服务热线:15980987101

新闻中心

当前位置:新闻中心

二氧化碳的性质

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020/11/26 5:41:38 * 浏览: 4

    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+C                      

    CO2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+2H2                      

    2.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 NH2COONH4    

    NH2COONH4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+H2O

    ⑷.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。通过另外一些特定反应还可以制羧酸、酯、内酯和吡喃酮等有机物。上述反应所需催化剂一般为钯、铑、镍等过渡金属的络合物。

    3.生化反应

    CO2在地球环境中起重要作用。在植物新陈代谢过程中,叶绿素在光合作用下,利用空气中的CO2与水合成糖等有机物,同时释放出氧气:

    在动物的呼吸循环中,发生上述反应的逆反应,即从大气中吸入氧气,与体内的糖反应,产生动物活动所需的热能,同时排出CO2气。