二氧化碳物理化学性质

性状：无色无臭，不燃烧、不助燃，可压缩至高压的气体。 
相对密度 1.977（0℃）
溶解性：溶于水，气体二氧化碳溶解度171.3g/cm3水（0℃），水溶液呈酸性。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，也常在舞美中用于制造烟雾。
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。  

二氧化碳产品用途

大量用作纯碱、小苏打、铅白、尿素和碳酸氢铵等的原料，还可用作灭火剂、保鲜制冷剂等;气体二氧化碳主要用作制纯碱、化肥(碳酸氢铵、尿素)及合成甲醇和无机盐工业的原料，亦用于钢铸件淬火和铅白制造，还用于制造干冰等。液体二氧化碳用于焊接、发酵工业、冷却和清凉饮料、制糖工业、医用局部麻醉，还用作大型铸钢防泡剂、植物成长促进剂、防氧化剂及灭火剂等。固体二氧化碳用于青霉素生产，鱼类、奶油、冰淇淋等食品贮存及低温运输等方面。;

二氧化碳应用领域

气体二氧化碳主要用作制纯碱、化肥(碳酸氢铵、尿素)及合成甲醇和无机盐工业的原料，亦用于钢铸件淬火和铅白制造，还用于制造干冰等。液体二氧化碳用于焊接、发酵工业、冷却和清凉饮料、制糖工业、医用局部麻醉，还用作大型铸钢防泡剂、植物成长促进剂、防氧化剂及灭火剂等。固体二氧化碳用于青霉素生产，鱼类、奶油、冰淇淋等食品贮存及低温运输等方面。
二氧化碳在工业上有着广泛的用途，把二氧化碳和食盐原料可生产纯碱；二氧化碳与氨作用可制得尿素和碳酸氢铵等氮肥；二氧化碳与一氧化碳、氢在高温压下经催化可合成甲醇；二氧化碳是无机盐工业的原料；治金工业中用于钢铸件的淬火；干冰的升华潜热很大，在-60℃时为366.24J/g，具有很好的制冷效果，在低温实验，人工降雨、模制橡胶部件去毛刺和高速研磨等场合，都用干冰做制冷剂，干冰还可作食品的速冻保鲜剂；二氧化碳还可作为灭火剂，清凉饮料汽水、啤酒等生产也需要二氧化碳；近年，还用于开采石油、二次采油、输送粉煤等。碳酸盐类产品：碳酸钠、碳酸钾、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙、晶体碳酸钙、轻质碳酸镁、碳酸钡、铅白、碳酸氢钠、碳酸氢铵等。
（1）碳酸环己胺（C13H26N2O2）用作缓蚀防锈剂。
（2）碳酸乙撑酯（C3H4O3）用作水玻璃浆料、合成呋喃唑酮、有机溶剂、表面活性剂的原料以及作纤维整理剂等。
（3）六亚甲基二异氰酸酯 是高分子合成的中间体，主要用于合成聚氨酯橡胶和聚氨酯涂料。
（4）邻羟基苯甲酸 用于医药、食品、香料、染料等的生产，还用作橡胶硫化延缓剂。
（5）对羟基苯甲酸 用于防腐、杀菌消毒剂、食品添加剂，以及化妆品、医药等方面。1-羟基-2-萘甲酸，以萘酚为原料，加入氢氧化钠溶液，通入二氧化碳，再经酸化而得。主要用于长效电池、彩色影片成色剂、酸性媒介染料的中间体等。用相似的工艺方法也可得到2-羟基-3-萘甲酸，用于生产色酚染料以及医药、有机颜料的中间体。
研究发展中的二氧化碳化工的新工艺路线可举例如下：（1）合成天然气
（2）合成烃类（费-托合成法）
（3）合成甲醇
（4）合成甲酸
（5）合成草酸
（6）合成羧酸和内酯
（7）合成烷基胺和烷基甲酰胺

二氧化碳制备方法

在工业上，二氧化碳是煅烧石灰石制取石灰或发酵过程的副产品，也是生产氨、汽油和其他化工产品的烃类-蒸气转化炉的副产物，从烟道气（主要由氮气和二氧化碳组成）中可回收得到二氧化碳，还可直接从富含二氧化碳的天然气井中获得。
CO2通常是酒精发酵和合成氨生产中的副产物，也可由煅烧石灰石而产生。经水洗、净化、压缩成液体CO2。
一般由糖类发酵制造酒精时所产生的气体经水洗、净化、干燥、冷却，并压缩成液体。
煅烧法高温煅烧石灰石(或白云石)过程中产生的二氧化碳气，经水洗、除杂、压缩，制得气体二氧化碳。其
CaCO3[高温]→CaO+CO2↑
发酵气回收法生产乙醇发酵过程中产生的二氧化碳气体，经水洗、除杂、压缩，制得二氧化碳气。
副产气体回收法 氨、氢气、合成氨生产过程中往往有脱碳(即脱除气体混合物中二氧化碳)过程，使混合气体中二氧化碳经加压吸收、减压加热解吸可获得高纯度的二氧化碳气。

