦，原子序數2，原子量4.002602，為稀有氣體的一種。元素名來源于希臘文，原意是“太陽”。1868年有人利用分光鏡觀察太陽表面，發(fā)現一條新的黃色譜線，并認為是屬于太陽上的某個未知元素，故名氦。后有人用無機酸處理瀝青鈾礦時得到一種不活潑氣體，1895年英國科學家拉姆賽用光譜證明就是氦。以后又陸續(xù)從其他礦石、空氣和天然氣中發(fā)現了氦。氦在地殼中的含量極少，在整個宇宙中按質量計占23%，僅次于氫。氦在空氣中的含量為0.0005%。氦有兩種天然同位素：氦3、氦4，自然界中存在的氦基本上全是氦4。 氦在通常情況下為無色、無味的氣體；熔點-272.2°C(25個大氣壓)，沸點-268.9°C；密度0.1785克/升，臨界溫度-267.8°C，臨界壓力2.26大氣壓；水中溶解度8.61厘米³/千克水。氦是唯一不能在標準大氣壓下固化的物質。液態(tài)氦在溫度下降至2.18K時，性質發(fā)生突變，成為一種超流體，能沿容器壁向上流動，熱傳導性為銅的800倍，并變成超導體；其比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。 氦是最不活潑的元素，基本上不形成什么化合物。氦的應用主要是作為保護氣體、氣冷式核反應堆的工作流體和超低溫冷凍劑 元素名稱：氦 元素原子量：4.003 元素類型：非金屬 發(fā)現人：楊森 發(fā)現年代：1868年 發(fā)現過程： 1868年，法國的楊森，最初從日冕光譜內發(fā)現太陽中有新元素，即氦。 元素描述： 是惰性元素之一。其單質氦氣，分子式為 He，是一種稀有氣體，無色、無臭、無味。它在水中的溶解度是已知氣體中最小的，也是除氫氣以外密度最小的氣體。密度0.17847克/升，熔點-272.2℃（26個大氣壓）。沸點-268.9℃。它是最難液化的一種氣體，其臨界溫度為-267.9℃。臨界壓力為2.25大氣壓。當液化后溫度降到-270.98℃以下時，具有表面張力很小，導熱性很強，粘性很強的特性。液體氦可以用來得到接近絕對零度（-273.15℃）的低溫。化學性質十分不活潑，既不能燃燒，也不能助燃。 元素來源： 氦是放射性元素分裂的產物，α質點就是氦的原子核。在工業(yè)中可由還氦達7%的天然氣中提取。也可由液態(tài)空氣中用分餾法從氦氖混合氣體中制得。 元素用途： 用它填充電子管、氣球、溫度計和潛水服等。也用于原子核反應堆和加速器、冶煉、和焊接時的保護氣體。 元素輔助資料： 1868年8月18日，法國天文學家詹森赴印度觀察日全食，利用分光鏡觀察日珥，從黑色月盤背面如出的紅色火焰，看見有彩色的彩條，是太陽噴射出來的幟熱其他的光譜。他發(fā)現一條黃色譜線，接近鈉光譜總的D1和D2線。日蝕后，他同樣在太陽光譜中觀察到這條黃線，稱為D3線。1868年10月20日，英國天文學家洛克耶也發(fā)現了這樣的一條黃線。 經過進一步研究，認識到是一條不屬于任何已知元素的新線，是因一種新的元素產生的，把這個新元素命名為 helium，來自希臘文helios（太陽），元素符號定為He。這是第一個在地球以外，在宇宙中發(fā)現的元素。為了紀念這件事，當時鑄造一塊金質紀念牌，一面雕刻著駕著四匹馬戰(zhàn)車的傳說中的太陽神阿波羅（Apollo）像，另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像，下面寫著：1868年8月18日太陽突出物分析。 過了20多年后，萊姆塞在研究釔鈾礦時發(fā)現了一種神秘的氣體。由于他研究了這種氣體的光譜，發(fā)現可能是詹森和洛克耶發(fā)現的那條黃線D3線。但由于他沒有儀器測定譜線在光譜中的位置，他只有求助于當時最優(yōu)秀的光譜學家之一的倫敦物理學家克魯克斯。克魯克斯證明了，這種氣體就是氦。這樣氦在地球上也被發(fā)現了。 氦，原子序數2，原子量4.002602，為稀有氣體的一種。元素名來源于希臘文，原意是“太陽”。1868年有人利用分光鏡觀察太陽表面，發(fā)現一條新的黃色譜線，并認為是屬于太陽上的某個未知元素，故名氦。后有人用無機酸處理瀝青鈾礦時得到一種不活潑氣體，1895年英國科學家拉姆賽用光譜證明就是氦。以后又陸續(xù)從其他礦石、空氣和天然氣中發(fā)現了氦。氦在地殼中的含量極少，在整個宇宙中按質量計占23%，僅次于氫。氦在空氣中的含量為0.0005%。氦有兩種天然同位素：氦3、氦4，自然界中存在的氦基本上全是氦4。 氦在通常情況下為無色、無味的氣體；熔點-272.2°C(25個大氣壓)，沸點-268.9°C；密度0.1785克/升，臨界溫度-267.8°C，臨界壓力2.26大氣壓；水中溶解度8.61厘米³/千克水。氦是唯一不能在標準大氣壓下固化的物質。液態(tài)氦在溫度下降至2.18K時，性質發(fā)生突變，成為一種超流體，能沿容器壁向上流動，熱傳導性為銅的800倍，并變成超導體；其比熱容、表面張力、壓縮性都是反常的。 氦是最不活潑的元素，基本上不形成什么化合物。氦的應用主要是作為保護氣體、氣冷式核反應堆的工作流體和超低溫冷凍劑等等。