密度最小的气体

O氢气（H2）的性质和用途

物理性质

氢气是无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小，是相同条件下密度最小的气体。

化学性质

可燃性

2H

2+O^^2H2O

氢气燃烧时发出淡蓝色火焰，放出热量，并有水珠产生。

氢气点燃前，一定要验纯。

纯净的氢气在空气里安静地燃烧，发出淡监色火焰，放出热量。不纯的氢气（混有

一定量空气或氧气）遇明火会发生爆炸。

还原性

氢气还原氧化铜

H2+CuO△Cu+H2O

黑色的氧化铜粉末在氢气中加热逐渐变成红色，试管口有水珠产生。氢气“早出

晚归”

氢气还原氧化铜实验注意事项：

酒精灯迟到早退”，即①开始时要先通入氢气后加热（目的是排净管内空气，防止

氢气与管内空气混合受热发生爆炸）；②实验结束时要先停止加热，继续通入氢气

至试管冷却（防止生成的铜受热被氧化成CuO）

氢气还原氧化铁

3H2+Fe2O3A2Fe+3H20

氢气的用途

①填充气（密度比空气小），如充气球、飞舰

②（可燃性）高能燃料，氢氧焰焊接和切割金属。

③（还原性）冶炼重要金属

④化工原料（合成氨、制盐酸）

氢气与其它气体的显者区别之处相同条件下氢气密度最小

证明氢气密度比空气小的方法

用氢气吹肥皂泡，若肥皂泡上升，则密度比空气小。

氢能源的三大优点

氢气被认为是最清洁的燃料。

①生成物是水，产物无污染。

②热值咼，放热多。

③以水为原料制取氢气，来源广，可以再生。

制取氢气实验收集方法①向下排空气法（密度最小的气体）②排水法（难溶于水）

备注

①既有可燃性，又有还原性的物质H2、C、CO

②氢气优点很多，但为什么不能广泛地推广使用？（目前氢能源存在的冋题？）

答：因为制取氢气的成本太高，且储存和运输比较困难。

③为什么氢气要验纯？实验中如果发现氢气不纯应该如何处理？

答：如果氢气不纯，会发生爆炸。任何可燃性气体或可燃性的粉尘如果跟空气充分混合，遇火时都有可能发生爆炸。在实验中，如果验纯时发现气体

不纯，需要再收集再检验时，必须对试管进行处理（用拇指在试管口堵住一会或更换试管），以免发生爆炸。

④氢气跟CO2不反应

生成氢气的反应（实验室制取H2最常用的试剂是锌粒和稀硫酸,也可用②③⑤⑥⑦）

①锌粒和稀硫酸反应Zn+H2SO4—ZnSO4+H2T⑤锌粒和盐酸反应Zn+2HCI—ZnCI

2

+H

2T

②铁和稀硫酸反应Fe+H

2

SO4—FeSO

4

+H

2T⑥铁和盐酸反应Fe+2HCI—FeCI

2

+H

2T

③镁和稀硫酸反应Mg+H

2

SO

4

—MgSO

4

+H

2T⑦镁和盐酸反应Mg+2HCI—MgCI

2

+H

2T

④铝和稀硫酸反应2Al+3H

2

SO

4

—AI

2

(SO

4)3+3H2T⑧铝和盐酸反应2AI+6HCI—2AICI

3

+3H

2T

。氧气的性质和用途

物理性质（通常状况下）无色无味的气体，不易溶于水，密度比空气略大。液氧、固态氧淡蓝色。

化学性质

支持燃烧,有助燃性。可供呼吸

用，是常用的氧化剂。

①C+02点燃C02

发出白光，放出热量

②S+02点燃S02

空气中发出淡蓝色火焰；氧气中发出紫蓝色火焰

③4P+502点燃2P2O5

产生白烟，生成白色固体P2O5

④3Fe+202点燃Fe3O4剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热，生成黑色固体

⑤蜡烛在氧气中燃烧

发出白光，放出热量

用途

①供呼吸

②航天、潜水、登山、医疗、液氧炸药

③炼钢、炼铁

④气焊

备注02具有助燃性，但不具有可燃性，不能燃烧。

O二氧化碳的性质和用途

物理性质

无色，无味的气体，密度比空气大，能溶于水,高压低温下可得固体CO2（干冰），生产汽水等碳酸型饮料就是利用了二氧化碳的这一

性质。

化学性质

1）一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，不能供给呼吸。

2）二氧化碳溶解于水，与水反

应生成碳酸

CO2+H20=H2CO3（酸性）

H2CO3=H2O+C02T（碳酸不稳定）

生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，碳酸不稳定，易

分解成二氧化碳和水。二氧化碳通入紫色石蕊试液，石

蕊试液变红色，加热又变为紫色。

3）二氧化碳可以和四大强碱

跟碱反应生成盐和水

①二氧化碳通入澄清的石灰水

CO2+Ca（OH）2=CaCO3>H2O

（鉴别CO2的方程式）

能使澄清的石灰水变浑浊（或有白色沉淀生成），因为二

氧化碳与氢氧化钙反应，生成了白色的碳酸钙沉淀的缘

故。这也是久置装石灰水的试剂瓶壁有一层白膜的原

因，要除去这白膜，用稀盐酸。

