氧氣

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《氧氣的化學性質》說課稿推薦度：
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氧氣

氧元素形成的一種單質

氧氣(氧元素形成的一種單質)

氧氣，化學式O2，式量32.00，無色無味氣體，氧元素最常見的單質形態(tài)。熔點-218.4℃，沸點-183℃。不易溶于水，1L水中溶解約30mL氧氣。在空氣中氧氣約占21% 。液氧為天藍色。固氧為藍色晶體。常溫下不很活潑，與許多物質都不易作用。但在高溫下則很活潑，能與多種元素直接化合，這與氧原子的電負性僅次于氟有關。氧在自然界中分布最廣，占地殼質量的48.6%，是豐度最高的元素。在烴類的氧化、廢水的處理、火箭推進劑以及航空、航天和潛水中供動物及人進行呼吸等方面均需要用氧。動物呼吸、燃燒和一切氧化過程（包括有機物的腐�。┒枷难鯕�。但空氣中的氧能通過植物的光合作用不斷地得到補充。在金屬的切割和焊接中。是用純度93.5%~99.2%的氧氣與可燃氣（如乙炔）混合，產生極高溫度的火焰，從而使金屬熔融。冶金過程離不開氧氣。為了強化硝酸和硫酸的生產過程也需要氧。不用空氣而用氧與水蒸氣的混合物吹人煤氣氣化...

