氧气的物理和化学性质
芷琼分享
氧气，化学式O2，式量32.00，无色无味气体，氧元素最常见的单质形态。接下来学习啦小编为你整理了氧气的物理和化学性质，一起来看看吧。
氧气的物理性质
无色无味气体，熔点218.8℃，沸点-183.1℃，相对密度1.14(-183℃，水=1)，相对蒸气密度1.43(空气=1)，饱和蒸气压506.62kPa(-164℃)，临界温度-118.95℃，临界压力5.08MPa，辛醇/水分配系数：0.65。大气中体积分数：20.95%(约21%)。
同素异形体：臭氧(O)，四聚氧(O)，红氧(O)。
| 性质 | 条件或符号 | 单位 | 数据 |
| 气体密度 | 克/立方厘米 | 0.001331 | |
| 液体密度 | 千克/升 | 1.141 | |
| 气体比重 | 空气=1 | 1.105 | |
| 摩尔体积 | 标准状况 | 升/摩尔 | 22.39 |
| 溶解热 | 千焦/摩尔 | 0.44 | |
| 气化热 | 千焦/摩尔 | 6.82 | |
| 介电常数 | 20℃，1大气压 | 1.0004947+2 | |
| 液氧介电常数 | -193℃ | 1.507 | |
| 折射系数 | 0℃，1大气压 | 1.000271 | |
| 磁感性 | 20℃ | 立方厘米/克 | 106.2 |
| 迁移率 | 正离子 负离子 | 平方厘米/伏.秒 平方厘米伏.秒 | 1.32 1.83 |
| 扩散系数 （同种气体中） | 0℃，133.3Pa 正离子 负离子 | 平方厘米/伏.秒 平方厘米/伏.秒 | 21.3 32.0 |
| 在水中的分子扩散系数 | 20℃ | 平方厘米/伏.时 | 6.7×10-2 |
| 电离能 | 氧分子 | 千焦/摩尔 | 1165.9 |
表格参考资料来源：高纯气体
氧气的化学性质
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。氧气具有助燃性，氧化性。
| 化学方程式 | 现象 | |
|---|---|---|
| 与钾的反应 | 4K+O2=2K2O | 钾的表面变暗 |
| 2K+O 2 =K 2 O 2 | ||
| K+O 2 =KO 2 （ 超氧化钾 ） | ||
| 与钠的反应 | 4Na+O 2 =2Na 2 O | 钠的表面变暗 |
| 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+O 2 = 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+3O 2 = 点燃 =2Al 2 O 3 | 发出明亮的光，放出热量，生成白色固体。 |
| 与铁的反应 | | |
| 3Fe+2O 2 = 点燃 =Fe 3 O 4 | 红热的铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。 铁丝在充满氧气的集气瓶中燃烧 | |
| 与锌的反应 | 2Zn+O 2 = 点燃 =2ZnO | |
| 与铜的反应 | | 加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质。 |
| 化学方程式 | 现象 | |
|---|---|---|
| 与氢气的反应 | 2H 2 +O 2 = 点燃 =2H 2 O | 安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰，生成水并放出大量的热。 [8] |
| 与碳的反应 | C+O 2 = 点燃 =CO 2 | 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。 [9] |
| 2C+O 2 = 点燃 =2CO （氧气不充足时） | ||
| 与硫的反应 | S+O 2 = 点燃 =SO 2 | 在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰；在纯氧中燃烧得更旺，发出蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体 [10] 。该气体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。 硫在氧气中燃烧 |
| 与 红磷 的反应 | 4P+5O 2 = 点燃 =2P 2 O 5 | 发出耀眼白光，放热，生成大量白烟。 |
| 与 白磷 的反应 | | 白磷在空气中自燃，发光发热，生成白烟。 |
| 与氮气的反应 | N 2 +O 2 = 高温或放电 =2NO |
| 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 | CH 4 +2O 2 = 点燃 =CO 2 +2H 2 O | |
| 乙烯 | C 2 H 4 +3O 2 = 点燃 =2CO 2 +2H 2 O | |
| 乙炔 | 2C 2 H 2 +5O 2 = 点燃 =4CO 2 +2H 2 O | |
| 苯 | 2C 6 H 6 +15O 2 = 点燃 =12CO 2 +6H 2 O | 在空气中燃烧时，火焰明亮并有浓黑烟。 |
| 甲醇 | 2CH 3 OH+3O 2 = 点燃 =2CO 2 +4H 2 O | |
| 乙醇 | CH 3 CH 2 OH+3O 2 = 点燃 =2CO 2 +3H 2 O | |
| 烃 的燃烧通式 | （通式完成后应注意化简！下同） | |
| 碳氢氧化合物与氧气发生燃烧的通式 | 4C x H y O z +（4 x + y -2 z ）O 2 = 点燃 =4x CO 2 +2 y H 2 O | |
| 乙醇被氧气氧化 | 此反应包含两个步骤： | |
| 氯仿与氧气的反应 | 2CHCl 3 +O 2 =2COCl 2 （光气）+2HCl | |
| 硫化氢 的燃烧 | 2H 2 S+3O 2 （过量）= 点燃 =2H 2 O+2SO 2 [11] 2H 2 S+O 2 （少量）= 点燃 =2H 2 O+2S [11] |
| 煅烧 黄铁矿 | 4FeS 2 +11O 2 = 高温 =2Fe 2 O 3 +8SO 2 |
| 二氧化硫的催化氧化 | 2SO 2 +O 2 ← 催化剂，△ →2SO 3 |
| 空气中硫酸酸雨的形成 | 2SO 2 +O 2 +2H 2 O=2H 2 SO 4 |
| 氨在纯氧中的燃烧 | 4NH 3 +3O 2 （纯）= 点燃 =2N 2 +6H 2 O |
| 氨的催化氧化 | |
| 一氧化氮 与氧气的反应 | 2NO+O 2 =2NO 2 |
| 转化为 臭氧 的反应 | 3O 2 = 放电 =2O 3 （该反应为可逆反应） |
