二氧化碳主要来自于哪里？

2025-03-07 14:39:52

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回答1：

主要来源于煤，石油，天然气等化石燃料的燃烧。其次是动植物的呼吸作用也会排放二氧化碳，另外动植物尸体经过微生物的分解也会释放二氧化碳。研究简史
原始社会时期，原始人在生活实践中就感知到了二氧化碳的存在，但由于历史条件的限制，他们把看不见、摸不着的二氧化碳看成是一种杀生而不留痕迹的凶神妖怪而非一种物质。[10]
3世纪时，中国西晋时期的张华（232年－300年）在所著的《博物志》一书记载了一种在烧白石（CaCO3）作白灰（CaO）过程中产生的气体，这种气体便是如今工业上用作生产二氧化碳的石灰窑气。[10]
17世纪初，比利时医生海尔蒙特（即扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）发现木炭燃烧之后除了产生灰烬外还产生一些看不见、摸不着的物质，并通过实验证实了这种被他称为“森林之精”的二氧化碳是一种不助燃的气体，确认了二氧化碳是一种气体；还发现烛火在该气体中会自然熄灭，这是二氧化碳惰性性质的第一次发现。不久后，德国化学家霍夫曼（即弗里德里希·霍夫曼，Friedrich Hoffmann，1660年－1742年）对被他称为“矿精（spiritus mineralis）”的二氧化碳气体进行研究，首次推断出二氧化碳水溶液具有弱酸性。[10]
1756年，英国化学家布莱克（即约瑟夫·布莱克，Joseph Black，1728年－1799年）第一个用定量方法研究了被他称为“固定空气”的二氧化碳气体，二氧化碳在此后一段时间内都被称作“固定空气”。[11]
1766年，英国科学家卡文迪许（即亨利·卡文迪许，Henry Cavendish，1731年－1810年）成功地用汞槽法收集到了“固定空气”，并用物理方法测定了其比重及溶解度，还证明了它和动物呼出的和木炭燃烧后产生的气体相同。[12]
1772年，法国科学家拉瓦锡（即安托万-洛朗·拉瓦锡，Antoine-Laurent de Lavoisier，1743年－1794年）等用大火镜聚光加热放在汞槽上玻罩中的钻石，发现它会燃烧，而其产物即“固定空气”。同年，科学家普里斯特利（即约瑟夫·普里斯特利，Joseph Priestley，1733年－1804年）研究发酵气体时发现：压力有利于“固定空气”在水中的溶解，温度增高则不利于其溶解。这一发现使得二氧化碳能被应用于人工制造碳酸水（汽水）。[12]
1774年，瑞典化学家贝格曼（即托贝恩·奥洛夫·贝格曼，Torbern Olof Bergman，1735年－1784年）在其论文《研究固定空气》中叙述了他对“固定空气”的密度、在水中的溶解性、对石蕊的作用、被碱吸收的状况、在空气中的存在、水溶液对金属锌、铁的溶解作用等的研究成果。[11]
1787年，拉瓦锡在发表的论述中讲述将木炭放进氧气中燃烧后产生的“固定空气”，肯定了“固定空气”是由碳和氧组成的，由于它是气体而改称为“碳酸气”。同时，拉瓦锡还测定了它含碳和氧的质量比（碳占23.4503%，氧占76.5497%），首次揭示了二氧化碳的组成。[10] [11]
1797年，英国化学家坦南特（即史密森·坦南特，Smitbson Tennant，1761年－1815年，[13] 又译“台耐特”[14] 等）用分析的方法测得“固定空气”含碳27.65%、含氧72.35%。[10]
1823年，英国科学家法拉第（即迈克尔·法拉第，Michael Faraday，1791年－1867年）发现加压可以使“碳酸气”液化。同年，法拉第和戴维（即汉弗里·戴维，Humphry Davy，1778年－1829年，又译“笛彼”）首次液化了“碳酸气”。[15] [16] [17]
1834年或1835年，德国人蒂罗里尔（即阿德里安·让·皮埃尔·蒂罗里尔，Adrien-Jean-Pierre Thilorier，1790年－1844年，又译“蒂洛勒尔”、“狄劳里雅利”[18] 、“奇洛列”[19] 等）成功地制得干冰（固态二氧化碳）。[20] [21]
1840年，法国化学家杜马（即让-巴蒂斯特·安德烈·杜马，Jean-Baptiste André Dumas，1800年－1884年）把经过精确称量的含纯粹碳的石墨放进充足的氧气中燃烧，并且用氢氧化钾溶液吸收生成的“固定空气”，计算出“固定空气”中氧和碳的质量分数比为72.734：27.266。此前，阿伏伽德罗（即阿莫迪欧·阿伏伽德罗，Amedeo Avogadro，1776年8月9日—1856年7月9日）于1811年提出了假说——“在同一温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。”化学家们结合氧和碳的原子量得出“固定空气”中氧和碳的原子个数简单的整数比是2：1，又以阿伏伽德罗于1811年提出的假说为依据，通过实验测出“固定空气”的分子量为44，从而得出“固定空气”的化学式为CO2，与此化学式相应的名称便是“二氧化碳”。[11]
1850年，爱尔兰物理化学家安德鲁斯（即托马斯·安德鲁斯，Thomas Andrews，1813年－1885年）开始对二氧化碳的超临界现象进行研究，并于1869年测定了二氧化碳的两个临界参数：超临界压强为7.2MPa，超临界温度为304.065K（二者在2013年的公认值分别为7.375MPa和303.05K）。[22] [23]
1896年，瑞典化学家阿累尼乌斯（即斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯，Svante August Arrhenius，1859年－1927年）通过计算指出，大气中二氧化碳浓度增加一倍，可使地表温度上升5～6℃。[24]
1950年－1952年间，苏联的柳巴夫斯基（K. B. Любавский）、诺沃日洛夫（H. M. Новожилов）与日本的关口春次郎分别研究了一种在二氧化碳保护气体中使用的焊丝，并提出了焊接钢材的新的冶金方案。[25] 随之，1953年，柳巴夫斯基等人发明了二氧化碳气体保护焊。[26]
分子结构

