二氧化碳的物理性质，化学性质，用途,制法

Question

如题所述

Answer 1

二氧化碳（CO2)
　　英文名称 Carbon dioxide
　　别名 碳酸气
　　结构式：O=C=O
　　相对密度：1.101（-37 ℃）
　　熔点（摄氏度）-56.6(5270帕）
　　沸点（摄氏度）-78.5（升华）
　　CAS号 124-38-9
　　EINECS 204-696-9[1-2]
　　共有3个原子核，22个质子。
　　相对分子质量：44
编辑本段构造
　　C原子以sp杂化轨道形成δ键。分子形状为直线形。非极性分子。在CO2分子中，碳原子采用sp杂化轨道与

二氧化碳分子结构
[3]
氧原子成键。C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键。C原子上两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角，并且从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩地发生重叠，生成两个∏三中心四电子的离域键。因此，缩短了碳—氧原子间地距离，使CO2中碳氧键具有一定程度的叁键特征。决定分子形状的是sp杂化轨道，CO2为直线型分子式。二氧化碳密度较空气大，当二氧化碳少时对人体无太大危害，但其超过一定量时会影响人（其他生物也是）的呼吸，但并不会中毒。
　　空气中有微量的二氧化碳，约占0.039%。二氧化碳略溶于水中，形成碳酸，碳酸是一种弱酸。
　　二氧化碳平均约占大气体积的387ppm。大气中的二氧化碳含量随季节变化，这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。二氧化碳常压下为无色、无臭、不助燃[1]、不可燃的气体。二氧化碳是一种温室气体因为它发送可见光，但在强烈吸收红外线。二氧化碳的浓度于2009年增长了约二百万分之一。
　　气体状态 气体密度：1.96g/L
　　液体状态　表面张力：约3.0dyn/cm
　　密度：1.8kg/m3

