初中化学常见的气体
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初中化学常见的气体
初中化学中常见的气体包括氧气（O2）、氢气（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）、二氧化硫（SO2）、臭氧（O3）、甲烷（CH4）和乙烯（C2H4）。
一、氧气（O2）
1. 物理性质：通常情况下，是无色无味的气体，密度略大于空气，不易溶于水。
2. 化学性质：供给呼吸和支持燃烧。
（1）C＋O2 == CO2 (发出白光，放出热量)
（2）S＋O2 == SO2 (空气中—淡蓝色火焰；氧气中—紫蓝色火焰)
（3）4P＋5O2 == 2P2O5 (产生白烟，生成白色固体P2O5)
（4）3Fe＋2O2 == Fe3O4 (剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体)
（5）蜡烛在氧气中燃烧，发出白光，放出热量。
(注：O2具有助燃性，但不具有可燃性，不能燃烧。)
3. 用途
（1）供呼吸
（2）炼钢
（3）气焊
二、氢气（H2）
1. 物理性质：通常情况下，是无色无味的气体，是自然界中密度最小的气体，难溶于水。 2. 化学性质：可燃性和还原性。
（1）可燃性
2H2＋O2 === 2H2O
H2＋Cl2 === 2HCl
（2）还原性：
H2＋CuO === Cu＋H2O
3H2＋WO3 === W＋3H2O
3H2＋Fe2O3 === 2Fe＋3H2O
3. 用途
（1）填充气球、飞艇(密度比空气小)
（2）合成氨、制盐酸
（3）焊接或切割金属(可燃性)
（4）冶炼金属（还原性）
（5）用作火箭或导弹的高能燃料
三、一氧化碳（CO）
1. 物理性质：通常情况下，是无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。
2. 化学性质：可燃性（(火焰呈蓝色，放出大量的热，可作气体燃料)）和毒性。
3. 用途
（1）作燃料
（2）冶炼金属
①可燃性：
CO＋O2 == 2CO2
②还原性：
CO＋CuO === Cu＋CO2
3CO＋WO3 === W＋3CO2
3CO＋Fe2O3 == 2Fe＋3CO2
注意：CO跟血液中血红蛋白结合，破坏血液输氧的能力。
四、二氧化碳（CO2）
1. 物理性质：通常情况下，是无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大，CO2的固体叫“干冰”，易升华。
2. 化学性质：一是本身不燃烧，也不支持燃烧。二是和水反应生成碳酸。三是和碱反应（主要是氢氧化钠和氢氧化钙）。四是二氧化碳（CO2）具有氧化性。氧化性是指氧化剂夺电子的能力，元素的化合价价态越高，氧化性越强。由于CO2中碳的化合价为+4价，因此它具有氧化性。
（1）CO2＋H2O === H2CO3 (酸性)
（2）H2CO3 === H2O＋CO2↑) (不稳定)
（3）CO2＋Ca(OH)2 ==CaCO3↓＋H2O(鉴别CO2)
（4）CO2＋2NaOH ==Na2CO3＋H2O
（5）CaCO3 == CaO + CO2↑(工业制CO2)
（6）二氧化碳的氧化性可以通过以下化学方程式体现： ①二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳：
CO2＋ C == 2CO
这个反应中，二氧化碳作为氧化剂，碳作为还原剂，二氧化碳的氧化性体现在它将碳从0价氧化到+2价。
②二氧化碳与镁在点燃条件下反应生成氧化镁和碳：
CO2＋2Mg == 2MgO＋C
在这个反应中，二氧化碳同样作为氧化剂，在高温下镁被氧化成氧化镁，而二氧化碳中的碳元素则被还原成碳。
3. 用途
（1）用于灭火(利用其不可燃烧，也不支持燃烧的性质)。
（2）制饮料、化肥和纯碱。
五、甲烷（CH4）
1. 物理性质：甲烷是一种无色、无味、极难溶于水、密度比空气小的气体。
2. 化学性质：可燃性。
（1）甲烷的燃烧反应(氧化反应)
燃烧现象 检验产物
方法 现象 结论
淡蓝色火焰 在火焰上方罩一个干燥的烧杯 烧杯内壁有水珠产生 生成了水
