磁盤空間不足。 磁盤空間不足。
二氧化碳為自然界中常見的物質之一,由于其特有的性質,在很多領域得到了廣泛的應用,下面為大家介紹一下二氧化碳的部分性質。
一、二氧化碳的化學性質
二氧化碳為酸性氧化物。通常情況下,CO2性質穩定,不活潑,無毒性,不燃燒,不助燃,但在高溫或有催化劑存在的情況下,CO2也參加一些化學反應。
1.還原反應
高溫下,CO2可分解為CO和O2。
CO2→CO+1/2O2 -283kJ
該反應為吸熱可逆反應。在1200℃,CO2的平衡分解率僅為3.2%;加熱到1700℃以上,平衡分解率明顯增大,到2227℃時,約有15.8%的CO2分解。紫外光和高壓放電均有助于CO2的分解反應,但分解率都不會很高。
在CO2氣氛中,燃燒著的鎂、鋁和鉀等活潑金屬可以繼續保持燃燒,反應生成金屬氧化物,析出游離態碳。
CO2+2Mg→2MgO+C
CO2還可以用其他方法還原,通常的還原劑為氫氣:
CO2+H2→CO+H2O
該反應是一氧化碳變換反應的逆反應,是吸熱反應,需在高溫和有催化劑存在的條件下進行(見合成氨)。
在含碳物質燃燒過程中,常伴有二氧化碳還原反應。
CO2+C→2CO
在加熱和催化劑作用下,CO2還可以被烴類還原,例如:
CO2+CH4→2CO+2H2
2.有機合成反應
⑴. 尿素
在高溫(170-200℃)和高壓(13.8-24.6MPa)下,二氧化碳和氨反應,生成氨基甲酸銨:
CO2+2NH3 NH2COONH4
NH2COONH4失去一分子水生成尿素CO(NH2)2(見尿素)。這個反應是CO2化工應用中最重要的反應之一。它被廣泛應用于尿素及其它衍生物的生產過程中。
⑵. 水楊酸
CO2在有機合成中的另一重要反應是Kolbeschmitt反應,即苯酚鈉的羧化反應,反應溫度約150℃,壓力0.5MPa,反應生成水楊酸。反應式為:
該反應被廣泛應用于醫藥、燃料和農藥的生產過程中。
⑶. 甲醇
在升溫加壓和有銅-鋅催化劑存在時,用CO2、CO和H2的氣態混合物可以合成甲醇,反應式如下:
CO2+3H2=CH3OH+H2O
⑷.其他
在特定的條件下,CO2與氫反應可以合成低級烴類,如:
CO2+4H2→CH4+2H2O
二氧化碳能使環氧乙烷羧化,用來制取碳酸亞乙酯。通過另外一些特定反應還可以制羧酸、酯、內酯和吡喃酮等有機物。上述反應所需催化劑一般為鈀、銠、鎳等過渡金屬的絡合物。
3.生化反應
CO2在地球環境中起重要作用。在植物新陳代謝過程中,葉綠素在光合作用下,利用空氣中的CO2與水合成糖等有機物,同時釋放出氧氣:
在動物的呼吸循環中,發生上述反應的逆反應,即從大氣中吸入氧氣,與體內的糖反應,產生動物活動所需的熱能,同時排出CO2氣。