俗名碳酸气,也称碳酸酐或碳酐,化学式CO2。常温下无色,是一种略有酸味的气体,其密度为1.977g·cm-3。CO2分子具有直线型结构O=C=O,键长116.3pm,是非极性分子,与N3-,N2O,NO2+,OCN-等互为等电子体。液态CO2密度小,减压膨胀时,一部分液态CO2迅速蒸发,吸收大量的热使另一部分液态CO2凝固成白色雪状固体,俗称干冰。干冰是分子晶体,-78.5℃时,不经熔化即可直接升华,而且蒸发较慢,可得-80℃左右的低温,常用作冷冻剂。CO2化学性质很稳定,通常不会分解放氧,不能燃烧也不助燃,是常用的灭火剂。但CO2不能用来扑灭活泼金属(如K,Na,Mg,Zn等)的燃烧,因为它们可在CO2中燃烧,例如:

炽热的碳也可夺取一部分的氧而产生一氧化碳CO。在过量的空气内,碳和它的化合物(如木材、煤、石油及其制品、
天然气等等)燃烧皆产生CO
2。除此之外,动物尸体和腐烂的植物,呼吸、火山地带的裂隙及很多泉水中也放出CO
2。实验室内可用大理石(或碳酸盐)和盐酸作用来制取CO
2。工业上所需的大量CO
2是煅烧石灰石或酒精发酵的副产品中获得的,也可由烟道气中回收CO
2,CO
2气中的SO
2及H
2S可用KMnO
4及Na
2CO
3溶液洗去。CO
2微溶于水,室温下饱和CO
2溶液的浓度为0.03~0.04mol·1
-1,其中大部分CO
2以水合分子的形式CO
2·xH
2O存在,只有一小部分生成碳酸H
2CO
3。实验证明〔CO
2〕/〔H
2CO
3〕=600,碳酸的“有效电离常数”,K
1=2×10
-4,假定溶于水的CO
2全部转化为碳酸则计算的“表观电离常数”,K
1=4.3×10
-7,故碳酸是一种弱酸。水溶液中存在下列平衡:

升高温度,则平衡向左移动,CO
2可全部放出。人类吸气中CO
2浓度高达5%时,即可刺激呼吸中枢,会使呼吸量增加2倍。在呼吸中枢发生抑制时,可吸入CO
2 (5~7%)和氧(93~95%)的混合气,作兴奋药。绿色植物吸收CO
2和水后在光合作用下,可以
合成有机物。CO
2还可用做多种清凉饮料。CO
2用于制碱、制糖、钢铸件的淬火、
合成尿素、制备碳酸盐和铅白以及化学合成中的惰性介质等许多方面。