氧氣的物理和化學(xué)性質(zhì)
氧氣的物理和化學(xué)性質(zhì)
氧氣，化學(xué)式O2，式量32.00，無(wú)色無(wú)味氣體，氧元素最常見(jiàn)的單質(zhì)形態(tài)。接下來(lái)學(xué)習(xí)啦小編為你整理了氧氣的物理和化學(xué)性質(zhì)，一起來(lái)看看吧。
氧氣的物理性質(zhì)
無(wú)色無(wú)味氣體，熔點(diǎn)218.8℃，沸點(diǎn)-183.1℃，相對(duì)密度1.14(-183℃，水=1)，相對(duì)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/水分配系數(shù)：0.65。大氣中體積分?jǐn)?shù)：20.95%(約21%)。
同素異形體：臭氧(O)，四聚氧(O)，紅氧(O)。
| 性質(zhì) | 條件或符號(hào) | 單位 | 數(shù)據(jù) |
| 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(biāo)準(zhǔn)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(shù) | 20℃，1大氣壓 | 1.0004947+2 | |
| 液氧介電常數(shù) | -193℃ | 1.507 | |
| 折射系數(shù) | 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(fù)離子 | 平方厘米/伏.秒 平方厘米伏.秒 | 1.32 1.83 |
| 擴(kuò)散系數(shù) （同種氣體中） | 0℃，133.3Pa 正離子 負(fù)離子 | 平方厘米/伏.秒 平方厘米/伏.秒 | 21.3 32.0 |
| 在水中的分子擴(kuò)散系數(shù) | 20℃ | 平方厘米/伏.時(shí) | 6.7×10-2 |
| 電離能 | 氧分子 | 千焦/摩爾 | 1165.9 |
表格參考資料來(lái)源：高純氣體
氧氣的化學(xué)性質(zhì)
氧氣的化學(xué)性質(zhì)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(yīng)，這些反應(yīng)稱(chēng)為氧化反應(yīng)，而經(jīng)過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生的化合物(有兩種元素構(gòu)成，且一種元素為氧元素)稱(chēng)為氧化物。一般而言，非金屬氧化物的水溶液呈酸性，而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。此外，幾乎所有的有機(jī)化合物，可在氧中劇烈燃生成二氧化碳與水?；瘜W(xué)上曾將物質(zhì)與氧氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)定義為氧化反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)指發(fā)生電子轉(zhuǎn)移或偏移的反應(yīng)。氧氣具有助燃性，氧化性。
| 化學(xué)方程式 | 現(xiàn)象 | |
|---|---|---|
| 與鉀的反應(yīng) | 4K+O2=2K2O | 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(yīng) | 4Na+O 2 =2Na 2 O | 鈉的表面變暗 |
| 產(chǎn)生黃色火焰，放出大量的熱，生成淡黃色粉末 | ||
| 與鎂的反應(yīng) | 2Mg+O 2 = 點(diǎn)燃 =2MgO | 劇烈燃燒發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，放出大量熱，生成白色粉末狀固體。 |
| 與鋁的反應(yīng) | 4Al+3O 2 = 點(diǎn)燃 =2Al 2 O 3 | 發(fā)出明亮的光，放出熱量，生成白色固體。 |
| 與鐵的反應(yīng) | | |
| 3Fe+2O 2 = 點(diǎn)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(mǎn)氧氣的集氣瓶中燃燒 | |
| 與鋅的反應(yīng) | 2Zn+O 2 = 點(diǎn)燃 =2ZnO | |
| 與銅的反應(yīng) | | 加熱后亮紅色的銅絲表面生成一層黑色物質(zhì)。 |
| 化學(xué)方程式 | 現(xiàn)象 | |
|---|---|---|
| 與氫氣的反應(yīng) | 2H 2 +O 2 = 點(diǎn)燃 =2H 2 O | 安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，生成水并放出大量的熱。 [8] |
| 與碳的反應(yīng) | C+O 2 = 點(diǎn)燃 =CO 2 | 劇烈燃燒，發(fā)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(diǎn)燃 =2CO （氧氣不充足時(shí)） | ||
| 與硫的反應(yīng) | S+O 2 = 點(diǎn)燃 =SO 2 | 在空氣中燃燒，發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰；在純氧中燃燒得更旺，發(fā)出藍(lán)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后顏色又恢復(fù)為紅色。 硫在氧氣中燃燒 |
| 與 紅磷 的反應(yīng) | 4P+5O 2 = 點(diǎn)燃 =2P 2 O 5 | 發(fā)出耀眼白光，放熱，生成大量白煙。 |
| 與 白磷 的反應(yīng) | | 白磷在空氣中自燃，發(fā)光發(fā)熱，生成白煙。 |
| 與氮?dú)獾姆磻?yīng) | 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(tài)烴類(lèi)的燃燒通常發(fā)出明亮的藍(lán)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(diǎn)燃 =CO 2 +2H 2 O | |
| 乙烯 | C 2 H 4 +3O 2 = 點(diǎn)燃 =2CO 2 +2H 2 O | |
| 乙炔 | 2C 2 H 2 +5O 2 = 點(diǎn)燃 =4CO 2 +2H 2 O | |
| 苯 | 2C 6 H 6 +15O 2 = 點(diǎn)燃 =12CO 2 +6H 2 O | 在空氣中燃燒時(shí)，火焰明亮并有濃黑煙。 |
| 甲醇 | 2CH 3 OH+3O 2 = 點(diǎn)燃 =2CO 2 +4H 2 O | |
| 乙醇 | CH 3 CH 2 OH+3O 2 = 點(diǎn)燃 =2CO 2 +3H 2 O | |
| 烴 的燃燒通式 | （通式完成后應(yīng)注意化簡(jiǎn)！下同） | |
| 碳?xì)溲趸衔锱c氧氣發(fā)生燃燒的通式 | 4C x H y O z +（4 x + y -2 z ）O 2 = 點(diǎn)燃 =4x CO 2 +2 y H 2 O | |
| 乙醇被氧氣氧化 | 此反應(yīng)包含兩個(gè)步驟： | |
| 氯仿與氧氣的反應(yīng) | 2CHCl 3 +O 2 =2COCl 2 （光氣）+2HCl | |
| 硫化氫 的燃燒 | 2H 2 S+3O 2 （過(guò)量）= 點(diǎn)燃 =2H 2 O+2SO 2 [11] 2H 2 S+O 2 （少量）= 點(diǎn)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(diǎn)燃 =2N 2 +6H 2 O |
| 氨的催化氧化 | |
| 一氧化氮 與氧氣的反應(yīng) | 2NO+O 2 =2NO 2 |
| 轉(zhuǎn)化為 臭氧 的反應(yīng) | 3O 2 = 放電 =2O 3 （該反應(yīng)為可逆反應(yīng)） |