目錄研究簡史分子結構物化性質制取方法收縮展開研究簡史

發(fā)現(xiàn)歷史

普利斯特里對氧氣的發(fā)現(xiàn) 普利斯特里從布萊克煅燒石灰石對CO2的發(fā)現(xiàn)受到啟發(fā)，利用凸透鏡聚集太陽光使一些物質燃燒或分解放出氣體并進行研究。1774年8月1日，普利斯特里終于成功地制得了氧氣，成為化學史上有重大意義的事件�！　∷膶嶒灧浅：唵�，把氧化汞放在一個充滿水銀的玻璃瓶里，然后，把玻璃瓶倒放在水銀槽中，玻璃瓶完全被水銀充滿，空氣全被排除掉，氧化汞浮在最上面。然后，他用凸透鏡聚集太陽光，照射到氧化汞上，使氧化汞受熱。　　經過長期加熱，溫度逐漸升高，氧化汞受熱分解成汞，并放出氧氣。于是，氧氣聚集起來排走玻璃瓶中的汞，使汞面降低。氣體空間體積不斷增加，直到氣體體積為氧化汞體積的三四倍為止。其反應方程式為：。但是，當初他并不知道制得的純凈氣體是氧氣。盡管如此，細心的普利斯特里又做了許多試驗來了解這種氣體的性質，以及它同別種“空氣”的區(qū)別。他的研究方法是：他將研究的氣體放在玻璃瓶中，倒一些水進去，該氣體不溶解。他把燃燒的蠟燭放進該氣體中，蠟燭竟放出耀眼的強光。他把一只老鼠放到充滿該氣體的瓶子里，老鼠活蹦亂跳，很自在，他猜想人吸入了可能也好受。他用玻璃管把大瓶中的氧氣吸入肺中，并記下自己的感覺：“我覺得十分愉快，我肺部的感覺好像和平常呼吸空氣一樣，沒有什么不適。而且，吸進這種氣體后，好久好久，身體還是十分輕松愉快。也許，有一天，誰能斷定這種氣體不會變成時髦的奢侈品呢？不過�，F(xiàn)在，世界上能夠享受這種氣體的愉快，只有兩只老鼠和我自己�！� 普氏從上述實驗中得出，該氣體有助燃、助呼吸作用，這些性質與一般空氣類似，但作用更強。但是，他把氧氣所這種新氣體錯誤地用燃素說來解釋，并把制得的氧氣稱為“脫燃素空氣”。由于運用了錯誤的理論，這種命名是不恰當的。舍勒對氧氣的發(fā)現(xiàn) 1772年，舍勒對空氣進行研究后，他首先認識到氧氣是空氣的一種重要成分。他用硫磺和鐵粉混合，在空氣中燃燒，消耗掉鐘罩中空氣中的氧氣而制得氮氣，當時他稱它為“濁氣”或“用過的空氣”，或能使人死亡的氣體�！　〗涍^思索，舍勒明白了，原來當時人們認為空氣是一種元素的觀點是錯誤的。他猜想：空氣是兩種不同物質的混合，一種是濁氣，能使人死亡的空氣；一種是能使人活命的空氣，能幫助燃燒，在燃燒中消失。于是，舍勒產生了興趣，并開始了他的實驗�！　�1773年，他把硝石（KNO3）裝進曲頸瓶，瓶口系一個排完空氣的豬膀胱，再把曲頸瓶放到火爐上去燒。硝石融化時分解，放出一種氣體，很快把豬膀胱充滿了，這種氣體正是那種能活命的氣體，即現(xiàn)在所知道的氧氣�！　∩崂者M行了仔細的鑒別，他把紅熱的木炭扔到充滿“能活命的氣體”的瓶中，木炭迅速燃燒，光亮耀眼，比在普通空氣中燃燒得更快更亮。舍勒將的這種氣體和濁氣混合于瓶中，蠟燭能正常燃燒，老鼠也同在普通空氣中一樣呼吸。由此他確定這種氣體是一種純凈的能活命的氣體。　　舍勒給這種氣體命名為“火空氣”，因為他發(fā)現(xiàn)除硝石外，加熱氧化汞、高錳酸鉀、碳酸銀、碳酸汞，均能釋放出氧氣來。拉瓦錫對氧氣的研究拉瓦錫對氧氣的發(fā)現(xiàn)是在普里斯特里啟發(fā)下完成的。1774年，拉瓦錫用汞灰（HgO）的合成與分解實驗制得氧氣，并對它進行了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)它能與很多非金屬單質合成多種酸，故命名為“酸氣”（希臘文Oxygene）。　　拉瓦錫通過氧氣的實驗，提出了燃燒的氧化學說，推翻了燃素說，發(fā)動了化學史上著名的化學革命，使過去以燃素說形式倒立著的化學正立過來。因此，雖然不是他首先發(fā)現(xiàn)氧氣，但恩格斯還是稱他為“真正發(fā)現(xiàn)氧氣的人”，而舍勒和普利斯特里是“當真理碰到鼻尖上的時候還是沒有得到真理”。中國馬和對氧氣的發(fā)現(xiàn) 1802年，德國東方學者克拉普羅特偶然讀到一本64頁的漢文手抄本，書名是《平龍認》，作者是馬和，著作年代是唐代至德元年（公元756年）�？死樟_特讀完此書以后，驚奇地發(fā)現(xiàn)，這本講述如何在大地上尋找“龍脈”的堪輿家著作，竟揭示了深刻的科學道理：空氣和水里都有氧氣存在。 1807年，克拉普羅特在彼得堡俄國科學院學術討論會上宣讀了一篇論文，題目是《第八世紀中國人的化學知識》，其中提到，空氣中存在“陰陽二氣”，用火硝、青石等物質加熱后就能產生“陰氣”；水中也有“陰氣”，它和“陽氣”緊密結合在一起，很難分解�？死樟_特指出，馬和所說的“陰氣”，就是氧氣。證明中國早在唐朝就知道氧氣的存在并且能夠分解它，比歐洲人發(fā)現(xiàn)氧氣足足早了1000多年�？死樟_特這篇論文使在場的科學家都感到驚奇不已。

名稱由來

氧氣（Oxygen）希臘文的意思是“酸素”，該名稱是由法國化學家拉瓦錫所起，原因是拉瓦錫錯誤地認為，所有的酸都含有這種新氣體。日文里氧氣的名稱仍然是“酸素”。氧氣的中文名稱是清朝徐壽命名的。他認為人的生存離不開氧氣，所以就命名為“養(yǎng)氣”即“養(yǎng)氣之質”，后來為了統(tǒng)一就用“氧”代替了“養(yǎng)”字，便叫這“氧氣”。

