二氧化碳（carbon dioxide），一種碳氧化合物，化學(xué)式為CO2，化學(xué)式量為44.0095，常溫常壓下是一種無色無味或無色無臭而其水溶液略有酸味的氣體，也是一種常見的溫室氣體，還是空氣的組分之一（占大氣總體積的0.03%-0.04% ）。

物理性質(zhì)

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二氧化碳在常溫常壓下為無色無味氣體，溶于水和烴類等多數(shù)有機(jī)溶劑，其相關(guān)物理常數(shù)如下表：

性質(zhì)	條件或符號	單位	數(shù)據(jù)
熔點(diǎn)	527kPa	攝氏度（℃）	-56.6
沸點(diǎn)		攝氏度（℃）	-78.5
相對密度	-79℃，水=1		1.56
相對蒸氣密度	空氣=1		1.53
飽和蒸氣壓	-39℃	千帕（kPa）	1013.25
臨界溫度		攝氏度（℃）	31.3
臨界壓力		兆帕（MPa）	7.39
辛醇/水分配系數(shù)			0.83
折射率	12.5～24℃		1.173～1.999
摩爾折射率			6.98
黏度	21℃，5.92MPa	毫帕斯卡秒（mPa·s）	0.0697
蒸發(fā)熱	升華	千焦每摩爾（kJ/mol）	25.25
熔化熱		千焦每摩爾（kJ/mol）	8.33
生成熱		千焦每摩爾（kJ/mol）	394.40
比熱容	20℃，定壓	千焦每千克開爾文[kJ/（kg·K）]	2.8448
蒸氣壓	5.9～14.9℃	兆帕（MPa）	4.05～5.07
熱導(dǎo)率	12～30℃	瓦每米開爾文[W/（m·K）]	0.10048～83.74×10-7
體膨脹系數(shù)	-50～0℃	每開爾文（K-1）	0.00495
	0～20oC	每開爾文（K-1）	0.00991
摩爾體積		毫升每摩爾（mL/mol）	44.7
等張比容	90.2K		60.9
表面張力		達(dá)因每厘米（dyne/cm）	3.4
極化率	10-24cm3		2.76

化學(xué)性質(zhì)

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二氧化碳是碳氧化合物之一，是一種無機(jī)物，不可燃，通常也不支持燃燒，低濃度時無毒性。它也是碳酸的酸酐，屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，其中碳元素的化合價為+4價，處于碳元素的最高價態(tài)，故二氧化碳具有氧化性而無還原性，但氧化性不強(qiáng).

1.酸性氧化物的通性

1-1.和水反應(yīng)

二氧化碳可以溶于水并和水反應(yīng)生成碳酸，而不穩(wěn)定的碳酸容易分解成水和二氧化碳.

1-2.和堿性氧化物反應(yīng)

一定條件下，二氧化碳能與堿性氧化物反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽。

1-3.和堿反應(yīng)

①與氫氧化鈣反應(yīng)

向澄清的石灰水中加入二氧化碳，會使澄清的石灰水變渾濁，生成碳酸鈣沉淀（此反應(yīng)常用于檢驗(yàn)二氧化碳）。

②與氫氧化鈉反應(yīng)

二氧化碳會使燒堿變質(zhì)。

2.弱氧化性

2-1.碳單質(zhì)還原

高溫條件下，二氧化碳能與碳單質(zhì)反應(yīng)生成一氧化碳。

2-2.鎂單質(zhì)還原

在點(diǎn)燃的條件下，鎂條能在二氧化碳中燃燒。

2-3.氫化還原

二氧化碳和氫氣在催化劑的作用下會發(fā)生生成甲醇、一氧化碳和甲烷等的一系列反應(yīng)。

2-4.電化學(xué)還原

二氧化碳的電化學(xué)還原是一個利用電能將二氧化碳在電解池陰極還原而將氫氧根離子在電解池陽極氧化為氧氣的過程，由于還原二氧化碳需要的活化能較高，這個過程需要加一定高電壓后才能實(shí)現(xiàn)，而在陰極發(fā)生的氫析出反應(yīng)的程度隨電壓的增加而加大，會抑制了二氧化碳的還原，故二氧化碳的高效還原需要有合適的催化劑，以致二氧化碳的電化學(xué)還原往往是個電催化還原過程。這個過程的簡單機(jī)理為：在初始階段，二氧化碳被吸附在陰極催化劑表面，形成中間產(chǎn)物（反應(yīng)式①）；然后電子在兩個電極間電勢差的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移數(shù)可能是2、4、6、8、12，還原產(chǎn)物隨電子轉(zhuǎn)移數(shù)的不同而可能是一氧化碳、甲酸根、甲酸、甲烷、乙烷和乙烯等（反應(yīng)式②-⑧）。由于是在水溶液中，也會發(fā)生析氫反應(yīng)，從而產(chǎn)生氫氣（反應(yīng)式⑨、⑩）。 

3.與過氧化物反應(yīng)

二氧化碳能與過氧化鈉（Na2O2）反應(yīng)生成碳酸鈉（Na2CO3）和氧氣（O2）。

4.與格式試劑反應(yīng)

在酸性條件下，二氧化碳能和格式試劑在無水乙醚中反應(yīng)生成羧酸。

5.與環(huán)氧化合物的插入反應(yīng)

二氧化碳可以和環(huán)氧化合物在電催化作用下可反應(yīng)生成環(huán)狀碳酸酯。

6.制取金剛石（置換反應(yīng)）

在440℃（713.15K）和800個大氣壓（約80MPa）的條件下，二氧化碳可與金屬鈉反應(yīng)生成金剛石。 

7.光合作用暗反應(yīng)（碳反應(yīng)）

二氧化碳參與了光合作用的暗反應(yīng)（新稱“碳反應(yīng)”  ），是綠色植物光合作用不可缺少的原料，其參與的反應(yīng)過程被稱為“二氧化碳的固定”。