水泥行业排放的二氧化碳占全球人类活动总碳排放量的8%左右66
。
截至2023年6月，过去10年，全球温室气体排放量创下“历史新高”，每年排放的二氧化碳高达540亿吨，导致全球以前所未有的速度变暖67
。
2024年3月19日，世界气象组织发布《2023年全球气候状况报告》，数据显示，2023年，二氧化碳浓度在2022年创纪录的水平上继续上升，其中二氧化碳的浓度水平比工业化前水平高50%69
。
2024年10月28日，世界气象组织发布的《温室气体公报》显示，2023年大气中二氧化碳浓度增加了2.3ppm（1ppm为百万分之一）。2023年全球平均地表二氧化碳浓度达到420.0ppm
碳氧三键（键长为113pm）之间，故CO2中的碳氧键具有一定程度的三键特征。
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
。
CO2的临界温度为304.2K，室温下加压即可液化。液态CO2蒸发时吸收大量的热，这样就把一部分CO2冷凝成雪花状固体二氧化碳，通常叫干冰。干冰是一种很好的冷冻剂，其冷冻程度可达203K到193K。干冰是由CO2分子组成的晶体，属立方晶系，晶胞参数a为557.5pm(83K)，品胞中包含4个CO2分子、晶体由直线形
Pa。随着温度和压力的变化，CO2的相态可呈气相、液相或固相变化，CO2需加压到5.1 倍大气压力以上会以液态存在，在 5.1个大气压下的液化点为-56.55°C。二氧化碳临界压力、温度分别是7.38 MPa、31.4°C，三相点压力为0.52 MPa，温度为-56°C。压力低于0.7 MPa时，CO2仅有两种相态，即气相和固相，温度降低时，CO2会从气态直接转变为固态78
。当物质处在临界压力与临界温度以上的状态时，此时该物质所处的状态就是超临界状态，被称为超临界流体。超临界状态下，物质的相态介于气态与液态之间，超临界流体的粘度和表面张力接近气体的性质，密度范围更接近液体的性质，扩散系数和热力学电导率介于气体和液体之间，既具有气体的流动性，又具有液体的溶解性 77
。
二氧化碳相图
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几乎无还原性，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：
；
。
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：
；
。
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。
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：
。
③与氨气反应
干燥的CO2可与NH3气作用74
：
氨基甲酸铵NH2COONH4为白色晶体，极易溶于水，其溶液热至333K水解为碳酸铵74
：
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29
，相应的化学反应方程式为：
。
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29
，相应的化学反应方程式为：
镁在二氧化碳中燃烧
。
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
30
，其中几种反应的化学反应方程式为：
；
；
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66
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