碳的稳定氧化物是一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO₂)，碳的其他氧化物如C₂O₃、C5O2、C₁₂O₉等稳定性较差。

1. 一氧化碳

CO是单质C不完全燃烧的产物。将CO和CO₂的混合物通过碱吸收CO₂后即得到CO。实验室将草酸与浓硫酸共热，用固体NaOH吸收CO₂和H₂O则得CO。制高纯的CO可用加热分解羰基化合物的方法。

在CO分子中，C与O间存在着叁键，并且有一个是O向C的配位键，因此CO具有强的配位能力。CO与生物体内血红素中的Fe²⁺配位使血液失去输氧作用，因此CO具有较大毒性。

在高温下，CO能与许多过渡金属配位生成金属联配合物，如Fe(CO)₅、Ni(CO)₄等，这些化合物多是剧毒物。

CO具有强还原性，能够还原许多金属氧化物。与Cl₂反应生成有毒的光气COCl₂，通入PdCl₂使溶液变黑可作为CO的检验反应。

用CuCl的酸性溶液基本可以定量吸收CO。

CO+CuCl+2H₂O=Cu(CO)Cl·2H₂O

工业上将空气和水蒸气交替通入红热碳层，制取的燃料气含有CO。通入空气时反应得到含有CO、N₂和少量CO₂的混合气体(即发生炉煤气)：

2C+O₂=2CO △H<0

通入水蒸气时得到含有CO、H₂、少量CO₂和水蒸气的混合气体(即水煤气)：

C+H₂O=CO+H₂ △H>0

发生炉煤气和水煤气都是燃料气。放热反应和吸热反应交替进行，维持反应体系在一定温度范围内持续运行。

2. 二氧化碳

CO₂是单质C完全燃烧的产物。温室效应主要是大气中CO₂的浓度增大造成的。CO₂是人体内代谢的产物，也是植物进行光合作用的原料。

CO₂为非极性分子，具有直线形结构，分子；中C-O间呈双键，分子具有很高的热稳定性。按价键理论，CO₂分子中有2个互相垂直的π键；按照分子轨道理论，CO₂分子中有2个互相垂直的离域Ⅱ43键(图13-3)。

图13-3 CO₂ 分子的成键情况

实验室利用碳酸钙和稀盐酸反应制备CO₂。

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂+H₂O

将气体通入饱和Ca(OH)₂溶液产生白色CaCO₃沉淀，这可用来鉴定CO₂。

CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃+H₂O

CO₂主要用途是作制冷剂、生产饮料和尿素等。在-56.6～31℃间通过加压可使之液化，以CO₂为临界溶剂可合成许多新的化合物。

相关链接：碳单质的还原性

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

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