CO2分子结构[27]
CO2成键过程[28]
CO2分子形状是直线形的，其结构曾被认为是：O=C=O。但CO2分子中碳氧键键长为116pm，介于碳氧双键（键长为124pm）和碳氧三键（键长为113pm）之间，故CO2中的碳氧键具有一定程度的叁键特征。
现代科学家一般认为CO2分子的中心原子碳原子采取sp杂化，2条sp杂化轨道分别与2个氧原子的2p轨道（含有一个电子）重叠形成2条σ键，碳原子上互相垂直的p轨道再分别与2个氧原子中平行的p轨道形成2条大π键。[27]
理化性质
物理性质
二氧化碳在常温常压下为无色无味气体，溶于水和烃类等多数有机溶剂，其相关物理常数如下表：
性质条件或符号单位数据
熔点
摄氏度（℃）
-56.6
沸点
527kPa
摄氏度（℃）
-78.5
相对密度
-79℃，水=1
1.56
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（参考资料：[2] ）
化学性质
二氧化碳是碳氧化合物之一，是一种无机物，不可燃，通常也不支持燃烧，低浓度时无毒性。它也是碳酸的酸酐，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，其中碳元素的化合价为+4价，处于碳元素的最高价态，故二氧化碳具有氧化性而无还原性，但氧化性不强。[29]
1.酸性氧化物的通性
1-1.和水反应
二氧化碳可以溶于水并和水反应生成碳酸，而不稳定的碳酸容易分解成水和二氧化碳，相应的化学反应方程式为：
；
。[29]
1-2.和碱性氧化物反应
一定条件下，二氧化碳能与碱性氧化物反应生成相应的盐，如：
；
。[29]
1-3.和碱反应
①与氢氧化钙反应
向澄清的石灰水中加入二氧化碳，会使澄清的石灰水变浑浊，生成碳酸钙沉淀（此反应常用于检验二氧化碳），相应的化学反应方程式为：

当二氧化碳过量时，生成碳酸氢钙：
第一步：；
第二步：；
总方程式：。
由于碳酸氢钙溶解性大，长时间往已浑浊的石灰水中通入二氧化碳，可发现沉淀渐渐消失。[29]
②与氢氧化钠反应
二氧化碳会使烧碱变质，相应的化学反应方程式为：

当二氧化碳过量时，生成碳酸氢钠：
第一步：；
第二步：；
总方程式：。[29]
2.弱氧化性
2-1.碳单质还原
高温条件下，二氧化碳能与碳单质反应生成一氧化碳，相应的化学反应方程式为：
。[29]
2-2.镁单质还原
在点燃的条件下，镁条能在二氧化碳中燃烧，相应的化学反应方程式为：

