二氧化碳常温常压下是一种无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，在加压冷却时变成无色的液体，无色液体继续降温时变成雪花状的固体。

二氧化碳在常温常压下为无色无臭稍带酸味的气体。比空气重。液化后变成无色无臭的液体，可挥发。固化后变成白雪一样的薄片或立方体。在气液固三态均不燃烧，也不助燃。二氧化碳稍微呈惰性，对许多金属几乎无影响，但有水分时生成碳酸而腐蚀普通钢。与强碱起剧烈反应形成碳酸盐，在高温能被铁、锌和某些其它的金属以及碳还原成一氧化碳。在350～400℃，有镍存在的条件下(或在200℃，有氧化铜存在的条件下)可被氢还原为甲烷。在赤热的温度下与钙反应，生成碳化钙和氧化钙；在同样温度下与氨反应生成尿素；有铜存在时与二硫化碳反应可生成硫和一氧化碳。与许多有机化合物反应。可将这些化合物羰基化。能溶于水、烃类及大多数中。

二氧化碳是碳氧化合物，是一种无机物，不可燃，通常也不支持燃烧，低浓度时性。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，处于碳元素的价态，故二氧化碳具有氧化性而无还原性，但氧化性不强。

在自然界中二氧化碳含量丰富，为大气组成的一部分。二氧化碳也包含在某些气或油田伴生气中以及碳酸盐形成的矿石中。

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