二氧化碳的循环和物理性质

知识点一： CO2的性质1．二氧化碳的物理性质（1）通常状况下，二氧化碳是一种无色无味的气体。

（2）标准状况下，二氧化碳的密度为1.977g/L，比空气大。

（3）二氧化碳能溶于水，1体积水中能溶解1体积的二氧化碳气体。

（4）三态变化：固态CO2又叫干冰。

2．二氧化碳的化学性质（1）二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧，因而它具有灭火功能（也与二氧化碳的密度大有关）。

实验室里常利用此性质来检验集气瓶里是否集满二氧化碳。

讨论：通过观察课本实验6－4，如下图17－1看到什么现象？说明了什么问题？现象与分析：下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭。

通过分析该实验的现象，可以说明二氧化碳两点性质：①二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧；②二氧化碳的密度比空气的密度大。

（2）CO2与水反应生成碳酸。

碳酸能使紫色石蕊试液变成红色。

CO2+H2O=H2CO3（紫变红）但碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水，所以实验室里不储备碳酸。

H 2CO3==H2O+CO2↑（红变紫）讨论：通过观察课本实验6－6，如下图17－2所示，看到什么现象？说明了什么问题？图17－2现象与分析：Ⅰ纸花变红说明酸能使紫色石蕊变红，Ⅱ、Ⅲ纸花不变色，说明水和二氧化碳都不能紫色石蕊变色。

Ⅳ纸花变红说明二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸且有酸性。

四组实验的对比说明了水和二氧化碳不使紫色石蕊变色，水和二氧化碳反应生成的酸使紫色石蕊变红，酸能使紫色石蕊变红。

Ⅳ纸花变红后加热，又变成了原来的紫色，说明碳酸不稳定，又分解了。

（3）CO2与石灰水反应生成白色的碳酸钙沉淀。

常利用此性质，来检验二氧化碳气体。

CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓＋H2O（清变浊）【要点诠释】1．二氧化碳不能支持一般可燃物的燃烧，但不是所有物质，有些物质如金属镁能在二氧化碳中燃烧。

2．把CO2通入紫色石蕊试液时，会观察到紫色石蕊试液变成红色。

这里使紫色石蕊试液变红的不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应后生成的碳酸，我们不能说成“二氧化碳可使紫色石蕊试液变红”，相关内容将在后面学习，盐酸、稀硫酸等也能使紫色石蕊试液变红。

