什么是氧气?
氧是一种化学元素,其原子序数为8,由符号“O”表示。在元素周期表中,氧是氧族元素的一员,它也是一个高反应性的第2周期非金属元素,很容易与几乎所有其它元素形成化合物(主要为氧化物)。在标准状况下,两个氧原子结合形成氧气,是一种无色无嗅无味的双原子气体,化学式为O2。如果按质量计算,氧在宇宙中的含量仅次于氢和氦,在地壳中,氧则是含量最丰富的元素。氧不仅占了水质量的88%,也占了空气体积的20.9%。\x0d\x0a构成有机体的所有主要化合物都含有氧,包括蛋白质、碳水化合物和脂肪。构成动物壳、牙齿及骨骼的主要无机化合物也含有氧。由蓝藻、藻类和植物经过光合作用所产生的氧气化学式为O2,几乎所有复杂生物的细胞呼吸作用都需要用到氧气。对于厌氧性生物来说,氧气是有毒的。这类生物曾经是早期地球上的主要生物,直到2.5亿年前O2开始在大气层中逐渐积累。氧气的另一个同素异形体是臭氧。在高海拔形成的臭氧层能够隔离来自太阳的紫外线辐射。但是接近地表的臭氧则是一种污染,这些臭氧主要存在与光化学烟雾中。\x0d\x0a氧气是由约瑟夫·普利斯特里和卡尔·威廉·舍勒独立发现的。虽然卡尔比约瑟夫早发现一年,但由于约瑟夫首先发表论文,所以很多人仍然认为是约瑟夫首先发现的。氧气的英文名是“Oxygen”,由拉瓦锡定名与1777年,拉瓦锡利用氧气所进行的试验在燃烧和腐蚀的方面打败了当时流行的燃素说。在工业上,氧气是通过分馏液态空气制备的,同时使用分子筛除去二氧化碳和氮气。也可以通过电解水等其他方式制备氧气。氧气的运用包括钢铁的冶炼、塑料和纺织品的制造以及作为火箭推进剂与进行氧气疗法,也用来在飞机、潜艇、太空船和潜水中维持生命。 \x0d\x0a氧的单质形态有氧气(O2)和臭氧(O3)。氧气在标准状况下是无色无味无臭,能帮助燃烧的双原子的气体。液氧呈淡蓝色,具有顺磁性。氧能跟氢化合成水。臭氧在标准状况下是一种有特殊臭味的蓝色气体。氧的单质形态有氧气(O2)和臭氧(O3)。氧气在标准状况下是无色无味无臭,能帮助燃烧的双原子的气体。液氧呈淡蓝色,具有顺磁性。氧能跟氢化合成水。臭氧在标准状况下是一种有特殊臭味的蓝色气体。\x0d\x0a1.【物理性质】\x0d\x0a在标准状况下,氧气的密度是1.429g_L,比空气的密度(1.293g_L)略大。它不易溶于水,在室温下,1L水中只能溶解于约30mL氧气。在压强为101kPa时,氧气在-183°C时变为蓝色液体,在-218°C时会变成淡蓝色雪花状的固体。 2.【化学性质】\x0d\x0a\x0d\x0a氧气的化学性质比较活泼。除了惰性气体、活性小的金属元素如金、铂、银、钯之外,大部分的元素都能与氧起反应,这些反应称为氧化反应,而反应产生的化合物称为氧化物。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。 氧原子的结构\x0d\x0a(1)、氧气跟金属反应:\x0d\x0a与钾的反应:\x0d\x0a4K+O2=2K2O,钾的表面变暗\x0d\x0a2K+O2=K2O2;K+O2=KO2(超氧化钾),(条件:点燃或加热,两个反应同时进行)\x0d\x0a与钠的反应:\x0d\x0a4Na+O2=2Na2O,钠的表面变暗\x0d\x0a2Na+O2=Na2O2(条件:点燃或加热),产生黄色火焰,放出大量的热,生成淡黄色粉末。\x0d\x0a与镁的反应;2Mg+O2=2MgO(条件:点燃),剧烈燃烧发出耀眼的强光,放出大量热,生成白色固体。\x0d\x0a与铝的反应;4Al+3O2=2Al2O3(条件:点燃),发出明亮的光,放出热量,生成白色固体。\x0d\x0a与铁的反应;\x0d\x0a4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O,(铁锈的形成)\x0d\x0a3Fe+2O2=Fe3O4(条件:点燃),红热的铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体。\x0d\x0a与锌的反应:2Zn+O2=2ZnO(条件:点燃),\x0d\x0a与铜的反应;2Cu+O2=2CuO(条件:加热),加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质。\x0d\x0a(2)、氧气跟非金属反应:\x0d\x0a与氢气的反应:2H2+O2=2H2O(条件:点燃),产生淡蓝色火焰,放出大量的热,并有水生成。\x0d\x0a与碳的反应:CO2(carbon dioxide)\x0d\x0a(碳+氧气→二氧化碳)C+O2=CO2(条件:点燃),剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成使石灰水变浑浊的气体。\x0d\x0a氧气不完全时则产生一氧化碳:2C+O2=2CO(条件:点燃)。\x0d\x0a与硫的反应:S+O2=SO2(条件:点燃),发生明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体,该气体也能使成清石灰水变浑浊,且能使酸性高锰酸钾溶液或品红溶液褪色。\x0d\x0a与红磷的反应:4P+5O2=2P2O5(条件:点燃),剧烈燃烧,发光放热,生成白烟。(P4O10为五氧化二磷的分子式,此处写P2O5亦可)\x0d\x0a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。\x0d\x0a与氮气的反应:N2+O2=2NO(条件:放电)\x0d\x0a与氧气的反应:3O2=2O3(条件:放电)\x0d\x0a(3)、氧气跟一些有机物反应,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。\x0d\x0a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。