氧气,化学式O2,式量32.00,无无味气体,氧元素最常见的单质形态。熔点-218.4℃,沸点-183℃。不易溶于水,1L水中溶解约30mL氧气。在空气中氧气约占21% 。液氧为天蓝。固氧为蓝晶体。常温下不很活泼,与许多物质都不易作用。但在高温下则很活泼,能与多种元素直接化合,这与氧原子的电负性仅次于氟有关。氧在自然界中分布最广,占地壳质量的48.6%,是丰度最高的元素。在烃类的氧化、废水的处理、火箭推进剂以及航空、航天和潜水中供动物及人进行呼吸等方面均需要用氧。动物呼吸、燃烧和一切氧化过程(包括有机物的腐败)都消耗氧气。但空气中的氧能通过植物的光合作用不断地得到补充。
中文名:氧气 | 英文名:oxygen | |
发现人 :马和、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年 | CAS号 :7782-44-7 | |
MDL号 :MFCD00011434 | EINECS高考饮食安排号 :231-956-9 | |
PubChem号 :24845041 | ||
氧气 - 简介
氧气(英文Oxygen gas或Dioxygen,分子式O2)是氧元素最常见的单质形态。氧气是空气的组分之一,无、无嗅、无味。氧气密度比空气大,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,溶解度很小,1L水中约溶30mL氧气。在压强为101kPa时,氧气在约-180摄氏度时变为淡蓝液体,在约-218摄氏度时变成雪花状的淡蓝固体。
氧气 - 氧气的发现
拉瓦锡
1772年11月,法国科学院收到拉瓦锡对于燃烧现象的研究,也就是早就知道的化学现象:磷,在空气中会燃烧,冒出白的浓烟。 1774年10月, 拉瓦锡受到普利斯特里和舍勒的启发,做了很精细的实验,被人们称为“二十天实验”。 实验过程中红的渣滓越来越多。 到了第十二天,红渣滓不再增多了。 实验结束时,钟罩里的空气的体积,大约减少了五分之一。 他收集了红的渣滓,用高温加热。“三仙丹”分解了,重新释放出气体。拉瓦锡总共得到7~8立方英寸(1立方英寸等于16.377cm )的气体,正好与原先钟罩中失去的气体体积相等。 至于剩下来的气体,既不能帮助燃烧,也不能供呼吸用。 拉瓦赐把那占空气总体积五分之一的气体,称为“氧气”(也就是普利斯特里所谓的“失燃素空气”、舍勒所谓的“火空气”)。
就这样,千百年来被人们当作“元素”的空气,终于被拉瓦锡揭开了真面目──原来,空气是由氧气、氮气、二氧化碳等气体混合组成的。
随着空气之谜被揭开,燃烧的本质也随之被查清楚了。
氧气的中文名称是徐寿命名的。他认为人的生存离不开氧气,所以就命名为“养气”即“养气之质”,后来为了统一就用“氧”代替了“养”字,叫“氧气”。
氧气 - 分布与结构
氧气结构
氧气分子结构
分布:地球空气中大约含有体积为20.947%的以单质形式存在的氧气。
结构:氧气是双原子分子,两个氧原子进行手机连上wifi却上不了网怎么办sp2轨道杂化,一个单电子填充进sp2杂化轨道,成σ键,另一个单电子填充进p轨道,成π键。氧气是奇电子分子,具有顺磁性。
氧气 - 大气层氧气的产生
光合作用制氧
地球的大气层形成初期是不含氧气的。
原始大气是还原性的,充满了甲烷、氨等气体。
大气层氧气的出现源于两种作用。
一个是非生物参与的水的光解,一个是生物参与的光合作用。
生物的光合作用对大气层的影响巨大。它造成了大气层由还原氛围向氧化氛围的转变。使得水光解产生的氢气能重新被氧化为水回到地球而不至于扩散到外层空间去,从而防止了地球上的水的流失。同时光合作用也加速了大气层氧气的积累,深刻地改变了地球上物种的代谢方式和形态。大气层含氧量在石炭纪的时候一度上升到了35%!。氧气含量的增加造
成了依赖于渗透方式输氧的昆虫在形态上的巨型化。在石炭纪曾出现过翼展达一米的巨蜻蜓。
氧气 - 制法
实验室制法
氧气实验室制法
一般实验室制造氧气使用的方法是:加热高锰酸钾,化学式为:2KMnO4=(△)=K2MnO4+MnO2+O2↑
二氧化锰做催化剂,使过氧化氢分解:用催化剂MnO2并加热氯酸钾,化学式为:2KClO3=(
△,MnO2)=2KCl+3O2↑
用过氧化氢稀溶液加二氧化锰的方法:双氧水(过氧化氢)在催化剂MnO2(或红砖粉末,土豆,水泥等)中,生成O2和H2O,化学式为: 2H2O2=(MnO2)=2H2O+O2↑
工业制法
工业制造氧气方法:分离液态空气。利用氮气、氧气沸点的不同,用低温分馏的方法大量制备氧气。
氧气 - 理化性质
物理性质
1、,味,态:无无味气体(标准状况)
2、熔点:-218.4℃,沸点:-182.9℃
3、密度:1.429克/升(气),1.419克/厘米 (液),1.426克/厘米 (固)
4、水溶性:不易溶于水 标准状况下,1L水中可以溶解约30mL的氧气
5、贮存:天蓝钢瓶
2、熔点:-218.4℃,沸点:-182.9℃
3、密度:1.429克/升(气),1.419克/厘米 (液),1.426克/厘米 (固)
