氧氣的物理和化學性質
氧氣,化學式O2,式量32.00,無色無味氣體,氧元素最常見的單質形態。接下來小編為你整理了,一起來看看吧。
氧氣的物理性質
無色無味氣體,熔點218.8℃,沸點-183.1℃,相對密度1.14***-183℃,水=1***,相對蒸氣密度1.43***空氣=1***,飽和蒸氣壓506.62kPa***-164℃***,臨界溫度-118.95℃,臨界壓力5.08MPa,辛醇/水分配係數:0.65。大氣中體積分數:20.95%***約21%***。
同素異形體:臭氧***O***,四聚氧***O***,紅氧***O***。
性質 | 條件或符號 | 單位 | 資料 |
氣體密度 | 克/立方厘米 | 0.001331 | |
液體密度 | 千克/升 | 1.141 | |
氣體比重 | 空氣=1 | 1.105 | |
摩爾體積 | 標準狀況 | 升/摩爾 | 22.39 |
溶解熱 | 千焦/摩爾 | 0.44 | |
氣化熱 | 千焦/摩爾 | 6.82 | |
介電常數 | 20℃,1大氣壓 | 1.0004947+2 | |
液氧介電常數 | -193℃ | 1.507 | |
折射係數 | 0℃,1大氣壓 | 1.000271 | |
磁感性 | 20℃ | 立方厘米/克 | 106.2 |
遷移率 | 正離子 負離子 | 平方釐米/伏.秒 平方釐米伏.秒 | 1.32 1.83 |
擴散係數 (同種氣體中) | 0℃,133.3Pa 正離子 負離子 | 平方釐米/伏.秒 平方釐米/伏.秒 | 21.3 32.0 |
在水中的分子擴散係數 | 20℃ | 平方釐米/伏.時 | 6.7×10 -2 |
電離能 | 氧分子 | 千焦/摩爾 | 1165.9 |
表格參考資料來源:高純氣體
氧氣的化學性質
氧氣的化學性質比較活潑。除了稀有氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀之外,大部分的元素都能與氧氣反應,這些反應稱為氧化反應,而經過反應產生的化合物***有兩種元素構成,且一種元素為氧元素***稱為氧化物。一般而言,非金屬氧化物的水溶液呈酸性,而鹼金屬或鹼土金屬氧化物則為鹼性。此外,幾乎所有的有機化合物,可在氧中劇烈燃生成二氧化碳與水。化學上曾將物質與氧氣發生的化學反應定義為氧化反應,氧化還原反應指發生電子轉移或偏移的反應。氧氣具有助燃性,氧化性。
化學方程式 | 現象 | |
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與鉀的反應 |
4K+O 2 =2K 2 O
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鉀的表面變暗 |
2K+O 2 =K 2 O 2 | ||
K+O 2 =KO 2 ( 超氧化鉀 )
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與鈉的反應 | 4Na+O 2 =2Na 2 O | 鈉的表面變暗 |
產生黃色火焰,放出大量的熱,生成淡黃色粉末 | ||
與鎂的反應 | 2Mg+O 2 = 點燃 =2MgO | 劇烈燃燒發出耀眼的強光,放出大量熱,生成白色粉末狀固體。 |
與鋁的反應 | 4Al+3O 2 = 點燃 =2Al 2 O 3 | 發出明亮的光,放出熱量,生成白色固體。 |
與鐵的反應 |
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3Fe+2O 2 = 點燃 =Fe 3 O 4 |
紅熱的鐵絲劇烈燃燒,火星四射,放出大量熱,生成黑色固體。
鐵絲在充滿氧氣的集氣瓶中燃燒
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與鋅的反應 | 2Zn+O 2 = 點燃 =2ZnO | |
與銅的反應 |
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加熱後亮紅色的銅絲表面生成一層黑色物質。 |
化學方程式
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現象
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與氫氣的反應
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2H 2 +O 2 = 點燃 =2H 2 O
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安靜地燃燒,產生淡藍色的火焰,生成水並放出大量的熱。 [8]
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與碳的反應
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C+O 2 = 點燃 =CO 2
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劇烈燃燒,發出白光,放出熱量,生成使 澄清石灰水 變渾濁的氣體。 [9]
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2C+O 2 = 點燃 =2CO (氧氣不充足時)
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與硫的反應
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S+O 2 = 點燃 =SO 2
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在空氣中燃燒,發出微弱的淡藍色火焰;在純氧中燃燒得更旺,發出藍紫色火焰,放出熱量,生成有刺激性氣味的氣體 [10] 。該氣體能使澄清石灰水變渾濁,且能使酸性高錳酸鉀溶液或 品紅 溶液褪色,褪色的品紅溶液加熱後顏色又恢復為紅色。
硫在氧氣中燃燒
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與 紅磷 的反應
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4P+5O 2 = 點燃 =2P 2 O 5
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發出耀眼白光,放熱,生成大量白煙。
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與 白磷 的反應
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白磷在空氣中自燃,發光發熱,生成白煙。
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與氮氣的反應
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N 2 +O 2 = 高溫或放電 =2NO
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如甲烷、乙炔、酒精、石蠟等能在氧氣中燃燒生成水和二氧化碳。
氣態烴類的燃燒通常發出明亮的藍色火焰,放出大量的熱,生成水和能使澄清石灰水變渾濁的氣體。
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甲烷 | CH 4 +2O 2 = 點燃 =CO 2 +2H 2 O | |
乙烯 | C 2 H 4 +3O 2 = 點燃 =2CO 2 +2H 2 O | |
乙炔 | 2C 2 H 2 +5O 2 = 點燃 =4CO 2 +2H 2 O | |
苯 | 2C 6 H 6 +15O 2 = 點燃 =12CO 2 +6H 2 O | 在空氣中燃燒時,火焰明亮並有濃黑煙。 |
甲醇 | 2CH 3 OH+3O 2 = 點燃 =2CO 2 +4H 2 O | |
乙醇 | CH 3 CH 2 OH+3O 2 = 點燃 =2CO 2 +3H 2 O | |
烴 的燃燒通式 |
(通式完成後應注意化簡!下同)
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碳氫氧化合物與氧氣發生燃燒的通式 | 4C x H y O z +(4 x + y -2 z )O 2 = 點燃 =4x CO 2 +2 y H 2 O | |
乙醇被氧氣氧化 |
此反應包含兩個步驟:
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氯仿與氧氣的反應 | 2CHCl 3 +O 2 =2COCl 2 (光氣)+2HCl |
硫化氫 的燃燒 |
2H 2 S+3O 2 (過量)= 點燃 =2H 2 O+2SO 2 [11]
2H 2 S+O 2 (少量)= 點燃 =2H 2 O+2S [11]
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煅燒 黃鐵礦 | 4FeS 2 +11O 2 = 高溫 =2Fe 2 O 3 +8SO 2 |
二氧化硫的催化氧化 |
2SO 2 +O 2 ← 催化劑,△ →2SO 3
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空氣中硫酸酸雨的形成 |
2SO 2 +O 2 +2H 2 O=2H 2 SO 4
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氨在純氧中的燃燒 | 4NH 3 +3O 2 (純)= 點燃 =2N 2 +6H 2 O |
氨的催化氧化 | |
一氧化氮 與氧氣的反應 |
2NO+O 2 =2NO 2
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轉化為 臭氧 的反應 | 3O 2 = 放電 =2O 3 (該反應為可逆反應) |
鹽酸的物理化學性質