\x0d\x0a甲烷:CH4+2O2=CO2+2H2O(条件:点燃)\x0d\x0a乙烯:C2H4+3O2=2CO2+2H2O(条件:点燃)\x0d\x0a乙炔:2C2H2+5O2=4CO2+2H2O(条件:点燃)\x0d\x0a苯:2C6H6+15O2=12CO2+6H2O(条件:点燃)\x0d\x0a甲醇:2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O(条件:点燃)\x0d\x0a乙醇:CH3CH2OH+3O2=2CO2+3H2O(条件:点燃)\x0d\x0a碳氢氧化合物与氧气发生燃烧的通式:4CxHyOz+(4x+y-2z)O2=4xCO2+2yH2O(条件:点燃)(通式完成后应注意化简!下同)\x0d\x0a烃的燃烧通式:4CxHy+(4x+y)O2=4xCO2+2yH2O(条件:点燃)\x0d\x0a乙醇被氧气氧化:2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O(条件:Cu,加热)\x0d\x0a此反应包含两个步骤:(1)2Cu+O2=2CuO(加热)(2)CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O(加热)\x0d\x0a氯仿与氧气的反应:2CHCl3+O2=2COCl2(光气)+2HCl\x0d\x0a(4)、氧气与其它化合物的反应:\x0d\x0a硫化氢的燃烧:(完全)2H2S+3O2=2H2O+2SO2;(不完全)2H2S+O2=2H2O+2S(条件:点燃)\x0d\x0a煅烧黄铁矿:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2(条件:高温)\x0d\x0a二氧化硫的催化氧化:2SO2+O2=2SO3(条件:V2O5,加热)\x0d\x0a空气中硫酸酸雨的形成:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4\x0d\x0a氨气在纯氧中的燃烧:4NH3+3O2(纯)=2N2+6H2O (条件:点燃)\x0d\x0a氨气的催化氧化:4NH3+5O2=4NO+6H2O (条件:Pt,加热)\x0d\x0a一氧化氮与氧气的反应:2NO+O2=2NO2
氧气是空气的组分之一,无色、无臭、无味。氧气比空气重,在标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升,能溶于水,但溶解度很小。在压强为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。
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 >-1
83℃ 无色无嗅无味 密度:1.429g∕L 液氧的密度:1.14g/L 溶解度:不易溶于水 标准大气压下1L水中溶解30mL氧气
中文名称:乙炔.英文名称:ethyne.别名:电石气.CAS No.:74-86-2.EINECS号:200-816-9
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
乙炔、工业氧气属第2类压缩气体和液化气体。
乙炔在室温下是一种无色、极易燃的气体。在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险,受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸,因此不能在加压液化后贮存或运输。微溶于水,溶于乙醇、苯、丙酮。在15℃和1.5MPa时,乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L,溶液是稳定的。属第2类压缩气体
工业氧气含有超标的一氧化碳、甲烷等有害气体,水分、细菌和灰尘含量也很高,工业氧气主要用于焊接、气焊、气割等。在压缩冲装过程中有呈酸性或碱性的润滑水带入钢瓶,会导致钢瓶内壁锈蚀,从而使瓶内气体带有异味。属第2类液化气体。
扩展资料:
危险品的分类:
第一类:爆炸品,爆炸品指在外界作用下(如受热、摩擦、撞击等)能发生剧烈的化学反应,瞬间产生大量的气体和热量,使周围的压力急剧上升,发生爆炸,对周围环境、设备、人员造成破坏和伤害的物品。
第二类:压缩气体和液化气体,指压缩的、液化的或加压溶解的气体。这类物品当受热、撞击或强烈震动时,容器内压力急剧增大,致使容器破裂,物质泄漏、爆炸等
第三类:易燃液体,本类物质在常温下易挥发,其蒸气与空气混合能形成爆炸性混合物。
第四类:易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品,这类物品易于引起火灾。
第五类:氧化剂和有机过氧化物,这类物品具有强氧化性,易引起燃烧、爆炸。
第六类:毒害品,指进入人(动物)肌体后,累积达到一定的量能与体液和组织发生生物化学作用或生物物理作用,扰乱或破坏肌体的正常生理功能,引起暂时或持久性的病理改变,甚至危及生命的物品。如各种氰化物、砷化物、化学农药等等。
参考资料:百度百科-乙炔
参考资料:百度百科-工业氧气
参考资料:百度百科-危化品
【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的,液态氧和固态氧是淡蓝色的。
【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。
二、 氧气的检验方法:把一根带火星的木条伸入集气瓶中,如果带火星的木条复燃,证明是氧气。
三、 氧气与常见物质发生的反应
物质
反应现象
化学方程式(表达式)
磷
产生大量白烟、放热
4P+5O2 =2P2O5
木炭
① 木炭在空气中燃烧时持续红热,无烟无焰;木炭在氧气中剧烈燃烧,并发出白光
