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二氧化碳的物理性质和化学性质?

二氧化碳的物理性质

状态:在常温常压下,二氧化碳是一种无色无味的气体。在低温高压条件下,二氧化碳能够变成液体甚至固体,固态二氧化碳俗称“干冰”,干冰在常压下会直接升华(由固态直接变为气态),升华时吸收大量的热。

密度:二氧化碳的密度比空气大。标准状况下(0℃、101kPa),二氧化碳密度为1.977g/L ,可以利用向上排空气法收集二氧化碳气体。

溶解性:二氧化碳能溶于水,通常情况下,1体积的水大约能溶解1体积的二氧化碳,增大压强会溶解得更多。汽水等碳酸饮料就是利用了二氧化碳的这一性质,在加压的情况下将二氧化碳溶解在水中制成的。

二氧化碳的化学性质

一般情况下不支持燃烧,也不能燃烧:将燃着的木条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,木条会熄灭,这一性质可用于灭火。但有些活泼金属,如镁,在点燃的条件下能在二氧化碳中继续燃烧,反应的化学方程式为2Mg+CO2= ⁣= ⁣=点燃2MgO+C2Mg + CO_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2MgO + C

与水反应:二氧化碳能与水反应生成碳酸,化学方程式为CO2+H2O= ⁣= ⁣=H2CO3CO_{2}+H_{2}O=\!=\!=H_{2}CO_{3}。碳酸不稳定,容易分解成二氧化碳和水,化学方程式为H2CO3= ⁣= ⁣=H2O+CO2H_{2}CO_{3}=\!=\!=H_{2}O + CO_{2}\uparrow。将二氧化碳通入紫色石蕊试液中,试液会变红,就是因为二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸使石蕊试液变红;加热变红的石蕊试液,溶液又会变回紫色,这是因为碳酸分解,二氧化碳逸出。

与碱反应:二氧化碳能与碱溶液发生反应。例如,二氧化碳与澄清石灰水反应,化学方程式为CO2+Ca(OH)2= ⁣= ⁣=CaCO3+H2OCO_{2}+Ca(OH)_{2}=\!=\!=CaCO_{3}\downarrow+H_{2}O,该反应可用于检验二氧化碳。二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,化学方程式为CO2+2NaOH= ⁣= ⁣=Na2CO3+H2OCO_{2}+2NaOH=\!=\!=Na_{2}CO_{3}+H_{2}O,实验室常用氢氧化钠溶液来吸收二氧化碳。

参与光合作用:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧气,这一过程就是光合作用,其总反应式为6CO2+6H2O= ⁣= ⁣=光能、叶绿体C6H12O6+6O26CO_{2}+6H_{2}O\stackrel{光能、叶绿体}{=\!=\!=}C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}。二氧化碳是光合作用的重要原料,对于维持地球的生态平衡起着至关重要的作用。