碳和碳化合物在空气或O2中的完全燃烧以及生物体内许多物质的氧化产物都是CO2

C（s）＋O2（g）＝CO2（g），△H°＝－394kJ·mol-1

CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g），△H°＝－603kJ·mol-1

       CO2在大气中约占0．03％，海洋中约占0．014％。它还存在于火山喷射气和某些泉水中。地面上的CO2主要来自煤、石油、天然气及其它含碳化合物的燃烧、碳酸钙矿石的分解、动物的呼吸以及发酵过程。地面上的植物和海洋中的浮游生物则将CO2转变为O2，一直维持着大气中O2与CO2的平衡。但是近几十年来随着全世界工业的高速发展和由此带来的海洋污染，使大气中的CO2越来越多，据估计每年约增加百万分之二到四。

       在CO2分子中，碳原子用sp杂化轨道与氧原子生成四个键，两个σ键和两个π键。

决定分子形状的是sp杂化轨道，所以CO2为直线型分子。碳原子上两个未杂化的p轨道与sp杂化轨道成直角，并从侧面同氧原子的p轨道肩并肩地发生重叠，因此，缩短了碳－氧原子间的距离，使这键具有一些参键的性质。通常仍用O＝C＝O表示CO2分子。

       CO2分子没有极性，它很容易被液化，其临界温度为304K。在常温下，施加7．1×100kPa的压力即能液化。液态CO2的气化热很高，217K时为25．1kJ·mol-1。当部分液态CO2气化时，另一部分CO2即被冷却成为雪花状的固体。这固体俗称“干冰”，它是分子晶体。从相图（图14－1）可知，它的三相点高于大气压，所以在常压下于195K直接升华为气体，它是工业上广泛使用的致冷剂。

       CO2不活泼，但在高温下，能与或活浚金属镁、铝等反应。

CO2＋2Mg＝（点燃）2MgO＋C

       CO2是酸性氧化物，它能与碱反应。氮肥厂利用此性质，用氨水吸收CO2以制得NH4HCO3。实验室和某些工厂利用此性质用碱除去CO2，或将排出的废气转变为碳酸盐（酒厂）。CO2被大量用于生产Na2CO3、 NaHCO3、纯Al2O3、铅白（Pb（OH）2·2PbCO3）、化肥，并可以制饮料（制汽水的CO2压力约为3～4×100kPa）。

       CO2无毒，但若在空气中的含量过高，也会使人因为缺氧而发生窒息的危险。人进入地窖时应手持燃着的蜡烛，若烛灭，表示窖内CO2过多，暂不宜进入。

       工业用的CO2大多系水泥厂、石灰窑、炼铁高炉和酿酒厂的副产物。