分子結構

O2分子內的化學鍵通常是共價鍵。從實驗上來說，順磁共振光譜證明O有順磁性，還證明O有兩個未成對地電子。說明原來的以雙鍵結合的氧分子結構式不符合實際。氧氣的結構如右圖所示，基態(tài)O2分子中并不存在雙鍵，氧分子里形成了兩個三電子鍵。氧的分子軌道電子排布式是，在π軌道中有不成對的單電子，所以O2分子是所有雙原子氣體分子中唯一的一種具有偶數電子同時又顯示順磁性的物質。兩個氧原子進行sp軌道雜化，一個單電子填充進sp雜化軌道，成σ鍵，另一個單電子填充進p軌道，成π鍵。氧氣是奇電子分子，具有順磁性。單線態(tài)氧和三線態(tài)氧普通氧氣含有兩個未配對的電子，等同于一個雙游離基。兩個未配對電子的自旋狀態(tài)相同，自旋量子數之和S=1，2S+1=3，因而基態(tài)的氧分子自旋多重性為3，稱為三線態(tài)氧。在受激發(fā)下，氧氣分子的兩個未配對電子發(fā)生配對，自旋量子數的代數和S=0，2S+1=1，稱為單線態(tài)氧。空氣中的氧氣絕大多數為三線態(tài)氧。紫外線的照射及一些有機分子對氧氣的'能量傳遞是形成單線態(tài)氧的主要原因。單線態(tài)氧的氧化能力高于三線態(tài)氧。單線態(tài)氧的分子類似烯烴分子，因而可以和雙烯發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應。

物化性質

物理性質

無色無味氣體，熔點218.8℃，沸點-183.1℃，相對密度1.14（-183℃，水=1），相對蒸氣密度1.43（空氣=1），飽和蒸氣壓506.62kPa（-164℃），臨界溫度-118.95℃，臨界壓力5.08MPa，辛醇/水分配系數：0.65。大氣中體積分數：20.95%（約21%）。同素異形體：臭氧（O3），四聚氧（O4），紅氧（O8）。氧氣的物理常數性質條件或符號單位數據氣體密度　克/立方厘米0.001331液體密度　千克/升1.141氣體比重空氣=1　1.105摩爾體積標準狀況升/摩爾22.39溶解熱　千焦/摩爾0.44氣化熱　千焦/摩爾6.82介電常數20℃，1大氣壓　1.0004947+2液氧介電常數-193℃　1.507折射系數0℃，1大氣壓　1.000271磁感性20℃立方厘米/克106.2遷移率正離子負離子平方厘米/伏.秒平方厘米伏.秒1.32 1.83擴散系數（同種氣體中）0℃，133.3Pa 正離子負離子平方厘米/伏.秒平方厘米/伏.秒21.3 32.0在水中的分子擴散系數20℃平方厘米/伏.時6.7×10-2電離能氧分子千焦/摩爾1165.9表格參考資料來源：高純氣體