其原理是：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2T

用澄清的石灰水检验鉴定二氧化碳CO2,

②二氧化碳跟氢氧化钠反应

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

无明显现象

4）二氧化碳能和碳单质反应

（氧化性）

①与灼热的碳反应C+CO2高温2CO

吸热反应,既是化合反应又是氧化还原反应,CO2是氧化

剂,C是还原剂。

②CaCO3=CaO+CO2?（工业制CO2）

5）二氧化碳能参与光合作用

检验方法

通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊

用途

①灭火剂

既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其化学性质（在通常条件下不能燃烧，也不支持燃烧）

灭火器原理：Na2CO3+2HCI=2NaCI+H2O+CO2T

②干冰（固体二氧化碳）用于人工降雨、制冷剂（利用干冰升华时要吸收大量的热）

③温室肥料

因为二氧化碳参与植物的光合作用（绿色植物在阳光照射下，把CO2和H2O转化成糖），作大棚内气体肥料，可以提高农作物的产量。

④做碳酸型饮料（利用二氧化碳能溶于水）

⑤化工原料，制纯碱、化肥。

二氧化碳在化学实验

中的应用

①CO2能与NaOH反应，解释NaOH溶液露置空气中变质现象。

②CO2能与Ca（OH）2反应产生白色沉淀，利用这一反应检验CO2或Ca（OH）2溶液注：氢气跟CO2不反应

二氧化碳对环境的影

响

1）过多排放引起温室效应。因为大气中二氧化碳含量增加，地表热量不易散发，温室效应加剧。

①能导致温室效应的气体有二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷等。

（危害）

②造成温室效应的原因：人类消耗的能源急剧增加，森林遭到破坏。

③减轻温室效应的措施：减少化石燃料的燃烧；植树造林；使用清洁能源。

2）二氧化碳本身没有毒性，但不能供给呼吸，因此在人群密集的地方注意通风换气。

大气中二氧化碳

产生的主要途径

化石燃料的燃烧、动植物遗骸被生物分解、动植物呼吸。

大气中二氧化碳

的消耗

二氧化碳溶于水、植物的光合作用。

O—氧化碳的性质和用途

物理性质

无色、无味气体，比空气的密度略小，难溶于水，有毒气体。

化学性质

①可燃性

一氧化碳在空气中燃烧生成二氧化碳2C0+02聲2CO2

发出蓝色火焰，放热,生成能使澄清石灰水变浑

浊的气体。

可燃性气体点燃前一定要检验纯度

煤炉从上至下，常发生的二个反应

①2C0+02-----------2CO2

②CO2+C亘竺2C0

③C+02—C02

②还原性一氧化碳还原氧化铜（不是置换反应）

C0+Cu0■△CU+C02

（非置换反应）

黑色物质受热后变为亮红色固体，同时放出能

使石灰水变浑浊的气体。

一氧化碳还原氧化铁Fe2O3+3CO壘邑2Fe+3CO2红棕色粉末逐渐变成黑色,石灰水变浑浊。

③毒性

因为一氧化碳吸进肺里极易与血液中的血红蛋白结合，破坏了血红蛋白的输氧能力，造成生物体内缺氧而中毒，严重时

会危及生命。

正常的血液呈深红色，当通入一氧化碳后，血液由深红色变成浅红色。

检验方法

通过灼热的氧化铜粉末，粉末由黑色逐渐变成红色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊

危害

缺氧中毒（一氧化碳吸进肺里极易跟血红蛋白极易结合，破坏了血红蛋白的输氧能力，造成生物体内缺氧而中毒，严重时会危及生命,

因此在冬季用煤炉来取暖时，要注意房间的通风和换气。）

特别注意尾气的处理

一氧化碳有剧毒，会使空气受污染，必须把未反应的CO燃烧转变成无污染的CO2

制取实验中的收集方法

一氧化碳只能用排水法收集，不能用向下排空气法收集。

用途

①作燃料（可燃性：2C0+02仝2CO2燃烧产生热量，是重要气体燃料，但要注意尾气处理）

②作为还原剂冶炼金属（还原性：3CO+Fe2O3盛2Fe+3CO2、CO+Cu^—Cu+CO2）

O稀有气体

物理性质

化学性质

稀有气体由于化学性质不活泼，曾经被称作惰性气

体。

主要用途

①化学性质不活泼，常用作保护气。

②由于稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等。

③氦可用于制造低温环境，可作冷却剂，如液氦冷冻机。

④激光技术。

⑤氙气可作麻醉剂。

O三种可燃性气体H2、CO、CH4

甲烷CH4（俗名沼气）氢气H2一氧化碳CO

物理性质无色无味,密度比空气小，极难溶于水。

无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气小，

是相同条件下密度最小的气体。

