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二氧化碳平均約占大氣體積的387ppm。大氣中的二氧化碳含量隨季節(jié)變化,這主要是由于植物生長(zhǎng)的季節(jié)性變化而導(dǎo)致的。當(dāng)春夏季來(lái)臨時(shí),植物由于光合作用消耗二氧化碳,其含量隨之減少;反之,當(dāng)秋冬季來(lái)臨時(shí),植物不但不進(jìn)行光合作用,反而制造二氧化碳,其含量隨之上升。二氧化碳常壓下為無(wú)色、無(wú)臭、不助燃1、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體因?yàn)樗l(fā)送可見光,但在強(qiáng)烈吸收紅外線。二氧化碳的濃度于2009年增長(zhǎng)了約二百萬(wàn)分之一。
二氧化碳的基本用途:
二氧化碳固態(tài)二氧化碳俗稱干冰,升華時(shí)可吸收大量熱,因而用作制冷劑,如人工降雨,也常在舞臺(tái)中用于制造煙霧。二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒,常溫下密度比空氣略大,受熱膨脹后則會(huì)聚集于上方。也常被用作滅火劑但Mg、Na、K等燃燒時(shí)不能用CO?來(lái)滅火,因?yàn)椋?Mg+CO?==點(diǎn)燃==2MgO+c、4Na+CO?==點(diǎn)燃==2Na?O+c、4K+CO?==點(diǎn)燃==2K?O+C。液態(tài)二氧化碳由于易溶于水,所以經(jīng)常被壓縮涌入飲料,就形成了所謂的碳酸飲料,在實(shí)驗(yàn)中常運(yùn)用的為小蘇打等
二氧化碳是綠色植物光合作用不可缺少的原料,溫室中常用二氧化碳作肥料。光合作用總反應(yīng):CO2+H2O —葉綠體、光照→ C6H12O6 + O2注意:光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水,光合作用的產(chǎn)物不僅是糖類,還有氨基酸(無(wú)蛋白質(zhì))、脂肪,因此光合作用產(chǎn)物應(yīng)當(dāng)是有機(jī)物。
各步分反應(yīng):2H?O —光照→ 2H?↑+ O?↑(水的光解) NADP+ + 2e- + H+ → NADPH(遞氫) ADP + Pi —→ ATP (遞能) CO?+C5化合物→C6化合物(二氧化碳的固定) C6化合物 —ATP、NADPH→(CH?O)n + C5化合物(有機(jī)物的生成)
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二氧化碳還可用于制取金剛石,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Na+CO?=2Na?O+C,反應(yīng)的條件為440℃及800個(gè)大氣壓,在這樣的條件下,二氧化碳會(huì)形成超流體,能夠吸附在鈉的表面,加速電子從鈉傳遞至二氧化碳的過(guò)程。當(dāng)溫度降低至400℃時(shí),就沒(méi)有金剛石的產(chǎn)生了,當(dāng)壓力下降時(shí),生成物也主要以石墨為主。
液體二氧化碳密度1.1克/升。液體二氧化碳蒸發(fā)時(shí)或在加壓冷卻時(shí)可凝成固體二氧化碳,俗稱干冰,是一種低溫致冷劑,密度為1.56克/厘米3。二氧化碳能溶于水,20℃時(shí)每100體積水可溶88體積二氧化碳,一部分跟水反應(yīng)生成碳酸?;瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,沒(méi)有可燃性,一般不支持燃燒,但活潑金屬可在二氧化碳中燃燒,如點(diǎn)燃的鎂條可在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳。二氧化碳是酸性氧化物,可跟堿或堿性氧化物反應(yīng)生成碳酸鹽。跟氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨。沒(méi)有毒,但空氣中二氧化碳含量過(guò)高時(shí),也會(huì)使人因缺氧而發(fā)生窒息。綠色植物能將二氧化碳跟水在光合作用下合成有機(jī)物。二氧化碳可用于制造碳酸氫銨、小蘇打、純堿、尿素、鉛白顏料、飲料、滅火器以及鑄鋼件的淬火。二氧化碳在大氣中約占總體積的0.03%,人呼出的氣體中二氧化碳約占4%。實(shí)驗(yàn)室中常用鹽酸跟大理石反應(yīng)制取二氧化碳,工業(yè)上用煅燒石灰石或釀酒的發(fā)酵氣中來(lái)獲得二氧化碳。
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