化學性質

氧氣的化學性質比較活潑。除了稀有氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀之外，大部分的元素都能與氧氣反應，這些反應稱為氧化反應，而經過反應產生的化合物（有兩種元素構成，且一種元素為氧元素）稱為氧化物。一般而言，非金屬氧化物的水溶液呈酸性，而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。此外，幾乎所有的有機化合物，可在氧中劇烈燃生成二氧化碳與水�；瘜W上曾將物質與氧氣發(fā)生的化學反應定義為氧化反應，氧化還原反應指發(fā)生電子轉移或偏移的反應。氧氣具有助燃性，氧化性。與金屬的反應　化學方程式現(xiàn)象與鉀的反應　　4K+O2=2K2O 鉀的表面變暗　　2K+O2=K2O2　　　K+O2=KO2（超氧化鉀）　與鈉的反應　　4Na+O2=2Na2O　　鈉的表面變暗　　產生黃色火焰，放出大量的熱，生成淡黃色粉末　　與鎂的反應　　2Mg+O2=點燃=2MgO　　劇烈燃燒發(fā)出耀眼的強光，放出大量熱，生成白色粉末狀固體�！　∨c鋁的反應　　4Al+3O2=點燃=2Al2O3　　發(fā)出明亮的光，放出熱量，生成白色固體。　　與鐵的反應　　（鐵銹的形成）　3Fe+2O2=點燃=Fe3O4　　紅熱的鐵絲劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體。與鋅的反應　　2Zn+O2=點燃=2ZnO　　　與銅的反應　　加熱后亮紅色的銅絲表面生成一層黑色物質。與非金屬的反應　化學方程式現(xiàn)象與氫氣的反應 2H2+O2=點燃=2H2O 安靜地燃燒，產生淡藍色的火焰，生成水并放出大量的熱。與碳的反應 C+O2=點燃=CO2 劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成使澄清石灰水變渾濁的氣體。 2C+O2=點燃=2CO （氧氣不充足時）　與硫的反應 S+O2=點燃=SO2 在空氣中燃燒，發(fā)出微弱的淡藍色火焰；在純氧中燃燒得更旺，發(fā)出藍紫色火焰，放出熱量，生成有刺激性氣味的氣體。該氣體能使澄清石灰水變渾濁，且能使酸性高錳酸鉀溶液或品紅溶液褪色，褪色的品紅溶液加熱后顏色又恢復為紅色。與紅磷的反應 4P+5O2=點燃=2P2O5 發(fā)出耀眼白光，放熱，生成大量白煙。與白磷的反應白磷在空氣中自燃，發(fā)光發(fā)熱，生成白煙。與氮氣的反應 N2+O2=高溫或放電=2NO 　　與有機物的反應如甲烷、乙炔、酒精、石蠟等能在氧氣中燃燒生成水和二氧化碳。氣態(tài)烴類的燃燒通常發(fā)出明亮的藍色火焰，放出大量的熱，生成水和能使澄清石灰水變渾濁的氣體。甲烷　　CH4+2O2=點燃=CO2+2H2O　　　乙烯　　C2H4+3O2=點燃=2CO2+2H2O　　　乙炔　　2C2H2+5O2=點燃=4CO2+2H2O　　　苯　　2C6H6+15O2=點燃=12CO2+6H2O　　在空氣中燃燒時，火焰明亮并有濃黑煙。甲醇　　2CH3OH+3O2=點燃=2CO2+4H2O　　　　乙醇　　CH3CH2OH+3O2=點燃=2CO2+3H2O　　　　碳氫氧化合物與氧氣發(fā)生燃燒的通式　　4CxHyOz+（4x+y-2z）O2=點燃=4xCO2+2yH2O（通式完成后應注意化簡！下同）　　　　烴的燃燒通式　　4CxHy+（4x+y）O2=點燃=4xCO2+2yH2O　　　　乙醇被氧氣氧化　　此反應包含兩個步驟：　　氯仿與氧氣的反應　　2CHCl3+O2=2COCl2（光氣）+2HCl　　　　其它有氧氣參加的化學反應　　　化學方程式硫化氫的燃燒　　2H2S+3O2（過量）=點燃=2H2O+2SO2 2H2S+O2（少量）=點燃=2H2O+2S 煅燒黃鐵礦　　4FeS2+11O2=高溫=2Fe2O3+8SO2 　　二氧化硫的催化氧化　　2SO2+O2←催化劑，△→2SO3 空氣中硫酸酸雨的形成　　2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 氨在純氧中的燃燒　　4NH3+3O2（純）=點燃=2N2+6H2O　　氨的催化氧化　　一氧化氮與氧氣的反應　　2NO+O2=2NO2 轉化為臭氧的反應3O2=放電=2O3（該反應為可逆反應）

制取方法

實驗室制法

1．加熱高錳酸鉀：（中學教材為）。 2．二氧化錳與氯酸鉀共熱：（制得的氧氣中含有少量Cl2、O3和微量ClO2；部分教材已經刪掉；該反應實際上是放熱反應，而不是吸熱反應，發(fā)生上述1mol反應，放熱108kJ）。 3．過氧化氫溶液催化分解（催化劑主要為二氧化錳，三氧化二鐵、氧化銅也可）：。化學詩歌：氧氣的制取　　實驗先查氣密性，受熱均勻試管傾。收集常用排水法，先撤導管后移燈。解釋： 1、實驗先查氣密性，受熱均勻試管傾：“試管傾”的意思是說，安裝大試管時，應使試管略微傾斜，即要使試管口低于試管底，這樣可以防止加熱時藥品所含有的少量水分變成水蒸氣，到管口處冷凝成水滴而倒流，致使試管破裂�！笆軣峋鶆颉钡囊馑际钦f加熱試管時必須使試管均勻受熱。 2、收集常用排水法：意思是說收集氧氣時要用排水集氣法收集。 3、先撤導管后移燈：意思是說在停止制氧氣時，務必先把導氣管從水槽中撤出，然后再移去酒精燈（如果先撤去酒精燈，則因試管內溫度降低，氣壓減小，水就會沿導管吸到熱的試管里，致使試管因急劇冷卻而破裂）。