二氧化碳历史

在17世纪，法兰德斯化学家海尔蒙特发现在密封容器内燃烧木炭，剩下的气体的密度比原来的气体更高。
1750年代，苏格兰物理学家约瑟夫·布莱克又对二氧化碳有更进一步的研究：石灰石加热或加入酸后会产生一种它称为“固定空气”的气体。
液化二氧化碳首次（在高温压力）在1823年制成。最早描述固体二氧化碳是由查尔斯在1834年开设了压力容器的液体二氧化碳，才发现，冷却所产生的快速蒸发的液体产生了“雪”，即固体二氧化碳。

二氧化碳构成原理

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危害，但其超过一定量时会影响人（其他生物也是）的呼吸，原因是血液中的碳酸浓度增大，酸性增强，并产生酸中毒。空气中二氧化碳的体积分数为1%时，感到气闷，头昏，心悸；4%-5%时感到眩晕。6%以上时使人神志不清、呼吸逐渐停止以致死亡
空气中有微量的二氧化碳，约占0.039%。二氧化碳能溶于水中，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、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。

二氧化碳有关化学方程式

C+O2点燃====CO2   现象：生成能使纯净的石灰水变浑浊的气体
Ca（OH）2+CO2===CaCO3↓+H2O 现象：生成白色的沉淀，用于检验二氧化碳
CaCO3+CO2+H2O===Ca（HCO3）2  现象：白色固体逐渐溶解
Ca（HCO3） △====CaCO3↓+CO2↑+H2O 现象：生成白色的沉淀，同时有能使纯净的石灰水变浑浊的气体生成
Cu2（OH）2CO3△====2CuO+H2O+CO2↑ 现象：固体由绿色逐渐变成黑色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成
2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O（也可为KOH） 现象：不明显
CaCO3高温====CaO+CO2↑  现象：有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成
跟一氧化碳有关的，但同时也跟二氧化碳有关：
Fe3O4+4CO====3Fe+4CO2 现象：固体由黑色变成银白色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成
高温
FeO+CO===Fe+CO2      现象：固体由黑色逐渐变成银白色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成
高温
Fe2O3+3CO====2Fe+3CO2 现象：固体由红色逐渐变成银白色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成
高温
CuO+CO====Cu+CO2      现象：固体由黑色变成红色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成

二氧化碳安全性

因为二氧化碳比空气重，所以在低漥处的浓度较高。以人工凿井或挖孔桩时，若通风不良则会造成井底的人员窒息。CO2的正常含量是0.03%，当CO2的浓度达1%会使人感到气闷、头昏、心悸，达到4%~5%时人会感到气喘、头痛、眩晕，而达到10%的时候，会使人体机能严重混乱，使人丧失知觉、神志不清、呼吸停止而死亡。 应避免之物质：
各种金属粉尘(例如镁、锆、钛、铝、锰)：当悬浮在二氧化碳中易点燃而爆炸。
水：会形成碳酸。
二氧化碳中毒
二氧化碳中毒是人吸入高浓度的二氧化碳所出现的昏迷及脑缺氧情况，一般大气中二氧化碳含量超过1%时，人即有轻度中毒反应；当超过3%时，开始出现呼吸困难；超过6%时，就会重度中毒甚至死亡。
征状
中毒主要征状有：头痛、头愫晕、耳鸣、气急、胸闷、乏力、心跳加快，面颊发绀、烦躁、谵妄、呼吸困难，如情况持续，就会出现嗜睡、淡漠、昏迷、反射消失、瞳孔散大、大小便失禁、血压下降甚至死亡。
补救
打开门窗、通风孔，抢救者才可进入。将病人救出后，在空气新鲜处进行人工呼吸，心脏按摩，吸氧（避免高压、高流量、高浓度给氧，以免呼吸中枢更为抑制），开始1～2L／分，随病人呼吸好转逐渐增大给氧量（4--5L/分），以至采用高压氧治疗。(最好是纯氧)
吸入兴奋剂：多种兴奋剂交替、联合使用，如洛贝林、山梗菜碱等。
防止脑和肺水肿：应用脱水剂、激素，限制液量和速度，吸入钠的份量亦应限制。
对症治疗：给予多种维生素、细胞色素C、能量合剂、高渗糖，以防感染。
抢救同时要留意有没有其他有毒气体存在，如一氧化碳等。

二氧化碳储运特性

库房通风低温干燥; 与有机物、易燃气体分开存放