二氧化碳的物理化学性质二氧化碳，化学式为CO2，是一种无色、无味、无臭的气体。

二氧化碳具有许多重要的物理化学性质，包括其基本性质、结构和热力学性质、碳循环和气候变化、二氧化碳的化学性质等。

在这篇文章中，我们将探讨这些性质及其重要性。

一、基本性质1.1 结构二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子组成，化学式为CO2。

该分子具有线性结构，碳原子与两个氧原子之间的键角为180度，分子具有一个互相作用的极性中心，共轭三重键。

1.2 密度二氧化碳密度视温度和压力而变化。

在常温常压下，它的密度约为1.98克/升（0.072737磅/立方英尺）。

如将二氧化碳压力提高，则其密度会增加。

例如，当压力为5兆帕时，二氧化碳的密度可达到629克/立方米。

1.3 溶解性二氧化碳是一种易溶于水、液态或固态溶液中的气体。

在常温常压下，水中的二氧化碳溶解度为1.45克/升。

当温度升高时，水中的溶解度会降低。

此外，在高压下，二氧化碳也有很强的溶解度，可用于压力容器或饮料容器中。

1.4 凝固点和沸点二氧化碳在常压下是一种无色气体，但它可以在某些温度和压力下变为固态。

在常温下，二氧化碳不会凝固，但当气体压缩到超过5.2大气压及低于-56.6摄氏度时，二氧化碳会凝固，成为固态二氧化碳，通常被称为干冰。

其沸点为-57℃（-70.6℉）。

二、结构和热力学性质2.1 极性二氧化碳的分子没有净电荷，因此它是一种非极性分子。

分子内部的分子键角度非常大，这意味着分子内部相互作用非常小；这又意味着二氧化碳液体或固体的化学性质不同于极性分子，如水。

2.2 热力学性质二氧化碳的热力学性质研究意义重大，因为它是地球大气层最重要的气体之一。

它的热力学性质包括其内能、焓和熵。

在工业和科学方面，了解二氧化碳的热力学性质是至关重要的，因为这些性质可以用于动力学和热力学分析。

2.3 蒸汽压蒸汽压是物质的汽化时所产生的蒸汽分子对外界压强的描述。

二氧化碳在不同温度和压力下的蒸汽压差异较大。

二氧化碳制冷原理二氧化碳制冷技术是一种广泛应用于工业和商业领域的制冷方式。

它利用二氧化碳气体的特性来实现制冷效果，具有环保、高效、安全的优点。

本文将介绍二氧化碳制冷的原理和应用。

首先，我们来了解一下二氧化碳的物理性质。

二氧化碳是一种无色、无味、无毒的气体，在常温常压下是一种稳定的气体。

当二氧化碳被压缩至高压状态时，会发生相变，从气态变为液态。

这种相变过程伴随着吸热效应，因此可以用来实现制冷效果。

其次，我们来探讨二氧化碳制冷的工作原理。

在二氧化碳制冷系统中，二氧化碳气体首先被压缩至高压状态，然后通过冷凝器散热，使其冷却成液态。

接着，液态二氧化碳通过膨胀阀降压，变成低温低压的气态二氧化碳。

这时，气态二氧化碳通过蒸发器吸收外界热量，使其温度降低，从而实现制冷效果。

最后，二氧化碳气体再次被压缩，循环往复，实现持续的制冷效果。

此外，二氧化碳制冷技术还具有一些特殊的优点。

首先，二氧化碳是一种天然存在的气体，不会对环境造成污染，具有较好的环保性。

其次，二氧化碳制冷系统可以实现高效制冷，具有较高的能效比。

此外，二氧化碳气体本身具有较高的安全性，不易燃烧，不易爆炸，适用于各种工业和商业场合。

在实际应用中，二氧化碳制冷技术被广泛应用于超市冷藏柜、冷冻库、制冷车辆等场合。

与传统的氟利昂制冷系统相比，二氧化碳制冷技术具有更低的环境影响和更高的能效比，受到越来越多的关注和应用。

总之，二氧化碳制冷技术以其环保、高效、安全的特点，成为了现代工业和商业制冷领域的重要技术之一。

通过对二氧化碳物理性质和制冷原理的深入了解，可以更好地应用和推广这一技术，为保护环境、提高能效做出贡献。

6.3 大自然中的二氧化碳一、二氧化碳的循环二、二氧化碳的性质1．实验室制取2．二氧化碳的性质答案：一、呼吸作用化石燃料火灾光合作用海水吸收二、1.石灰石大理石稀盐酸固体液体加热上大澄清石灰水澄清的石灰水变浑浊燃着集气瓶口熄灭2．无无气大能红浑浊探究二氧化碳的制取和化学性质时需注意的问题1．实验室常用石灰石固体和稀盐酸在常温下反应制得二氧化碳，因而应选用固液不加热制气装置。

2．制取二氧化碳时一般不用碳酸钠，因反应速率太快；不选用浓盐酸，是因浓盐酸有挥发性，使制得的CO2中含有HCl杂质；不选用硫酸，是因硫酸与碳酸钙反应生成微溶性硫酸钙，沉淀后覆盖在石灰石表面使反应不能完全进行。

3．二氧化碳的不支持燃烧是有条件的，是不支持一般可燃物的燃烧，有些物质如金属镁等活泼金属却能在二氧化碳中燃烧。

4．二氧化碳不供给呼吸，但二氧化碳本身无毒。

5．气态、液态、固态的二氧化碳因其分子构成相同，因而具有相同的化学性质。

【例题1】(2011·济宁中考)用化学方程式解释下列现象：(1)小颖同学在探究二氧化碳性质时，将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液，石蕊溶液很快变红色，原因是________________________________；课后清洗仪器时，小颖发现变红的石蕊溶液又变为无色，原因是__________________________________。

(2)小颖还发现，盛过石灰水的试剂瓶内壁有一层白膜，形成这层白膜的原因是______________；她用少量稀盐酸将它清洗干净，原理是____________。

解析：(1)将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液，石蕊溶液变红是由于CO2与H2O反应生成了H2CO3；石蕊溶液变为无色是由于H2CO3不稳定，分解为CO2与H2O的缘故。

(2)石灰水中的成分Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成CaCO3，CaCO3附着在瓶壁形成白膜，CaCO3不溶于水，但能与稀盐酸反应生成CaCl2、H2O、CO2而溶解。