二氧化碳
粘度：比四氯乙烯粘度低得多，所以液体二氧化碳更能穿透纤维。）
　　二氧化碳分子结构很稳定，化学性质不活泼，不会与织物发生化学反应。
　　它沸点低(-78.5℃)，常温常压下是气体。
　　特点：没有闪点，不可燃，不助燃（一般情况下）；无色无味，无毒性。
　　液体二氧化碳通过减压变成气体很容易和织物分离，完全省去了用传统溶剂带来的复杂后处理过程。液体CO2和超临界CO2均可作为溶剂，尽管超临界CO2具有比液体CO2更高的溶解性（具有与液体相近的密度和高溶解性，并兼备气体的低粘度和高渗透力）。但它对设备的要求比液体CO2高。综合考虑机器成本与作CO2为溶剂，温度控制在15℃左右，压力在5MPa左右。
编辑本段固体状态
　　液态二氧化碳蒸发时会吸收大量的热；当它放出大量的热气时，则会凝成固体二氧化碳，俗称干冰。
　　干冰的使用范围广泛，在食品、卫生、工业、餐饮中、人工增雨有大量应用。主要有：
　　1．干冰在工业模具的应用范围 　　
　轮胎模具、橡胶模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金压铸模、铸造用热芯盒、冷芯盒，可清除余树脂、失效脱膜层、炭化膜剂、油污、打通排气孔，清洗后模具光亮如新。
　　在线清洗，无需降温和拆卸模具，避免了化学清洗法对模具的腐蚀和损害、机械清洗法对模具的机械损伤及划伤，以及反复装卸导致模具精度下降等缺点。关键的是，可以免除拆卸模具及等待模具降温这两项最耗时间的步骤，这样均可以减少停工时间约80%-95%。
　　干冰清洗益处：干冰清洗可以降低停工工时；减少设备损坏；极有效的清洗高温的设备；减少或降低溶剂的使用；改善工作人员的安全；增进保养效率；减少生产停工期、降低成本、提高生产效率。
　　2．干冰在石油化工的应用范围 　　
　清洗主风机、气压机、烟机、汽轮机、鼓风机等设备及各式加热炉、反应器等结焦结炭的清除。清洗换热器上的聚氯乙烯树脂；清除压缩机、储罐、锅炉等各类压力容器上的油污、锈污、烃类及其表面污垢；清理反应釜、冷凝器；复杂机体除污；炉管清灰等。
　　3．干冰在食品制药的应用范围
　　可以成功去除烤箱中烘烤的残渣、胶状物质和油污以及未烘烤前的生鲜制品混合物。有效清结烤箱、混合搅拌设备、输送带、模制品、包装设备、炉架、炉盘、容器、辊轴、冷冻机内壁、饼干炉条等。
　　干冰清洗的益处：排除有害化学药剂的使用，避免生产设备接触有害化学物和产生第二次垃圾；拟制或除掉沙门氏菌、利斯特菌等细菌，更彻底的消毒、洁净；排除水刀清洗对电子设备的损伤；最小程度的设备分解；降低停工时间。
　　4．干冰在印刷工业的应用范围 　　
　清除油墨很困难，齿轮和导轨上的积墨会导致低劣的印刷质量。干冰清洗可去除各种油基、水基墨水和清漆，清理齿轮、导轨及喷嘴上的油污、积墨和染料，避免危险废物和溶液的排放，以及危险溶剂造成的人员伤害。
　　5．干冰在电力行业的应用范围
　　可对电力锅炉、凝汽器、各类换热器进行清洗；可直接对室内外变压器、绝缘器、配电柜及电线、电缆进行带电载负荷（37KV以下）清洗；发电机、电动机、转子、定子等部件无破损清洗；汽轮机、透平上叶轮、叶片等部件锈垢、烃类和粘着粉末清洗，不需拆下桨叶，省去重新调校桨叶的动平衡。
　　干冰清洗的益处：使被清洗的污染物有效地分解；由于这些污染物被清除减少了电力损失；减少了外部设备及其基础设备的维修成本；提高电力系统的可靠性；非研磨清洗，保持绝缘体的完整；更适合预防性的维护保养。
　　6．干冰在汽车工业的应用范围 　　
　清洗门皮、蓬顶、车厢、车底油污等无水渍，不会引致水污染；汽车化油器清洗及汽车表面除漆等；清除引擎积碳。如处理积碳，用化学药剂处理时间长，最少要用48小时以上，且药剂对人体有害。干冰清洗可以在10分钟以内彻底解决积碳问题，即节省了时间又降低了成本，除垢率达到100%。
　　7．干冰在电子工业的应用范围　　
　清洁机器人、自动化设备的内部油脂、污垢；集成电路板、焊后焊药、污染涂层、树脂、溶剂性涂覆、保护层以及印刷电路板上光敏抗腐蚀剂等清除。
　　8．干冰在航空航天的应用范围 　　
　导弹、飞机喷漆和总装的前置工序；复合模具、特殊飞行器的除漆；引擎积碳清洗；维修清洗（特别是起落架-轮仓区）；飞机外壳的除漆；喷气发动机转换系统。可直接在机体工作，节省时间。
　　9．干冰在船舶业的应用范围 　　
　船壳体；海水吸入阀；海水冷凝器和换热器；机房、机械及电器设备等，比一般用高压水射流清洗更干净。
　　10．干冰在核工业的应用范围 　　
　核工业设备的清洗若采用水、喷砂或化学净化剂等传统清洗方法，水、喷砂或化学净化剂等介质同时也被放射性元素污染，处理被二次污染的这些介质需要时间和资金。而使用干冰清洗工艺，干冰颗粒直接喷射到被清洗物体，瞬间升华，不存在二次污染的问题，需要处理的仅仅是被清洗掉的有核污染的积垢等废料。
　　11．干冰在美容行业的应用范围　　
　有的皮肤科医生用干冰来治疗青春痘，这种治疗就是所谓的冷冻治疗。因为它会轻微的把皮肤冷冻。
　　有一种治疗青春痘的冷冻材料就是混合磨碎的干冰及乙酮，有时候会混合一些硫磺。液态氮及固态干冰也可以用来作冷冻治疗的材料。冷冻治疗可以减少发炎，前段时间新闻报道刘翔就是用这种冷冻疗法来治疗脸上的青春痘的。这种方法可以减少青春痘疤痕的产生，但并不用来去除疤痕。
　　12．干冰在食品行业的应用范围　　
a 在葡萄酒、鸡尾酒或饮料中加入干冰块，饮用时凉爽可口，杯中烟雾缭绕，十分怡人。
　　b 制作冰淇淋时加入干冰，冰淇淋不易融化。干冰特别适合外卖冰淇淋的冷藏。
　　c 星级宾馆、酒楼制作的海鲜特色菜肴，在上桌时加入干冰，可以产生白色烟雾景观，提高宴会档次 如制作龙虾刺身。
　　d 龙虾、蟹、鱼翅等海产品冷冻冷藏。干冰不会化水，较水、冰冷藏更清洁、干净，在欧、美、日本等国得到广泛应用。
　　13．干冰在冷藏运输领域的应用范围　　
a 低温冷冻医疗用途以及血浆、疫苗等特殊药品的低温运输。
　　b 电子低温材料，精密元器件的长短途运输。
　　c高档食品的保鲜运输如高档牛羊肉等。
　　14 、干冰在娱乐领域的应用范围　　
　广泛用于舞台、剧场、影视、婚庆、庆典、晚会效果等制作放烟，如国家剧院的部分节目就是用干冰来制作效果的。
　　15．干冰在消防行业的应用范围　　
　干冰用来作消防灭火，如部分低温灭火器，但干冰在这一块的应用较少，也即市场程度较低
　　干冰使用注意事项：
　　切记在每次接触干冰的时候，一定要小心并且用厚绵手套或其他遮蔽物才能触碰干冰！如果是在长时间直接碰触肌肤的情况下，就可能会造成细胞冷冻而类似轻微或极度严重烫伤的伤害。汽车、船舱等地不能使用干冰，因为升华的二氧化碳将替代氧气而可能引起呼吸急促甚至窒息！
　　1.切勿让小朋友单独接触干冰！
　　2.干冰温度极低，请勿至于口中，严防冻伤！
　　3.拿取干冰一定要使用厚绵手套、夹子等遮蔽物 （塑胶手套不具阻隔效果！）
　　4.使用干冰请于通风良好处，切忌与干冰同处于密闭空间！
　　5.干冰不能与液体混装。
编辑本段基本性质
　　碳氧化物之一，是一种无机物，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。（碳酸饮料基本原理）使紫色石蕊溶液变红，可以使澄清的石灰水（Ca(OH）2）变浑浊，做关于呼吸作用的产物等产生二氧化碳的试验都可以用到。还可以支持镁带燃烧。
编辑本段制备或来源
　　可由碳在过量的空气中燃烧或使大理石、石灰石、白云石（主要成分均为CaCO3）煅烧或与酸的作用而得。是石灰、发酵等工业的副产品。CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
编辑本段用途
　　气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。
　　二氧化碳在焊接领域应用广泛。
　　如：二氧化碳气体保护焊，是目前生产中应用最多的方法
　　固态二氧化碳俗称干冰，升华时可吸收大量热，因而用作制冷剂，如人工降雨，也常在