镁在二氧化碳中燃烧
。[29]
2-3.氢化还原
二氧化碳和氢气在催化剂的作用下会发生生成甲醇、一氧化碳和甲烷等的一系列反应，其中几种反应的化学反应方程式为：
；
；
。[30] [31]
2-4.电化学还原
二氧化碳的电化学还原是一个利用电能将二氧化碳在电解池阴极还原而将氢氧根离子在电解池阳极氧化为氧气的过程，由于还原二氧化碳需要的活化能较高，这个过程需要加一定高电压后才能实现，而在阴极发生的氢析出反应的程度随电压的增加而加大，会抑制了二氧化碳的还原，故二氧化碳的高效还原需要有合适的催化剂，以致二氧化碳的电化学还原往往是个电催化还原过程。这个过程的简单机理为：⑴电解池阴极：在初始阶段，二氧化碳被吸附在阴极催化剂表面，形成中间产物（反应式①）；然后电子在两个电极间电势差的作用下发生转移，转移数可能是2、4、6、8、12，还原产物随电子转移数的不同而可能是一氧化碳、甲酸根、甲酸等（反应式②-④）。⑵电解池阳极：水溶液中发生析氢反应，产生氢气（反应式⑤、⑥）。[32] [33]

二氧化碳电化学还原反应
3.与过氧化物反应
二氧化碳能与过氧化钠（Na2O2）反应生成碳酸钠（Na2CO3）和氧气（O2），相应的化学反应方程式为：。[29]
4.与格式试剂反应
在酸性条件下，二氧化碳能和格式试剂在无水乙醚中反应生成羧酸，相应的化学反应方程式为：

说明：式子中R为脂肪烃基或芳香烃基，X为卤素，Etheranhydrous表示无水乙醚。[34]
5.与环氧化合物的插入反应
二氧化碳可以和环氧化合物在电催化作用下可反应生成环状碳酸酯，[35] 相应的化学反应方程式为：

二氧化碳的插入反应
6.制取金刚石（置换反应）
在440℃（713.15K）和800个大气压（约808MPa）的条件下，二氧化碳可与金属钠反应生成金刚石，相应的化学反应方程式为：。[36]
7.光合作用暗反应
二氧化碳参与了光合作用的暗反应，是绿色植物光合作用不可缺少的原料，其参与的反应过程被称为“二氧化碳的固定”，相应的化学反应方程式为：
说明：式子中C5为1,5-二磷酸核酮糖，2C3为2分子3-磷酸甘油酸。[37]
产生途径

自然界中碳循环示意图
二氧化碳气体是大气组成的一部分（占大气总体积的0.03%-0.04%），在自然界中含量丰富，其产生途径主要有以下几种：①有机物（包括动植物）在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出二氧化碳。②石油、石腊、煤炭、天然气燃烧过程中，也要释放出二氧化碳。③石油、煤炭在生产化工产品过程中，也会释放出二氧化碳。④所有粪便、腐植酸在发酵，熟化的过程中也能释放出二氧化碳。⑤所有动物在呼吸过程中，都要吸氧气吐出二氧化碳。[39]
制备方法
2.3万次播放07:01
纪录片对抗全球变暖有妙方，冰岛把二氧化碳永久封入石头
工业制备
煅烧法
高温煅烧石灰石（或白云石）过程中产生的二氧化碳气，经水洗、除杂、压缩，制得气体二氧化碳：
。[2]
发酵气回收法

回答2：

：此题考查人呼出的二氧化碳的最终来源．细胞是人体结构和功能的基本单位，细胞通过呼吸作用，利用氧气，氧化分解有机物，释放出能量，并产生二氧化碳．有机物+氧气→二氧化碳+水+能量．
解答：解：由于组织细胞的生命活动需要能量，能量是通过呼吸作用释放的．细胞的呼吸作用不断消耗氧，分解有机物产生二氧化碳和水．肺泡是气体交换的场所、血液是运输二氧化碳的载体、气管是气体进出的通道，都不能不能产生二氧化碳．所以人体呼吸时呼出的二氧化碳主要是在组织细胞中产生的．
故选：B．
点评：关键是知道细胞进行呼吸的部位是线粒体．

回答3：

主要来源于煤,石油,天然气等化石燃料的燃烧.
其次是动植物的呼吸作用也会排放二氧化碳,
另外动植物尸体经过微生物的分解也会释放二氧化碳
.以上是三个主要原因

回答4：

二氧化碳主要来自于人呼出

回答5：

二氧化碳是如何使地球变暖的？它又来自哪里？

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