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二氧化碳(化學(xué)式CO?,分子量 44.01)是碳的高價(jià)氧化物,常溫常壓下為無(wú)色、無(wú)味、不可燃、不助燃的氣體,密度約為空氣的1.5 倍,易溶于水生成碳酸(H?CO?),是大氣中重要的溫室氣體,也是生命活動(dòng)與工業(yè)生產(chǎn)的核心物質(zhì)。

一、核心物理性質(zhì)

  • 常溫常壓:無(wú)色無(wú)味氣體,密度 1.977 g/L(0℃),可像液體一樣向下流動(dòng)、在低洼處積聚。

  • 溶解性:1 體積水約溶解 1 體積 CO?(20℃、常壓),加壓溶解度顯著升高,減壓則逸出,是碳酸飲料的基礎(chǔ)原理。

  • 三態(tài)變化:固態(tài)稱干冰,常壓下 - 78.5℃直接升華(不經(jīng)過(guò)液態(tài)),吸熱極強(qiáng),用于制冷、人工降雨、舞臺(tái)煙霧;液態(tài)CO?需加壓(>5.18 bar)、臨界溫度 31.1℃,臨界壓力 7.38 MPa。

  • 其他:三相點(diǎn) - 56.6℃、5.18 bar,無(wú)毒但高濃度會(huì)置換氧氣導(dǎo)致窒息。

  • 二、主要化學(xué)性質(zhì)

    1. 酸性氧化物通性:與水生成碳酸(CO?+H?O?H?CO?),弱酸、不穩(wěn)定易分解;與堿(NaOH、Ca (OH)?)反應(yīng)生成碳酸鹽/ 碳酸氫鹽,如澄清石灰水變渾濁(Ca (OH)?+CO?=CaCO?↓+H?O),是檢驗(yàn) CO?的經(jīng)典反應(yīng)。

    2. 弱氧化性:高溫下與碳反應(yīng)生成 CO(C+CO?$\stackrel{高溫}{=}$2CO);與活潑金屬(Mg)燃燒反應(yīng)(2Mg+CO?$\stackrel{點(diǎn)燃}{=}$2MgO+C),因此鎂火不能用 CO?滅火。

    3. 穩(wěn)定性:常溫下極穩(wěn)定,2000℃僅約 1.8% 分解,不支持普通可燃物燃燒,適合電氣、精密儀器滅火。


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