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C原子以sp杂化轨道形成δ键。分子形状为直线形。非极性分子。在CO₂分子中，碳原子采用sp杂化轨道与氧原子成键。C原子的两个sp杂化轨道分别与两个O原子生成两个σ键。C原子上两个未参加杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角，并且从侧面同氧原子的p轨道分别肩并肩地发生重叠，生成两个∏三中心四电子的离域键。因此，缩短了碳—氧原子间地距离，使CO2中碳氧键具有程度的叁键特征。决定分子形状的是sp杂化轨道，CO₂为直线型分子式。二氧化碳密度较空气大，当二氧化碳少时对人体无危害，但其超过量时会影响人（其他生物也是）的呼吸，原因是血液中的碳酸浓度增大，酸性增强，并产生酸中毒。空气中二氧化碳的体积分数为1%时，感到气闷，头昏，心悸；4%-5%时感到眩晕。6%以上时使人神志不清、呼吸逐渐停止以致死亡

空气中有微量的二氧化碳，约占0.039%。二氧化碳能溶于水中，形成碳酸，碳酸是一种弱酸。

二氧化碳的实验制法：

大理石或石灰石和稀盐酸反应通常需要对气体进行除杂干燥，盐酸反应时会挥发出氯化氢(HCl）气体，所以要通过饱和碳酸氢钠(NaHCO3）溶液除去气体中的氯化氢。溶液中的反应，气体溢出时会带出水蒸气，所以要求严格或必要时要对气体进行干燥，通常用装有浓硫酸的洗气瓶进行干燥。

二氧化碳CaCO₃+ 2HCl = CaCl₂+ H₂O + CO₂↑

点燃

C+O₂=点燃=CO₂

另外，不能用碳酸钠、纯碳酸钙和盐酸反应制取，因为反应速率太快，不易收集；不能用石灰石和浓盐酸反应，因为浓盐酸易挥发出大量氯化氢气体，使氯化氢无法完全去除，制得的二氧化碳纯度会下降；也不能用碳酸钙和稀硫酸反应收集，因为反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会附盖在石灰石表面，阻碍内部反应的继续进行。附：CaCO₃+H₂SO₄====CaSO₄+H₂O+CO₂↑

Na₂CO₃+2HCl====2NaCl+H₂O+CO₂↑

Na₂CO₃+H₂SO₄====Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑

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C+O₂=点燃=CO₂ 现象：生成能使纯净的石灰水变浑浊的气体

Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O 现象：生成白色的沉淀，用于检验二氧化碳

CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca(HCO₃)₂现象：白色固体逐渐溶解

Ca(HCO₃)₂=△=CaCO₃↓+CO₂↑+H₂O 现象：生成白色的沉淀，同时有能使纯净的石灰水变浑浊的气体生成

Cu₂(OH)₂CO₃=△=2CuO+H₂O+CO₂↑ 现象：固体由绿色逐渐变成黑色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成

2NaOH+CO₂==Na₂CO₃+H₂O（也可为KOH） 现象：不明显

CaCO₃=高温=CaO+CO₂↑ 现象：有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

跟一氧化碳有关的，但同时也跟二氧化碳有关：

Fe₃O₄+4CO=高温=3Fe+4CO₂现象：固体由黑色变成银白色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成

FeO+CO=高温=Fe+CO₂ 现象：固体由黑色逐渐变成银白色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成

Fe₂O₃+3CO=高温=2Fe+3CO₂现象：固体由红色逐渐变成银白色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成

CuO+CO=△=Cu+CO₂ 现象：固体由黑色变成红色，同时有能使纯净石灰水变浑浊的气体生成

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