二氧化碳的物理性质 化学性质 用途 制法

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。

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↑

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

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。

制法

工业制法

　　高温煅烧石灰石

　　CaCO3==高温== CaO + CO2↑

实验室制法

　　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

　　另外，不能用碳酸钠和盐酸反应制取，因为反应速率太快，不易收集；不能用碳酸钙和浓盐酸反应，因为浓盐酸易挥发出大量氯化氢气体，使碳酸氢钠无法完全去除，制得的二氧化碳纯度会下降；也不能用碳酸钙和稀硫酸反应收集，因为反应会生成难溶的硫酸钙，硫酸根会附着在碳酸钙表面，使碳酸钙无法与酸接触，影响反应的继续。附：CaCO3+H2SO4====CaSO4+H2O+CO2↑

　　Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑

　　Na2CO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+CO2↑

　　（上文实验室不适用的三种方法）

民间制法

　　小苏打（碳酸氢钠）和白醋反应

　　NaHCO3+ CH3COOH ==== CH3COONa + H2O+ CO2↑

有关化学方程式　　由于碳酸很不稳定，容易分解：

　　H2CO3==== H2O + CO2↑　　

所以，2HCl + CaCO3==== CaCl2+ H2O + CO2↑

　　二氧化碳能微溶于水形成碳酸：

　　CO2+ H2O ==== H2CO3

　　向澄清的石灰水加入二氧化碳，会使澄清的石灰水变浑浊，生成碳酸钙沉淀：

　　CO2+ Ca(OH)2==== CaCO3↓ + H2O

　　如果二氧化碳过量会有：

　　CaCO3+ CO2+ H2O ==== Ca(HCO3)2

　　二氧化碳会使烧碱变质：

　　2NaOH + CO2==== Na2CO3+ H2O

　　如果二氧化碳过量：

　　Na2CO3+ CO2+ H2O ==== 2NaHCO3

　　即：

　　NaOH + CO2==== NaHCO3

　　二氧化碳和金属镁反应：

　　2Mg + CO2（过量） ==点燃==2MgO + C

　　Mg + CO2（少量） ==点燃==MgO + CO

　　工业制法：高温煅烧石灰石：

　　CaCO3==高温== CaO + CO2↑

　　实验室制法：

　　CaCO3+2HCI=CaCl2+ H2O + CO2↑

　　C+O2==点燃==CO2

　　二氧化碳的固定：

　　CO?+C5→（酶） 2C?

　　在光合作用中的暗反应阶段，一分子的CO2和一分子的五碳化合物反应生成两分子的三碳化合物。

　　二氧化碳与一氧化碳的互相转化：

　　CO2+C==高温==2CO

　　2CO+O2==点燃==2CO2。