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氯气

氯气，化学式为Cl₂。常温常压下为黄绿色，有强烈刺激性气味的剧毒气体，具有窒息性，密度比空气大，可溶于水和碱溶液，易溶于有机溶剂（如二硫化碳和四氯化碳），易压缩，可液化为黄绿色的油状液氯，是氯碱工业的主要产品之一，可用作为强氧化剂。

氯气中混和体积分数为5%以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险。氯气具有毒性，主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，会对上呼吸道黏膜造成损害。氯气能与有机物和无机物进行取代反应和加成反应生成多种氯化物。主要用于生产塑料（如PVP）、合成纤维、染料、农药、**剂、漂白剂溶剂以及各种氯化物。

理化性质

氯气物理性质

物质结构

原子结构：氯原子*外层有7个电子，反应中易得到1个电子或共用一个电子对达到稳定结构（共价键）。

分子结构：氯分子为双原子分子，分子式Cl₂。

分子结构图

状态

常温常压下为有强烈刺激性气味的黄绿色的气体。

密度

氯气密度是空气密度的2.5倍，标况下ρ=3.21kg/m³。相对密度3.214。（以标况下空气作为参考物质）

易液化

熔沸点较低，常温常压下，熔点为-101.00℃，沸点-34.05℃，常温下把氯气加压至600～700kPa或在常压下冷却到-34℃都可以使其变成液氯，液氯的化学式与氯气相同，为Cl₂，液氯是一种油状的液体，其与氯气物理性质不同，但化学性质基本相同。

溶解性

可溶于水，易溶于有机溶剂（例如：四氯化碳）难溶于饱和食盐水。1体积水在常温下可溶解2体积氯气，形成黄绿色氯水，密度为 3.170g/L，比空气密度大。

自然分布

自然界中游离状态的氯存在于大气层中，不过此时的氯气受紫外线经常会分解成两个氯原子（自由基）。是破坏臭氧层的主要单质之一。

氯气化学性质

助燃性

氯气支持燃烧，许多物质都可在氯气中燃烧（除少数物质如碳单质等）。

与金属反应

	化学方程式	现象
与钠的反应	2Na+Cl₂=2NaCl	钠在氯气里剧烈燃烧，产生大量的白烟，放热。钠在氯气中燃烧
与铜的反应	Cu+Cl₂=CuCl₂	红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕黄色的烟，加少量水后，溶液呈蓝绿色（绿色较明显），加足量水后，溶液完全显蓝色。铜在氯气中燃烧
与铁的反应	3Fe+3Cl₂=2FeCl₃	铁丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕红色烟，加少量水后，溶液呈黄色。铁在氯气中燃烧
与镁的反应	Mg+Cl₂=MgCl₂	非常剧烈的燃烧，生成白色的烟。镁在氯气中燃烧

注：氯气具有强氧化性，加热下可以与所有金属反应，如金、铂在热氯气中燃烧，而与Fe、Cu等变价金属反应则生成高价金属氯化物。

常温下，干燥氯气或液氯不与铁反应，只能在加热情况下反应，所以可用钢瓶储存氯气（液氯）。

与非金属反应

	反应方程式	现象	注
与氢气的反应	H₂+Cl₂=^点燃=2HCl	H₂在Cl₂中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口处出现白雾。氯气与氢气反应	将点燃的氢气放入氯气中，氢气只在管口与少量的氯气接触，产生少量的热；点燃氢气与氯气的混合气体时，大量氢气与氯气接触，迅速化合放出大量热，使气体急剧膨胀而发生爆炸。工业上制盐酸使氯气在氢气中燃烧。氢气在氯气中爆炸极限是9。8%～52。8%
与氢气的反应	H₂+Cl₂=^光照=2HCl	见光爆炸，有白雾产生。
与磷的反应	2P+3Cl₂（少量）=^点燃=2PCl₃	产生白色烟雾。磷在氯气中燃烧
与磷的反应	2P+5Cl₂（过量）=^点燃=2PCl₅	产生白色烟雾。磷在氯气中燃烧
与硫的反应	2S+Cl₂=^点燃=S₂Cl₂		在一定条件下，氯气还可与S、Si等非金属直接化合。
与水反应	Cl₂+H₂O=HCl+HClO（可逆反应）	水变黄绿色，气泡在水里又冒出来，有刺激性气味。	在该反应中，氧化剂是Cl₂，还原剂也是Cl₂，本反应是歧化反应。氯气遇水会产生次氯酸，次氯酸具有净化（漂白）作用，用于**——溶于水生成的HClO具有强氧化性。
与二氧化硫和水反应	SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl
与碱溶液反应	Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O^[6]		上述两反应中，Cl₂作氧化剂和还原剂，是歧化反应。 Cl₂+ 2OH^-（冷） = ClO^-+ Cl^-+ H₂O 3Cl₂+ 6OH^-（热） = ClO₃^-+ 5Cl^-+ 3H₂O
与碱溶液反应	2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O
与盐溶液反应	Cl₂+2FeCl₂=2FeCl₃
	Cl₂+Na₂S=2NaCl+S		中学阶段用来证明氯气非金属性和氧化性比硫强。
	Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂↓
	Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂↓
与二硫化碳反应	CS₂+3Cl₂→CCl₄+S₂Cl₂		反应条件为90℃到100℃
与甲烷的反应	CH₄+Cl₂—^光照→CH₃Cl+HCl	黄绿色气体消失，容器内壁出现液珠，容器内压强下降。氯气与甲烷的反应	氯气与甲烷反应时，四个反应同时进行。
	CH₃Cl+Cl₂—^光照→CH₂Cl₂+HCl
	CH₂Cl₂+Cl₂—光照→CHCl₃+HCl
	CHCl₃+Cl₂—^光照→CCl₄+HCl
与乙烯的反应	CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl（1，2-二氯乙烷）		加成反应
与苯的反应	C₆H₆ + Cl₂ → C₆H5Cl + HCl		该取代反应在氯化铁的催化下才能发生。
与苯的反应	C₆H₆ + 3Cl₂ → C₆H₆Cl₆		该加成反应在紫外线照射（无铁）的条件下才能发生。

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