工业制氢气方程式

工业上大量制取氢气，常用的方法是用水作原料：把水蒸气通过高热（红热）的铁屑或煤炭等物质起化学反应生产氢气。

方程式：3Fe+4H2O(水蒸气)=Fe3O4+4H2 （铁屑法）

或C+H2O(水蒸气)=CO+H2（水煤气法）

另一种方法是电解水

氢气经过滤、冷却、加压（压力在15MPa或以上）充装在专用气瓶。

水煤气与氢气混合气体是用压缩、冷却方法分离，分离得两种有价值的物质。

压缩先液化的是一氧化碳（CO）。液化的一氧化碳加入一氧化硫装瓶，就是瓶装煤气。

您好！工业上大量制取氢气，常用的方法是用水作原料：把水蒸气通过高热（红热）的铁屑或煤炭等物质起化学反应生产氢气。

方程式：3Fe+4H2O(水蒸气)=Fe3O4+4H2 （铁屑法）

或C+H2O(水蒸气)=CO+H2（水煤气法）

另一种方法是电解水

氢气经过滤、冷却、加压（压力在15MPa或以上）充装在专用气瓶。

水煤气与氢气混合气体是用压缩、冷却方法分离，分离得两种有价值的物质。

压缩先液化的是一氧化碳（CO）。液化的一氧化碳加入一氧化硫装瓶，就是瓶装煤气。

是。

天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体（包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等）。而人们长期以来通用的“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。

天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等，也有少量出于煤层。它是优质燃料和化工原料。

水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳

，氢气

，燃烧后排放水和二氧化碳，有微量CO、烃和NOX。燃烧速度是汽油的75倍，抗爆性好，据国外研究和专利的报导压缩比可达125，热效率提高20－40%、功率提高15%、燃耗降低30%，尾气净化近欧IV标准

，还可用微量的铂催化剂净化。与醇、醚相比，简化制造和减少设备，成本和投资更低。压缩或液化与氢气相近，但不用脱除CO，建站投资较低。还可用减少的成本和投资部分补偿压缩（制醇醚也要压缩）或液化的投资和成本。有毒，工业上用作燃料，又是化工原料。

用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2O→CO+H2—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2（CO+H2O→CO2+H2）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。

另外，由于天然气热裂副产的氢气产量很大，工业上也常用此法制氢

制取方法

实验室制法

1用锌与稀硫酸反应

Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑

注意：这里不用盐酸是因为盐酸反应会挥发出氯化氢气体，制得的气体含有氯化氢杂质。　

2用铝和氢氧化钠反应制取

2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

3金属氢化物和水反应

NaH+H₂O=NaOH+H₂↑

工业制法

一、电解水制氢 多采用铁为阴极面，镍为阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产997%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。利用电解饱和食盐水产生氢气

如2NaCl+2H₂O=电解=2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

二、水煤气法制氢 用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H₂O→CO+H₂—热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO₂（CO+H₂O→CO₂+H₂）可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO₂，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢 石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在中国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。

四、焦炉煤气冷冻制氢 把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。

五、电解食盐水的副产氢 在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

利用电解饱和食盐水产生氢气

如2NaCl+2H₂O=电解=2NaOH+Cl₂↑+H₂↑

六、酿造工业副产

用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（9999%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。

七、铁与水蒸气反应制氢

但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰

其他

工业上用水和红热的碳反应

C+H₂O=高温=CO+H₂

用铝和氢氧化钠反应制取

2Al+2NaOH+6H₂O=2Na[Al(OH)₄]+3H₂↑

制取氢气的新方法

1用氧化亚铜作催化剂并用紫外线照射从水中制取氢气。

2用新型的钼的化合物做催化剂从水中制取氢气。

3用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。

4陶瓷跟水反应制取氢气。

5生物质快速裂解油制取氢气。

6从微生物中提取的酶制氢气。

7用细菌制取氢气。

8用绿藻生产氢气。

9有机废水发酵法生物制氢气。

10利用太阳能从生物质和水中制取氢气。

利用太阳能从生物质和水中制取氢气是最佳的制取氢气的方法。理由是太阳能能量巨大、取之不尽、用之不竭、而且清洁、无污染、不需要开采、运输。怎样制取氢气的成本就大大降低。

11用二氧化钛作催化剂，在激光的照射下，让水分解成氢气和氧气

12硼和水在高温下反应制取氢气，化学方程式为2B+6H₂O=高温=2B(OH)₃+3H₂↑

氧气：2KClO3==(加热)2KCl+3O2↑

二氧化碳：2HCl+CaCO3==CaCl2+H2O+CO2↑

氢气：Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑

氯气:MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+2H2O+Cl2↑

氮气：2NH3+3CuO=3Cu+N2↑+3H2O

二氧化氮:4HNO3(浓)+Cu==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

一氧化氮:8HNO3(稀)+3Cu==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

氨气：2NH4Cl+Ca(OH)2==(加热)2NH3↑+CaCl2+2H2O

一氧化碳：HCOOH（甲酸)==(浓硫酸)CO↑+H2O

二氧化硫：Na2SO3+H2SO4==(加热)Na2SO4+H2O+SO2↑

甲烷：CH3COONa+NaOH==(CaO催化加热)CH4↑+Na2CO3

大学以前估计就这些实验室制法了

一 用活泼的金属从强酸中置换出氢气，如：

Zn + H2SO4 ==== ZnSO4 + H2

这种方法在实验室中用得最多，用启普发生器。

二 用电解水的方法， H2O ===== 2H2 + O2

通常为了增强水的导电性，往水中加入一些硫酸或者氢氧化钠。工业上经常用。另外，工业上还用另一个方法制取氢气，

CH4 ===== C + 2H2

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