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ELEMENT 001 · NONMETAL

氢 · H Hydrogen

构成水与有机分子,氢能与恒星核聚变研究中的基础元素。

原子序数 / Atomic number
1
原子量 / Atomic mass
1.0080 u
族 / Group
1
周期 · 区块 / Period · Block
1 · s
类别 / Category
其他非金属 · Nonmetal
状态 / State
气态
电子排布 / Electron configuration
1s1
氧化态 / Oxidation states
+1, -1
电负性 / Electronegativity
2.2(Pauling)
密度 / Density
0.00008988 g/cm³
熔点 / Melting point
13.81 K
沸点 / Boiling point
20.28 K
原子半径 / Atomic radius
120 pm(van der Waals)
第一电离能 / First ionization energy
13.598 eV
发现年份 / Discovery
1766

属性说明与数据来源

属性取自 PubChem 周期表快照(2026-10-04)。原子量可能为参考值或代表性同位素质量,不能视为所有样品的精确常数;密度、相变点与相态取决于温度、压力及同素异形体。氦的凝固需要加压。放射性及超重元素部分性质为预测值,缺失项标为未收录;精密计算请核对原始来源及实验条件。

PubChem · Hydrogen 原始资料 ↗

涉及氢的化学方程式

当前索引收录 63 条。反应说明仅用于知识查询与物料关系理解。

无机 · 氧化还原

水的生成

Water formation
2H₂ + O₂ → 2H₂O

适用情境:能量输入可引发反应

氢被氧化、氧被还原;配平系数表达物质的量关系,不表示反应速率。

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无机 · 电化学

水的电解

Water electrolysis
2H₂O → 2H₂ + O₂

适用情境:电解过程

总反应概括阴极析氢与阳极析氧,实际电解电压受过电位和电阻影响。

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无机 · 分解

过氧化氢分解

Hydrogen peroxide decomposition
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

适用情境:可被催化加速

同一反应中氧发生歧化;方程式不代表储存稳定性。

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无机 · 合成

氨合成平衡

Ammonia synthesis
N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

适用情境:工业催化平衡体系

反应受温度、压力和平衡组成共同制约,是合成氨物料衡算的基础。

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无机 · 氧化还原

氨的催化氧化

Ammonia oxidation
4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O

适用情境:催化氧化路径

该总式描述硝酸工业的一步反应,产物选择性依赖催化体系。

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无机 · 氧化还原

二氧化氮吸收总反应

Nitrogen dioxide absorption
4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

适用情境:含氧水相吸收的总计量式

这是多步骤过程的净物料关系,不能用来替代传质与动力学模型。

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无机 · 沉淀

石灰水碳酸化

Lime carbonation
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

适用情境:碱性水相

二氧化碳用量和溶液酸碱度会影响碳酸盐与碳酸氢盐分布。

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无机 · 平衡

碳酸钙溶解平衡

Carbonate dissolution
CaCO₃ + CO₂ + H₂O ⇌ Ca(HCO₃)₂

适用情境:含二氧化碳的水相

此分子式表达净计量关系,水溶液实际含解离的离子。

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无机 · 分解

碳酸氢钠分解

Sodium bicarbonate decomposition
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

适用情境:受热分解

碳酸氢盐释放气体,固体残余组成与过程条件相关。

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无机 · 酸碱

硫酸完全中和

Sulfuric acid neutralization
H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

适用情境:完全中和计量

硫酸有两个可电离质子,部分中和会有不同盐组成。

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无机 · 酸碱

磷酸完全中和

Phosphoric acid neutralization
H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O

适用情境:完全中和的形式计量

磷酸盐的实际水相分布必须结合三级解离平衡与 pH。

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无机 · 酸碱

铵盐生成

Ammonium chloride formation
NH₃ + HCl → NH₄Cl

适用情境:质子转移

氨接受质子形成铵离子,说明路易斯与布朗斯特酸碱概念的联系。

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无机 · 酸碱

碳酸盐与酸反应

Carbonate acid reaction
Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

适用情境:酸性水相

碳酸体系释放二氧化碳,反应计量与碳酸盐碱度有关。

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无机 · 置换

镁与酸反应

Magnesium acid reaction
Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

适用情境:非氧化性酸体系

镁氧化与质子还原相耦合,速率受表面与溶液影响。

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无机 · 沉淀

氢氧化铝沉淀

Aluminum hydroxide precipitation
AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