无色、无味气体，比空气的密度略小，难溶于水,有毒气

体。

化学性质可燃性CH4+202点燃CO2+2H2O

可燃性：2H2+O2宜^2H2O

还原性：H2+CuO△Cu+H2O

3H2+Fe2O3△2Fe+3H2O

可燃性：2CO+O2CO2CO2+C空2CO

还原性：CO+CuO=^Cu+CO2

Fe2O3+3C^—2Fe+3CO2

反应现象

甲烷CH4在氧气中燃烧时发出明亮的蓝色

火焰

氢气燃烧时发出淡蓝色火焰，放出热量，并有

水珠产生。

在空气中燃烧发出蓝色火焰，放热,生成能使澄清石灰水

变浑浊的气体。

备注

天然气的主要成分是甲烷CH4甲烷CH4（沼

气），是较清洁的能源。是最简单的，相

对分子质量最小的有机物。

纯净的氢气在空气里安静地燃烧，发出淡蓝色

火焰，放出热量。不纯的氢气（混有一疋量空

气或氧气）遇明火会发生爆炸。

一氧化碳具有毒性，因为一氧化碳吸进肺里极易跟血红

蛋白极易结合，破坏了血红蛋白的输氧能力，造成生

物体内缺氧而中毒，严重时会危及生命，因此在冬季

用煤炉来取暖时，要注意房间的通风和换气。

如何防范可燃性气体发生爆炸？

答：任何可燃性气体或可燃性的粉尘如果跟空气充分混合，遇火时都有可能发生爆炸。因此当可燃性气体发生泄漏时，应杜绝一切火源、火星,

以防发生爆炸。应立即打开门窗、关闭阀门。

鉴别看燃烧产物（不可根据火焰颜色）

可燃性气

体的验纯

（验氢气）用排水法收集一试管可燃气体，用拇指堵住试管口移近火焰点燃。如果气体较纯，气体会安静地燃烧，并发出“噗”声；如果气体

不纯，会发出尖锐爆鸣声。

•可燃性气体H2、CO、CH4在氧气中燃烧的火焰颜色

反［应物火焰颜色共同性质备注

三大可燃性气体和

1

氢气H2氧气O2发出淡蓝色的火焰①可燃性

可燃性气体的鉴别不可根据火焰颜色，而要

还原剂

2

一氧化碳CO发出蓝色的火焰

②还原性看燃烧产物。

3

甲烷CH4发出明亮的蓝色火焰

•一些重要常见气体的的主要用途

物质名称主要用途

氧气（02）

①氧气的特性是供呼吸；支持燃烧。

②医疗急救、潜水、燃料燃烧、宇宙航、登山、液氧炸药、化工生产

③炼钢、炼铁

④气焊，金属切割

（注：02具有助燃性，但不具有可燃性，不能燃烧）

氮气（N2）

①氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料（这一点可以证明空气中含有氮气）。

②氮气化学性质不活泼，因此常利用它的惰性作保护气，如焊接金属时常用氮气做保护气，灯泡中充氮气以延长使用寿命，食品包装中充

氮气以防腐。

③医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术。

④超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。

⑤氦气密度小，用作填充气球。

稀有气体

①化学性质不活泼，常用作保护气。

②由于稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等。

③氦可用于制造低温环境，可作冷却剂，如液氦冷冻机。

④激光技术。

⑤氙气可作麻醉剂。

氢气（H2）

①填充气（密度比空气小），如充气球、飞舰

②（可燃性）高能燃料，氢氧焰焊接和切割金属。

③（还原性）冶炼重要金属

④化工原料（合成氨、制盐酸）

一氧化（C0）

①作燃料（可燃性：2C0+02昱竺2CO2燃烧产生热量，是重要气体燃料,但要注意尾气处理）

②作为还原剂冶炼金属（还原性：3C0+Fe203叱2Fe+3C02、C0+Cu^—Cu+C02）

二氧化碳（C02）①灭火（通常条件下不能燃烧，不支持燃烧）

灭火器原理：Na2CO3+2HCI=2NaCI+H2O+CO2T

用CO2做灭火剂，应用其不可燃烧，也不支持燃烧的性质。既利用其物理性质（密度比空气大），又利用其化学性质（不能燃烧，也不

支持燃烧）

②干冰（固体二氧化碳）用于人工降雨、制冷剂（利用干冰升华时要吸收大量的热）

③温室肥料

［因为二氧化碳参与植物的光合作用（绿色植物在阳光照射下，把CO2和H2O转化成糖），作大棚内气体肥料，可以提高农作物的产量］。

④做碳酸型饮料（利用二氧化碳能溶于水）

⑤化工原料，制纯碱、化肥。

O几种气体性质的对比

气体物理性质化学性质特性

溶解性密度

H2难溶于水比空气小可燃性、还原性密度最小的气体

CH4难溶于水比空气小可燃性

CO难溶于水比空气小可燃性、还原性、毒性毒性

N2难溶于水比空气小

不支持燃烧，不能燃烧

CO2可溶于水比空气大

不支持燃烧，不能燃烧

可使澄清的石灰水变浑浊

通入石蕊试液，试液变红色

可使澄清的石灰水变浑浊

O2不易溶比空气大

助燃性，不能燃烧

使带火星的木条复燃

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