② 放热、生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C+O2= CO2
硫
① 在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
② 放热、生成有刺激性气味的气体
S+ O2 =SO2
氢气
① 纯净的氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰
② 放热、生成能使无水硫酸铜变蓝的液体
2H2+O2= 2H2O
铁
铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体
3Fe+2O2= Fe3O4
铝
铝在氧气中燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成白色固体
4Al+3O2= 2Al2O3
铝在空气中与氧气反应,表面形成致密的氧化膜
4Al+3O2=2Al2O3
镁
镁在空气中燃烧,发出耀眼的白光、放热、生成白色粉末
2Mg+O2 =2MgO
铜
红色的固体逐渐变成黑色
2Cu+O2 =2CuO
汞
银白色液体逐渐变成红色
2Hg+O2= 2HgO
一氧化碳
产生蓝色火焰,放热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
2CO+O2 =2CO2
甲烷
产生明亮的蓝色火焰,放热,产生能使无水硫酸铜变蓝的液体,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
CH4+2O2= CO2+2H2O
蜡烛
火焰发出白光,放热,产生能使无水硫酸铜变蓝的液体,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
石蜡+氧气 水+二氧化碳
四、 实验室制取氧气
1. 加热高锰酸钾制取氧气
l 反应原理:2KMnO4 =K2MnO4+MnO2+O2↑
l 发生装置:由于反应物是固体,反应需要加热,所以选择加热固体制备气体的装置。
l 收集装置:由于氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应,所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大,且不与空气中的成分发生化学反应,所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。
l 步骤:
① 查:检查装置的气密性。
② 装:将高锰酸钾装入干燥的试管,并在试管口放一团棉花,并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③ 定:将试管固定在铁架台上。
④ 点:点燃酒精灯,试管均匀受热后,就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤ 收:根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥ 移:把导管移出水槽。
⑦ 熄:熄灭酒精灯。
l 验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。
l 检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
l 注意事项:
◆ 停止反应时,应先把导管从水槽中移出,再熄灭酒精灯,防止水槽中的水被倒吸入热的试管中,使试管炸裂。
◆ 加热高锰酸钾时,试管口要放一团棉花,防止高锰酸钾被吹入导管,使导管堵塞。
◆ 棉花不要离高锰酸钾太近,否则会导致发生装置爆炸。
2. 分解过氧化氢溶液制取氧气
l 反应原理:2H2O2= 2H2O+O2↑(催化剂可换成硫酸铜溶液)
l 发生装置:由于反应物是固体和液体,反应不需要加热,所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。
l 收集装置:由于氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应,所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大,且不与空气中的成分发生化学反应,所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。
l 验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。
l 检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
l 不能用加热过氧化氢溶液的方法制取氧气!因为加热过氧化氢溶液时,过氧化氢分解产生的氧气和水蒸气一起逸出,水蒸气的干扰会使带火星的木条不能复燃。
3. 加热氯酸钾制取氧气
l 反应原理:2KClO3= 2KCl+3O2↑
l 发生装置和收集装置:和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。
l 验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。
l 检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
氩气。
国标编号 22011 ,CAS号 7440-37-1, 分子式 Ar,分子量 39.95,无色无臭的惰性气体;蒸汽压 202.64kPa(-179℃);熔点 -189.2℃;沸点-185.7℃ 溶解性:微溶于水密度:相对密度(水=1)1.40(-186℃);相对密度(空气=1)1.38;稳定性:稳定;危险标记 5(不燃气体);主要用途:用于灯泡充气和对不锈钢、镁、铝等的电弧焊接,即“氩弧焊”。