在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的烧杯 烧杯内壁变浑浊 生成了二氧化碳
（2）甲烷的燃烧
CH4＋2O2＝＝CO2＋2H2O 甲烷是优良的气体燃料，通常状况下，1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，放出890 kJ能量。因此以甲烷为主要成分的天然气、沼气是理想的清洁能源。
（3）特别提醒
①点燃甲烷前必须检验纯度。空气中的甲烷含量在5%～15.4%(体积)范围内时，遇火花发生爆炸；②煤矿中的瓦斯爆炸多数是甲烷气体爆炸引发的。
②将CH4通入酸性KMnO4溶液中，酸性KMnO4溶液的颜色不发生变化，CH4分子为正四面体结构，结构对称，通常情况下化学性质比较稳定。
3. 用途
（1）甲烷易燃烧，完全燃烧生成CO2、H2O并放出大量的热量，因此甲烷可用作燃料。天然气和沼气都是理想的清洁能源。
（2）甲烷还可用作化工原料。
六、氮气（N2）
1. 物理性质：常温常压下是一种无色无味的气体，微溶于酒精和水（在273 K和100 kPa下100 ml水能溶解2.4 ml氮气）。
2. 化学性质：氮气的化学性质通常是非常稳定的。这种稳定性源于氮气分子中的氮氮叁键，该键的键能非常高（约为941 kJ/mol），使得氮气分子在常温常压下不容易被破坏或参与化学反应。在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以与氢气反应生成氨。此外，氮气在放电的情况下可以与氧气反应形成氮的氧化物。Ca、Mg、Na、Sr和Ba等活泼金属只有在加热的情形下才能与N2反应，形成金属的氮化物（如Mg3N2, Na3N等）。
3. 用途
（1）氮气的化学性质很稳定，一般不与其他物质发生反应。氮气常被用作保护气体，以防止某些物体暴露于空气时被氧气氧化。比如用氮气将特定容器中的空气驱替置换，起到隔离、阻燃、防爆、防腐的作用。氮气还可在已加工的食品和药品的包装中用作覆盖气体，密封电缆、电话线以及给可膨胀的橡胶轮胎加压等。作为一种防腐剂，氮气也常被替置与井下，以减缓管柱与地层流体接触所产生的腐蚀。
（2）高纯氮气在金属熔铸工艺中被用于对金属熔体精炼处理，以提高铸坯质量
（3）生产的氮气大约10%用作制冷剂，主要包括：低温加工橡胶、工程技术部件的冷缩配合和安装、生物标本，如血液的的保存、在运输中制冷等。
七、臭氧（O3）
1. 物理性质：在常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，它的密度比氧气的大；液态臭氧呈深蓝色，沸点为-112.4摄氏度，固态臭氧呈紫黑色，熔点为-251摄氏度。
2. 化学性质：不稳定，具有极强的氧化性，可用于漂白和消毒。
3. 用途
（1）阻挡紫外线
臭氧层在阻挡紫外线方面发挥着至关重要的作用。它能有效地吸收太阳光线中的紫外线，从而为人类提供了一道天然的防护屏障，避免人们受到紫外线的伤害。此外，臭氧层还能抵抗太阳光线的热量，防止地球表面过度受暖，有助于维护地球表面的生态环境，并确保地球维持在一个适宜的温度范围内。
（2）净化空气
臭氧在净化空气方面具有显著作用。其超强的氧化性使其能够迅速分解不良气味中的物质，从而消除异味。当臭氧排气管挂在1.7米以上的高度，排放20-30分钟，可以有效去除室内烟尘或装饰材料的异味，同时降尘灭菌，增加空气含氧量，使空气变得清新。这种清洁氧化剂不会产生二次污染物，因此是一种高效且环保的空气净化方法。
（3）漂白
臭氧因其强大的氧化作用，被广泛用作漂白剂。在洗衣、食品和废水处理中，臭氧的漂白效果尤为显著。这种强氧化性使得臭氧能够有效地去除颜色和杂质，从而达到漂白的目的。在化学工业中，臭氧也被用于纸浆和纺织品的漂白，确保产品的纯净度和色泽。此外，臭氧水在沐浴时还具有漂白、美容和保健的效果。
（4）食物净化
臭氧在食物净化方面具有显著作用。它能由表及里地降解果蔬和粮食中残留的化肥、农药等有毒物质。此外，臭氧还能清除肉类和蛋类中的抗生素、化学添加剂和激素等有害成分。更为重要的是，它还能杀灭海鲜中可能引起中毒的嗜盐性菌，从而有效地防止了因食用受污染食物而导致的疾病。