4、水溶性:不易溶于水 标准状况下,1L水中可以溶解约30mL的氧气
5、贮存:天蓝钢瓶
化学性质
1.氧气跟金属反应
2Mg+O2=2MgO,剧烈燃烧发出耀眼的强光,放出大量热,生成白固体。
3Fe+2O2=Fe3O农村结婚酒席4,红热的铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑固体。
2Cu+O2=2CuO,加热后亮红的铜丝表面生成一层黑物质。
3Fe+2O2=Fe3O农村结婚酒席4,红热的铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑固体。
2Cu+O2=2CuO,加热后亮红的铜丝表面生成一层黑物质。
2.氧气跟非金属反应
(炭+氧气→二氧化碳)C+O2=CO2,剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成使石灰水变浑浊的气体。
S+O2=SO2,发生明亮的蓝紫火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体。
4P+5O2→2P2O5,剧烈燃烧,发出明亮光辉,放出热量,生成白烟。
S+O2=SO2,发生明亮的蓝紫火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体。
4P+5O2→2P2O5,剧烈燃烧,发出明亮光辉,放出热量,生成白烟。
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。
CH4+2O2=2CO2+2H2O
2C2H2+5O2=4CO2+2H2O
2C2H2+5O2=4CO2+2H2O
氧气 - 氧气用途
(1)氧是心脏的“动力源”:氧是人体进行新陈代谢的关键物质,是人体生命活动的第一需要。呼吸的氧转化为人体内可利用的氧,称为血氧。血液携带血氧向全身输入能源,血氧的输送量与心脏、大脑的工作状态密切相关。心脏泵血能力越强,血氧的含量就越高;心脏冠状动脉的输血能力越强,血氧输送到心脑及全身的浓度就越高,人体重要器官的运行状态就越好。
(2)应用于冶炼工艺中:在炼钢过程中吹以高纯度氧气,氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应,降低了钢的含碳量,这利于清除磷、硫、硅等杂质。氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度,因此,吹氧不但缩短了冶炼时间,同时提高了钢的质量。高炉炼铁时,提高鼓风中的氧浓度可以降焦比,提高产量。在有金属冶炼中,采用富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。
(3)氧气喷泉:在美国洛杉矶等大城市,一种氧气喷泉吧随之设立。在氧气喷泉吧里,人们手持透明氧气罐,其上插上了精巧的外接吸收装置,轻轻一吸,罐内的纯氧即喷涌而出。带着柠檬或其他香味的氧气可连续输送20分钟。
何其昌氧气用途
(4)应用化学工业中:在生产合成氨时,氧气主要用于原料气的氧化,例如,重油的高温裂化,以及煤粉的气化等,以强化工艺过程,提高化肥产量。
(5)应用于国防工业中:液氧是现代火箭最好的助燃剂,在超音速飞机中也需要液氧作氧
306浏览器化剂,可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性,可制作液氧。
(6)医疗保健方面供给呼吸:用于缺氧、低氧或无氧环境,例如:潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时。
(7)增加吸氧量可减少术后感染及止吐
美国的《新英格兰医学杂志》发表一项新的研究成果。奥地利、美国及澳大利亚的麻醉医师报告,只要在手术中和手术后给病人增加吸氧量,病人术后感染危险将降低一半。因为增氧可以提高免疫系统的免疫能力,可为患者的“免疫大军”提供更多“弹药”,杀死伤口部位的细菌。止吐:增加吸氧比使用的所有止吐药效果更为明显,且无危险和价格低廉。氧气防止呕吐的机制可能是防止肠道局部缺血,从而阻止催吐因子的释放。但完全用氧而不用一氧化氮是不可取的,因为这有可能使病人在手术中觉醒。
(8)高压氧突发性耳聋:高压氧不仅能改善内耳听觉器官的缺氧状态,而且还能改善内耳血液循环即组织代谢,促进听觉功能的恢复。一旦患了突发性耳聋,应立即去医院高压氧科,因为高压氧对突发性耳聋的疗效常取决于最初的时间,一般在发病后三天之内(最迟不应超过一周)效果最佳。
(9)高压氧牙周病:高压氧牙周病可提高牙周病局部组织的氧含量和氧的弥散距离,促进侧枝循环的重建,改善局部循环。血管收缩效应可缓解局部肿胀。另外,高压氧还能有效地抑制细菌,尤其是厌氧菌的生长繁殖,改善牙周组织的供血、供氧,促进新陈代谢,以利于局部组织的修复,达到抗炎、消肿、止血和除臭的目的。
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