什么是氧气

什么是氧气

氧气，空气主要组分之一，比空气重，标准状况（0℃和大气压强101325帕）下密度为1.429克/升。无色、无臭、无味。在水中溶解度很小。压强为101kPa时，氧气在约-180摄氏度时变为淡蓝色液体，在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体。氧分子具有顺磁性。中文名：氧气 　　英文名：Oxygen或Oxygen gas　 　　化学式：O₂ 　　CAS号：7782-44-7 　　EINECS号：231-956-9 　　相对分子质量：32　 　　物理性质：常温下无色无味气体 　　熔点：-218℃（标准状况）<-218℃淡蓝色雪花状的固体　 　　沸点：-183℃（标准状况）<-183℃蓝紫色液体 >-183℃ 无色无嗅无味 　　密度：1.429g∕L　 　　液氧的密度：1.14kg/L　 　　溶解度：不易溶于水　标准大气压下1L水中溶解30mL氧气　 　　发现人：约瑟夫·普里斯特利、卡尔·威廉·舍勒　 　　命名人：拉瓦锡　 　　命名时间：1777　 　　同素异形体：臭氧(O3)　 　　大气中体积分数：20.95% 　　结构： 　　双原子分子，结构如右图所示，O分子中并不存在双键，氧分子里形成了两个三电子键 　　分子轨道为： (σ 1s)(σ 1s*)(σ 2s)(σ 2s*)(σ 2p)(π 2p)(π 2p*) 　　这是对于O₂成键的唯一正确表述形式。 　　O₂并不是中学简单所说的共用电子，根本不满足所谓的8电子理论 　　从实验上来说，顺磁共振光谱证明O有顺磁性，还证明O有两个未成对地电子。说明原来的以双键结合的氧分子结构式不符合实际。化学性质　　氧气的化学性质比较活泼。除了稀有气体、活性小的金属元素如金、铂、银之外，大部分的 环状结构与链状结构图元素都能与氧气反应，这些反应称为氧化反应，而经过反应产生的化合物（有两种元素构成，且一种元素为氧元素）称为氧化物。一般而言，非金属氧化物的水溶液呈酸性，而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。此外，几乎所有的有机化合物，可在氧中剧烈燃生成二氧化碳与水。化学上曾将物质与氧气发生的化学反应定义为氧化反应，氧化还原反应指发生电子转移或偏移的反应。性质　　助燃性。与金属反应　　与钾的反应： 　　4K+O2=2K2O，钾的表面变暗 　　2K+O2=K2O2：K+O2=加热=KO2（超氧化钾） 　　与钠的反应： 　　4Na+O2=2Na2O，钠的表面变暗 　　2Na+O2=加热=Na2O2，产生黄色火焰，放出大量的热，生成淡黄色粉末。 　　与镁的反应：2Mg+O2=点燃=2MgO，剧烈燃烧发出耀眼的强光，放出大量热，生成白色粉末状固体。 　　与铝的反应：4Al+3O2=点燃=2Al2O3，发出明亮的光，放出热量，生成白色固体。 　　与铁的反应： 　　4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O，（铁锈的形成） 　　3Fe+2O2=点燃=Fe3O4，红热的铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。 　　与锌的反应：2Zn+O2=点燃=2ZnO 　　与铜的反应：2Cu+O2=加热=2CuO，加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质。与非金属反应　　与氢气的反应：2H2+O2=点燃=2H2O，产生淡蓝色火焰，放出大量的热，并有水生成。 　　与碳的反应C+O2=点燃=CO2，剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。 　　氧气不完全时则产生一氧化碳：2C+O2=点燃=2CO 　　与硫的反应：S+O2=点燃=SO2，发生明亮的蓝紫色火焰（在纯氧中为蓝紫色火焰，而在空气在中为淡蓝色火焰），放出热量，生成有刺激性气味的气体，该气体也能使澄清石灰水变浑浊，且能使酸性高锰酸钾溶液或品红溶液褪色（褪色的品红溶液加热后颜色又恢复为红色）。 　　与红磷的反应：4P+5O2=点燃=2P2O5，发出耀眼白光，放热，生成大量白烟。 　　与白磷的反应：P4+5O2=2P2O5，白磷在空气中自燃，发光发热，生成白烟。 　　与氮气的反应：N2+O2=高温或放电=2NO 　　转化为臭氧的反应：3O2=放电=2O3与有机物反应　　如甲烷、乙炔、酒精、石蜡等能在氧气中燃烧生成水和二氧化碳。 　　气态烃类的燃烧通常发出明亮的蓝色火焰，放出大量的热，生成水和能使澄清石灰水变浑浊的气体。 　　甲烷：CH4+2O2=点燃=CO2+2H2O 　　乙烯：C2H4+3O2=点燃=2CO2+2H2O 　　乙炔：2C2H2+5O2=点燃=4CO2+2H2O 　　苯：2C6H6+15O2=点燃=12CO2+6H2O 　　甲醇：2CH3OH+3O2=点燃=2CO2+4H2O 　　乙醇：CH3CH2OH+3O2==点燃2CO2+3H2O 　　碳氢氧化合物与氧气发生燃烧的通式：4CxHyOz+(4x+y-2z)O2=点燃=4xCO2+2yH2O（通式完成后应注意化简！下同） 　　烃的燃烧通式：4CxHy+(4x+y)O2=点燃=4xCO2+2yH2O 　　乙醇被氧气氧化：2CH3CH2OH+O2=铜或银催化并加热=2CH3CHO+2H2O　 　　此反应包含两个步骤：(1)2Cu+O2=加热=2CuO(2)CH3CH2OH+CuO=CH3CHO(乙醛)+Cu+H2O（加热） 　　氯仿与氧气的反应：2CHCl3+O2=2COCl2光气)+2HCl与其它化合物反应　　硫化氢的燃烧：2H2S+3O2(过量)=点燃=2H2O+2SO2；2H2S+O2(少量)=点燃=2H2O+2S　 　　煅烧黄铁矿：4FeS2+11O2=高温=2Fe2O3+8SO2二氧化硫的催化氧化：2SO2+O2=V2O5并加热=2SO3 　　空气中硫酸酸雨的形成：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 　　氨气在纯氧中的燃烧：4NH3+3O2(纯)=点燃=2N2+6H2O 　　氨气的催化氧化：4NH3+5O2=铂催化并加热=4NO+6H2O 　　一氧化氮与氧气的反应：2NO+O2=2NO2