工業(yè)制法

1、分離液態(tài)空氣法在低溫條件下加壓，使空氣轉變?yōu)橐簯B(tài)，然后蒸發(fā)，由于液態(tài)氮的沸點是‐196℃，比液態(tài)氧的沸點（‐183℃）低，因此氮氣首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來，剩下的主要是液態(tài)氧。空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同，從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預冷、凈化（去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質）、然后進行壓縮、冷卻，使之成為液態(tài)空氣。然后，利用氧和氮的沸點的不同，在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝，將氧氣和氮氣分離開來，得到純氧（可以達到99.6%的純度）和純氮（可以達到99.9%的純度）。如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產出的氧氣，經過壓縮機的壓縮，最后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存，或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產氧氣，雖然需要大型的成套設備和嚴格的安全操作技術，但是產量高，每小時可以產出數千、萬立方米的氧氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣，所以從1903年研制出第一臺深冷空分制氧機以來，這種制氧方法一直得到最廣泛的應用。 2、膜分離技術膜分離技術得到迅速發(fā)展。利用這種技術，在一定壓力下，讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜，可得到含氧量較高的富氧空氣。利用這種膜進行多級分離，可以得到百分之九十以上氧氣的富氧空氣。 3、分子篩制氧法（吸附法）利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先，用壓縮機迫使干燥的空氣通過分子篩進入抽成真空的吸附器中，空氣中的氮分子即被分子篩所吸附，氧氣進入吸附器內，當吸附器內氧氣達到一定量（壓力達到一定程度）時，即可打開出氧閥門放出氧氣。經過一段時間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產出的氧氣純度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮，然后重復上述過程。這種制取氧的方法亦稱吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧機已經開發(fā)出來，便于家庭使用。 4、電解制氧法把水放入電解槽中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度，然后通入直流電，水就分解為氧氣和氫氣。每制取一立方米氧，同時獲得兩立方米氫。用電解法制取一立方米氧要耗電12～15千瓦小時，與上述兩種方法的耗電量（0.55～0.60千瓦小時）相比，是很不經濟的。所以，電解法不適用于大量制氧。另外同時產生的氫氣如果沒有妥善的方法收集，在空氣中聚集起來，如與氧氣混合，容易發(fā)生極其劇烈的爆炸。所以，電解法也不適用家庭制氧的方法。有氧氣生成的化學反應　電解硫酸銅溶液 2CuSO4+2H2O=通電=2Cu↓+2H2SO4+O2↑ 電解水 2H2O=通電=2H2+O2↑ 光合作用總反應式 6CO2+6H2O— 光，葉綠素 →C6H12O6+6O2↑ 濃硝酸受熱或見光分解電解硝酸銀溶液 4AgNO3+2H2O =通電=4Ag↓+4HNO3+O2↑ 高鐵酸鈉受熱分解（此反應有待考證）　　氟氣與水的反應電解鋁 2Al2O3=通電=4Al+3O2↑ 加熱氧化銅加熱氧化汞

2010年荷蘭電影

氧氣(2010年荷蘭電影)

目錄基本信息劇情介紹基本信息

導演: Hans Van Nuffel 編劇: Jean-Claude Van Rijckeghem/ Hans Van Nuffel 類型:劇情制片國家/地區(qū):比利時 / 荷蘭語言:荷蘭語上映日期:2010-09-08 片長:98 分鐘又名:Oxygen / Adem

劇情介紹

17歲的湯姆患有嚴重的先天性遺傳疾�。覡罾w維化，Cystic Fibrosis），但性格叛逆，他遇到了與自己同病相憐的哈維爾。后者卻能以樂觀積極的.態(tài)度對待人生。哈維爾以及住在隔意區(qū)的女孩艾蓮娜最終幫助讓湯姆從陰霾中走出來。

范曉萱演唱歌曲

氧氣(范曉萱演唱歌曲)

目錄基本信息歌詞基本信息

詞：許常德曲：黃怡演唱：范曉萱該歌分為有氧版與無氧版，O2有氧版節(jié)奏比較快，O1缺氧版節(jié)奏比較慢

歌詞

沉入越來越深的海底我開始想念你我好孤寂跌進越來越冷的愛里我快不能呼吸我想要你人活著賴著一口氧氣氧氣是你如果你愛我你會來找我你會知道我快不能活如果你愛我你會來救我空氣很稀薄因為寂寞跌進越來越冷的'愛里我快不能呼吸我想要你人活著賴著一口氧氣氧氣是你如果你愛我你會來找我你會知道我快不能活如果你愛我你會來救我空氣很稀薄因為寂寞如果你愛我你會來找我你會知道我快不能活如果你愛我你會來救我空氣很稀薄因為寂寞