镁在二氧化碳中燃烧
舞台中用于制造烟雾。二氧化碳一般不燃烧也不支持燃烧，常温下密度比空气略大，受热膨胀后则会聚集于上方。也常被用作灭火剂但Mg、Na、K等燃烧时不能用CO2来灭火，因为：2Mg + CO2==点燃== 2MgO + C、2Na + CO2==点燃==Na2O + C、K + CO2==点燃== K2O + C。
　　二氧化碳是绿色植物光合作用不可缺少的原料，温室中常用二氧化碳作肥料。光合作用总反应：CO2+H2O —叶绿体、光照→ C6H12O6 + O2注意：光合作用释放的氧气全部来自水，光合作用的产物不仅是糖类，还有氨基酸（无蛋白质）、脂肪，因此光合作用产物应当是有机物。
　　各步分反应：2H2O —光照→ 2H2↑+ O2↑（水的光解） NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（递氢） ADP + Pi —→ ATP （递能） CO?+C5化合物→C6化合物（二氧化碳的固定） C6化合物 —ATP、NADPH→（CH2O）n + C5化合物（有机物的生成）
　　二氧化碳还可用于制取金刚石，反应的化学方程式为4Na+CO2=2Na2O+C，反应的条件为440℃及800个大气压，在这样的条件下，二氧化碳会形成超流体，能够吸附在钠的表面，加速电子从钠传递至二氧化碳的过程。当温度降低至400℃时，就没有金刚石的产生了，当压力下降时，生成物也主要以石墨为主。
　　液体二氧化碳密度1.1克/厘米3。液体二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳，俗称干冰，是一种低温致冷剂，密度为1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水，20℃时每100体积水可溶88体积二氧化碳，一部分跟水反应生成碳酸。化学性质稳定，没有可燃性，一般不支持燃烧，但活泼金属可在二氧化碳中燃烧，如点燃的镁条可在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳。二氧化碳是酸性氧化物，可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。无毒，但空气中二氧化碳含量过高时，也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火。二氧化碳在大气中约占总体积的0.03%，人呼出的气体中二氧化碳约占4%。实验室中常用盐酸跟大理石反应制取二氧化碳，工业上用煅烧石灰石或酿酒的发酵气中来获得二氧化碳。
　　二氧化碳对农业的影响
　　实验证明在CO2高浓度的环境下，植物会生长得更快速和高大。但是，‘全球变暖’的结果可会影响大气环流，继 而改变全球的雨量分布与及各大洲表面土壤的含水量。由于未能清楚了解‘全球变暖’对各地区性气候的影响，以致对植物生态所 产生的转变亦未能确定。

