1. Взаимодействие простых веществ с водородом
1) Из металлов только щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водородом с образованием гидридов (степень окисления атомов водорода –1):
2Na + H2 → 2NaH (гидрид натрия)
Ca + H2 → CaH2 (гидрид кальция)
Fe + H2 → реакция не идет
Cu + H2 → реакция не идет
2) Все неметаллы реагируют с водородом (кроме P, B, Si и благородных газов), образуя летучие водородные соединения:
H2 + S <=> H2S (нагревание)
3H2 + N2 <=> 2NH3 (t, p, kt)
Примеры водородных соединений:
| Валентность: |
IV |
III |
II |
I |
| Летучее водородное соединение: |
CH4 (метан)
|
NH3 (аммиак) |
H2O (вода) |
HF (фтороводород) |
| SiH4 (силан) |
PH3 (фосфин) |
H2S (сероводород) |
HCl (хлороводород) |
CH4 - бесцветный газ без запаха
SiH4 - бесцветный газ с неприятным запахом
NH3 - бесцветный газ с резким характерным запахом
PH3 - бесцветный, ядовитый газ с неприятным запахом (возникающим из-за примесей)
H2S - бесцветный газ с характерным неприятным запахом тухлых яиц
HF - бесцветный, токсичный газ с резким запахом
HCl - бесцветный, ядовитый газ с резким запахом, дымящий во влажном воздухе.
Так как P, B и Si не взаимодействуют с водородом, их водородные соединения получают косвенным способом.
2. Взаимодействие сложных веществ с водородом
1) Необходимо помнить, что такие оксиды, как ZnO, CuO, PbO, FeO, Fe2O3 (и некоторые другие оксиды малоактивных металлов, т.е. стоящих в ряду активностей после Al) взаимодействуют с водородом с восстановлением соответствующего металла:
ZnO + H2 → Zn + H2O
CuO + H2 → Cu + H2O
FeO + H2 → Fe + H2O
Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
PbO + H2 → Pb + H2O
2) Оксиды таких неметаллов, как азот и углерод также взаимодействуют с водородом:
2NO + 2H2 → N2 + 2H2O
N2O + H2 → N2 + H2O
NO2 + H2 → NO + H2O
CO + 2H2 <=> CH3OH (t, p, kt)
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
SiO2 + H2 → реакция не идет.