二氧化碳的三态变化二氧化碳是碳氧化合物之一，是一种广泛存在于大气中的气体。

其化学式为CO2，常温常压下为无色、无味、不助燃的气体。

二氧化碳在自然界中是不断循环的，对植物生长和光合作用起着重要作用。

一、固态二氧化碳固态二氧化碳，也称为干冰，是二氧化碳的固体形态。

其外观似雪花，颜色为白色。

干冰的温度极低，约为-78.5℃。

在常压下，干冰极易升华，因此常被用作制冷剂。

在舞台上，干冰可以制造出特殊的烟雾效果。

二、液态二氧化碳液态二氧化碳是一种无色、透明的液体，其密度大于水。

在常压下，液态二氧化碳的温度约为-78.1℃。

由于其极低的温度，液态二氧化碳经常被用作制冷剂和保存钻石的工具。

在工业上，液态二氧化碳也常用于制造碳酸饮料和清洗精密零件。

三、气态二氧化碳气态二氧化碳是二氧化碳最常见的形态，其在常温常压下为无色、无味、不助燃的气体。

在标准条件下，二氧化碳的密度约为1.977克/升。

气态二氧化碳广泛存在于大气中，占大气体积的约4000ppm。

在自然界中，二氧化碳通过光合作用产生并被植物吸收，对维持地球生态平衡起着重要作用。

四、三态变化二氧化碳的三态变化主要涉及物理变化。

当固态二氧化碳升华时，它会吸收大量的热并转化为气态二氧化碳。

这个过程是吸热的物理变化。

同样地，当液态二氧化碳蒸发时，它会吸收大量的热并转化为气态二氧化碳。

在这个过程中，液态二氧化碳的分子结构并未改变，因此它也属于物理变化。

五、应用领域固态二氧化碳：在食品和工业领域中，固态二氧化碳被广泛用作制冷剂和干燥剂。

在医疗领域中，固态二氧化碳被用于激光眼科手术中以冷却组织。

液态二氧化碳：在工业领域中，液态二氧化碳被用作制冷剂和清洗剂。

此外，液态二氧化碳还被用于制作碳酸饮料。

气态二氧化碳：气态二氧化碳是呼吸作用的主要产物之一，也是工业上广泛使用的气体之一。

在科学实验中，气态二氧化碳也是一种常用的试剂。

此外，气态二氧化碳还被用于测量物体的密度和检测气体泄漏。

在朗肯循环中，工质在定压下进行加热、膨胀、冷凝和压缩，从而完成循环。

其中，二氧化碳作为一种常见的工质，被广泛应用于朗肯循环中。

首先，让我们了解一下二氧化碳的特点。

二氧化碳是一种无色、无味的气体，化学性质稳定，不易与其他物质发生反应。

它的沸点低，约为-78.5°C，因此在较低的温度下就可以冷凝成液体。

这些特点使得二氧化碳成为朗肯循环中理想的工质之一。

在二氧化碳朗肯循环中，二氧化碳首先被压缩到高压状态，然后进入燃烧室进行加热。

在燃烧室内，二氧化碳与燃料混合并燃烧，释放出大量的热能。

这个过程是在定压下进行的，以保证工质的热力学状态不变。

接着，被加热的二氧化碳进入膨胀机进行膨胀，推动发电机转动并产生电能。

在这个过程中，二氧化碳的体积增大，压力减小，释放出机械能。

这个过程也是定压下进行的，以保证工质的热力学状态不变。

然后，二氧化碳被冷凝成液体状态，并通过节流阀进行节流，再次进入燃烧室进行加热和膨胀，完成循环。

这个过程中，二氧化碳通过液体的冷凝和节流来回收一部分能量，提高了循环效率。

总的来说，二氧化碳朗肯循环是一种高效、环保的发电方式。

它利用了二氧化碳的稳定性和低沸点等特点，实现了在较低温度下的热能回收和发电。

在未来，随着技术的不断进步和环保要求的提高，二氧化碳朗肯循环将在能源利用和环保领域发挥更加重要的作用。

二氧化碳的性质二氧化碳为自然界中常见的物质之一，由于其特有的性质，在很多领域得到了广泛的应用，下面为大家介绍一下二氧化碳的部分性质。

一、二氧化碳的化学性质二氧化碳为酸性氧化物。

通常情况下，CO2性质稳定，不活泼，无毒性，不燃烧，不助燃，但在高温或有催化剂存在的情况下，CO2也参加一些化学反应。

1．还原反应高温下，CO2可分解为CO和O2。

CO2 CO＋1/2O2 －283kJ该反应为吸热可逆反应。

在1200℃，CO2的平衡分解率仅为3.2%；加热到1700℃以上，平衡分解率明显增大，到2227℃时，约有15.8%的CO2分解。

紫外光和高压放电均有助于CO2的分解反应，但分解率都不会很高。

在CO2气氛中，燃烧着的镁、铝和钾等活泼金属可以继续保持燃烧，反应生成金属氧化物，析出游离态碳。

CO2＋2Mg→2MgO＋CCO2还可以用其他方法还原，通常的还原剂为氢气：CO2＋H2→CO＋H2O该反应是一氧化碳变换反应的逆反应，是吸热反应，需在高温和有催化剂存在的条件下进行（见合成氨）。

在含碳物质燃烧过程中，常伴有二氧化碳还原反应。

CO2＋C→2CO在加热和催化剂作用下，CO2还可以被烃类还原,例如：CO2＋CH4→2CO＋2H22．有机合成反应⑴. 尿素在高温（170-200℃）和高压（13.8-24.6MPa）下，二氧化碳和氨反应，生成氨基甲酸铵：CO2＋2NH3 NH2COONH4NH2COONH4失去一分子水生成尿素CO(NH2)2(见尿素)。

这个反应是CO2化工应用中最重要的反应之一。

它被广泛应用于尿素及其它衍生物的生产过程中。

⑵. 水杨酸CO2在有机合成中的另一重要反应是Kolbeschmitt反应，即苯酚钠的羧化反应，反应温度约150℃，压力0.5MPa,反应生成水杨酸。

反应式为：该反应被广泛应用于医药、燃料和农药的生产过程中。

⑶. 甲醇在升温加压和有铜-锌催化剂存在时，用CO2、CO和H2的气态混合物可以合成甲醇，反应式如下：CO2＋3H2＝CH3OH＋H2O⑷.其他在特定的条件下，CO2与氢反应可以合成低级烃类，如：CO2＋4H2→CH4＋2H2O二氧化碳能使环氧乙烷羧化，用来制取碳酸亚乙酯。