Answer 2

制法: 大理石或石灰石和盐酸反应通常需要对气体进行除杂干燥，盐酸反应时会挥发出氯化氢(HCl）气体，所以要通过饱和碳酸氢钠(NaHCO3）溶液除去气体中的氯化氢。溶液中的反应，气体溢出时会带出水蒸气，所以要求严格或必要时要对气体进行干燥，通常用装有浓硫酸的洗气瓶进行干燥。

　　CaCO3+ 2HCl ==== CaCl2+ H2O + CO2↑
　　点燃
　　C+O2=======CO2

用途：气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。
　　二氧化碳在焊接领域应用广泛。

碳氧化物之一，是一种无机物，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。（碳酸饮料基本原理）使紫色石蕊溶液变红，可以使澄清的石灰水（Ca(OH）2）变浑浊，做关于呼吸作用的产物等产生二氧化碳的试验都可以用到。还可以支持镁带燃烧。

相对密度：1.101（-37 ℃）
　　熔点（摄氏度）-56.6(5270帕）
　　沸点（摄氏度）-78.5（升华）

不溶于水

Answer 3

二氧化碳是无色无味的气体，能溶于水生成不稳定的碳酸，用于塑料大棚里植物的光合作用，一般用盐酸和碳酸钙制备

Answer 4

物理性质：无色无味无毒，密度比空气大，不易溶于水
化学性质：化学性质稳定，在空气中稳定存在
用途：制干冰，制碱工业
制法：压缩空气分离法，大理石分解法

Answer 5

物理性质：无色无味，密度比空气大的气体。 制法：炭酸钙滴加稀盐酸 用途和化学性质记不得了…