适用情境:避免过量强碱的形式反应

氢氧化铝为两性物质,过量强碱下可能继续溶解。

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无机 · 配位

氢氧化铝碱溶解

Aluminate formation
Al(OH)₃ + NaOH → NaAl(OH)₄

适用情境:强碱水相的组成表示

铝形成羟基配合物;溶液物种并非仅由一个分子表示。

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无机 · 分解

氢氧化铜分解

Copper hydroxide decomposition
Cu(OH)₂ → CuO + H₂O

适用情境:脱水过程

氢氧化物脱水形成氧化物,晶相性质需独立表征。

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无机 · 酸碱

硅酸钠形成

Sodium silicate formation
SiO₂ + 2NaOH → Na₂SiO₃ + H₂O

适用情境:形式计量关系

硅酸盐在溶液中可聚合,其结构取决于组成与酸碱度。

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无机 · 平衡

氯的水解平衡

Chlorine hydrolysis
Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO

适用情境:水相平衡

有效氯物种分布依 pH 变化,不能仅由总式推断消毒效果。

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无机 · 平衡

水煤气变换

Water-gas shift
CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂

适用情境:催化气相体系

用于合成气组成调节,温度与蒸汽组成影响平衡转化。

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有机 · 氧化还原

甲烷完全燃烧

Methane combustion
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

适用情境:完全氧化的理想终态

用于天然气燃烧物料衡算,实际燃烧还需考虑不完全燃烧及传热。

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有机 · 生化

葡萄糖有氧氧化总式

Glucose respiration
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

适用情境:细胞代谢总计量

真实呼吸由多步酶反应和能量耦合过程组成。

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有机 · 生化

光合作用总式

Photosynthesis
6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

适用情境:光能驱动的简化净式

此式是碳固定净计量的简化表示,不表示氧原子的真实来源路径。

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有机 · 生化

葡萄糖酒精发酵

Alcoholic fermentation
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

适用情境:酶催化代谢净式

实际发酵还会生成生物量与副产物,需加入产率关系。

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有机 · 水解

蔗糖水解

Sucrose hydrolysis
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

适用情境:酸或酶催化

产物分别为葡萄糖与果糖;分子式相同不代表结构相同。

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有机 · 缩合

乙醇分子间脱水

Diethyl ether formation
2C₂H₅OH → C₂H₅OC₂H₅ + H₂O

适用情境:分子间脱水路径

此式描述醚生成的形式关系,不代表单一选择性。

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有机 · 酯化

乙酸乙酯酯化

Ethyl acetate esterification
CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

适用情境:酸催化可逆平衡

羧酸与醇生成酯和水,平衡组成与各组分活度相关。

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有机 · 酯化

乙酸甲酯酯化

Methyl acetate esterification
CH₃COOH + CH₃OH ⇌ CH₃COOCH₃ + H₂O

适用情境:酸催化可逆平衡

酯化是可逆过程,实际反应速度由催化与传质影响。

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有机 · 水解

乙酸乙酯皂化

Ethyl acetate saponification
CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH

适用情境:碱性水相

形成羧酸盐使反应与酸催化酯水解的平衡行为不同。

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有机 · 氧化还原

乙醇氧化为乙醛

Ethanol oxidation to ethanal
2C₂H₅OH + O₂ → 2CH₃CHO + 2H₂O

适用情境:选择性氧化净式

进一步氧化可生成乙酸,产物选择性依反应体系。

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有机 · 酸碱

乙酸与碳酸氢钠

Acetic acid and bicarbonate
CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃COONa + CO₂ + H₂O

适用情境:水相中和

碳酸体系释放二氧化碳,酸碱平衡驱动净反应。

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有机 · 缩合

甘氨酸缩合示意

Glycine condensation
2C₂H₅NO₂ → C₄H₈N₂O₃ + H₂O

适用情境:形成甘氨酰甘氨酸的形式净式

净式不表示游离氨基酸会在普通水溶液中自发高效形成肽键。

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有机 · 水解

乙酸乙酯酸性水解

Acid-catalyzed ester hydrolysis
CH₃COOC₂H₅ + H₂O ⇌ CH₃COOH + C₂H₅OH

适用情境:酸催化平衡

与酯化互为逆过程,不能只按反应箭头判断最终组成。

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有机 · 加成

乙烯溴加成

Ethylene bromine addition
C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂

适用情境:烯烃加成的总式

双键转化为单键,产物为邻二溴代物;这里只描述结构变化。

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有机 · 酸碱

苯甲酸中和

Benzoic acid neutralization
C₆H₅COOH + NaOH → C₆H₅COONa + H₂O

适用情境:水相酸碱反应

羧酸转化为羧酸盐,溶解度与离子化程度随 pH 变化。

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