氢气是无色并且密度比空气小的气体(在各种气体中,氢气的密度最小。标准状况下,1升氢气的质量是0.089克,相同体积比空气轻得多)。因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气。另外,在一个标准大气压下,温度-252.87℃时,氢气可转变成无色的液体;-259.1℃时,变成雪状固体。
常温下,氢气的性质很稳定,不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时(如点燃、加热、使用催化剂等),情况就不同了。如氢气被钯或铂等金属吸附后具有较强的活性(特别是被钯吸附)。金属钯对氢气的吸附作用最强。氢气与电负性大的元素反应显示还原性,与活泼金属单质常显示氧化性。氢气在催化剂的存在下能与大部分有机物进行加成反应。
充填气球
氢气常用于充填气球。这是因为氢气的密度比其他气体低,使得气球能够轻盈地漂浮在空中。特别是在气象学领域,由于氢气的这一特性,它被气象学家用于高空气象气球,以观测和记录气象数据。
电子产品
氢气在电子产品制造中扮演着关键角色。在电子工业中,高纯度氢气被广泛应用于晶体的生长、衬底的制备、氧化工艺、外延工艺以及化学气相淀积(CVD)技术。例如,在多晶硅的制备过程中,氢气用于还原硅,以达到半导体所需的纯度。
高效能燃料
氢气是一种高效能燃料,特别适用于燃料电池。在燃料电池中,氢气和氧化剂发生化学反应,直接产生电能。这种能源转换方式具有诸多优点:无污染、节能、高效、安静、安全可靠。
工业上一般从天然气或水煤气制氢气,而不采用高耗能的电解水的方法。制得的氢气大量用于石化行业的裂化反应和生产氨气。氢气分子可以进入许多金属的晶格中,造成“氢脆”现象,使得氢气的存储罐和管道需要使用特殊材料(如蒙乃尔合金),设计也更加复杂。