氧氣的物理和化學性質
General 更新 2024年11月28日
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 | |
|---|---|---|
| 與鉀的反應 |
4K+O 2 =2K 2 O
|
鉀的表面變暗 |
| 2K+O 2 =K 2 O 2 | ||
|
K+O 2 =KO 2 （ 超氧化鉀 ）
|
||
| 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 |
|
|
| 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
|
|
| 與鋅的反應 | 2Zn+O 2 = 點燃 =2ZnO | |
| 與銅的反應 |
|
加熱後亮紅色的銅絲表面生成一層黑色物質。 |
|
化學方程式
|
現象
|
|
|---|---|---|
|
與氫氣的反應
|
2H 2 +O 2 = 點燃 =2H 2 O
|
安靜地燃燒，產生淡藍色的火焰，生成水並放出大量的熱。 [8]
|
|
與碳的反應
|
C+O 2 = 點燃 =CO 2
|
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]
|
|
2C+O 2 = 點燃 =2CO （氧氣不充足時）
|
||
|
與硫的反應
|
S+O 2 = 點燃 =SO 2
|
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
|
|
與 紅磷 的反應
|
4P+5O 2 = 點燃 =2P 2 O 5
|
發出耀眼白光，放熱，生成大量白煙。
|
|
與 白磷 的反應
|
|
白磷在空氣中自燃，發光發熱，生成白煙。
|
|
與氮氣的反應
|
N 2 +O 2 = 高溫或放電 =2NO
|
|
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。
|
||
| 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）
|
|
| 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：
|
|
| 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]
|
| 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
|
| 空氣中硫酸酸雨的形成 |
2SO 2 +O 2 +2H 2 O=2H 2 SO 4
|
| 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
|
| 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