第一节：氢气的发现与性质
1.1 发现历史
氢气（H₂）是由英国化学家亨利·卡文迪什在1774年首次通过金属锌与硫酸反应得到的。他将其称为“可燃空气”，后来法国化学家安托万·拉瓦锡将其命名为“氢”。
1.2 物理性质
- 氢是地球上最轻的气体，密度约为0.08988 g/L。
- 在标准状况下（0°C，1atm），氢气是一种无色、无味、无臭的气体。
- 氢气难溶于水，溶解度约为0.018 g/100 mL水。
1.3 化学性质
- 氢气是高度可燃的，在氧气中燃烧产生水。
- 氢气具有还原性，可以与某些金属氧化物反应生成金属和 水。
第二节：氢气的制备方法
2.1 电解水法
通过电解水（H₂O）制备氢气是最常见的工业方法。电解水时，水分子在直流电的作用下分解为氢气和氧气。
2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)
2.2 酸碱反应法
金属与酸反应也可以制备氢气，如锌与盐酸反应：
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)
2.3 水蒸气重整法
天然气（主要成分是甲烷）与水蒸气在高温、高压和催化剂的作用下反应，生成氢气和一氧化碳：
CH₄(g) + H₂O(g) → CO(g) + 3H₂(g)
第三节：氢气的应用
3.1 能源领域
氢气是一种清洁能源，在燃烧时只生成水，不产生二氧化碳等温室气体。因此，氢气在燃料电池和氢能汽车等领域具有广泛应用前景。
3.2 化工领域
氢气是许多化工产品的重要原料，如氨、甲醇、合成塑料等。
3.3 医疗领域
氢气具有抗炎、抗氧化等作用，在治疗某些疾病方面具有潜在应用价值。
第四节：氢气的储存与运输
4.1 压缩气体储存
将氢气压缩到高压气瓶中储存。高压气瓶通常由高强度材料制成，如铝合金或碳纤维。
4.2 液化储存
将氢气冷却至极低温度（-252.87°C），使其液化。液化氢的体积比气态氢小很多，便于储存和运输。
4.3 钙金属储存
将氢气与钙金属反应生成金属氢化物，储存氢气。这种方法在军事和航空航天领域有应用。
第五节：氢气安全知识
5.1 氢气的爆炸性
氢气与空气混合后，在一定浓度范围内遇火源会发生爆炸。因此，在使用氢气时，必须严格遵守安全规程。
5.2 防止静电积累
氢气易燃，静电可能引发火灾或爆炸。在使用氢气时，应采取防静电措施。
5.3 呼吸防护
氢气在空气中浓度较高时，可能对人体造成窒息。因此，在高浓度氢气环境中作业时，应佩戴适当的呼吸器。
通过以上内容，相信你已经对氢气有了较为全面的了解。在考试中，掌握这些知识要点，相信你能够轻松应对。祝你好运！