Как пользователь, отвечу развернуто и «по делу», сравнивая оксид углерода(II) (CO) и диоксид углерода (CO₂) по ключевым пунктам.

Формула и состав

• CO — оксид углерода(II): один атом углерода + один атом кислорода. Степень окисления C = +2.

• CO₂ — оксид углерода(IV): один C + два O. Степень окисления C = +4.

Строение и тип связи

• CO: почти линейная двуатомная молекула с формальной тройной связью C≡O и координационным вкладом (часто записывают как :C≡O:). Имеет небольшой дипольный момент (неполярная «в целом», но полярнее, чем CO₂).

• CO₂: линейная молекула O=C=O с симметрией; дипольный момент равен нулю (строго неполярна).

Физические свойства

• CO: бесцветный, без запаха, газ легче воздуха (ρ≈1.145 кг/м³ при 0 °C и 1 атм). Плохо растворим в воде. Воспламеняется, горит голубым пламенем с образованием CO₂.

• CO₂: бесцветный, без запаха, газ тяжелее воздуха (ρ≈1.977 кг/м³). Лучше растворим в воде (особенно под давлением) с образованием слабой угольной кислоты H₂CO₃. Невоспламеняем.

Термохимия (оценочно)

• Стандартная энтальпия образования (из простых веществ):
  CO ≈ −110 кДж/моль; CO₂ ≈ −394 кДж/моль.

• Окисление CO до CO₂: CO + ½O₂ → CO₂, ΔH ≈ −283 кДж/моль (горение CO).

Химические свойства

Кислотно-основные:

• CO: не является кислотным ангидридом; в воде кислот не образует.

• CO₂: кислотный ангидрид H₂CO₃; в воде даёт слабокислую среду, образует гидрокарбонаты и карбонаты:
  CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ HCO₃⁻ ⇌ CO₃²⁻.

Окислительно-восстановительные:

• CO: типичный восстановитель. Восстанавливает оксиды металлов (Fe₂O₃, CuO) до металлов/низших оксидов:
  Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂.
  Легко окисляется кислородом до CO₂.

• CO₂: в обычных условиях химически намного инертнее; может быть восстановлен (например, водородом при высокой T до CO/метана; металлами, карбонитридами и т.п.).

Комплексообразование:

• CO: сильный π-акцептор-лиганд; образует многочисленные металлокарбонилы (Ni(CO)₄, Fe(CO)₅ и др.).

• CO₂: комплексообразование выражено гораздо слабее, специальные системы.

Реакции с щёлочами:

• CO: заметно не реагирует.

• CO₂: активно поглощается растворами щелочей:
  CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O; при избытке CO₂: NaHCO₃.

Биологическое действие и безопасность

• CO (угарный газ): крайне токсичен. Образует карбоксигемоглобин, блокируя перенос кислорода кровью; вызывает гипоксию. Опасен тем, что без запаха и цвета. ПДК очень низка; даже сотни ppm опасны.

• CO₂: токсичность существенно ниже, но высокие концентрации вытесняют O₂ и вызывают удушье; >4–5 % — физиологические эффекты (головная боль, учащение дыхания), >10 % — опасно для жизни.

Экологические аспекты

• CO: приземный загрязнитель, участвует в фотохимическом смоге; в атмосфере сравнительно быстро окисляется до CO₂.

• CO₂: парниковый газ, главный вкладчик в антропогенное изменение климата; долго живёт в атмосфере, вовлечён в углеродный цикл.

Источники и получение

• CO: неполное сгорание углеродсодержащих веществ (двигатели, печи), восстановительные процессы в металлургии, разложение муравьиной кислоты на катализаторах, реакция Бунзена (CO₂ + C ⇌ 2CO при высокой T).

• CO₂: полное сгорание топлива, дыхание и брожение, разложение карбонатов (CaCO₃ → CaO + CO₂), побочный продукт многих производств.

Применение

• CO: восстановитель в металлургии (доменный процесс), синтез-газ (CO+H₂) для получения метанола, альфа-олефинов, Фишера–Тропша; лиганд в органометаллическом катализе.

• CO₂: пищевая промышленность (газирование), огнетушители, защитная атмосфера/сварка, хладагент (сухой лёд), экстракция сверхкритическим CO₂, сырьё для химического и минерального улавливания/утилизации углерода.

Простые лабораторные тесты/идентификация

• CO: восстанавливает горячий оксид меди(II) до меди (почерневший CuO краснеет), на катализаторе окисляется до CO₂; детектируется газоанализаторами/индикаторными трубками.

• CO₂: «известковая вода» мутнеет (Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O), при избытке CO₂ помутнение исчезает (Ca(HCO₃)₂ растворим). Поглощается щёлочами.

Кратко в сравнении

• Строение: CO — диатомик с тройной связью; CO₂ — линейный триатомик.

• Химичность: CO — активный восстановитель и хороший лиганд; CO₂ — слабокислый, относительно инертный, кислотный ангидрид.

• Безопасность: CO — смертельно опасен в малых дозах; CO₂ — опасен при высоких концентрациях/в вытеснении O₂.

• Экология: CO быстро окисляется до CO₂; CO₂ — ключевой парниковый газ.

• Практика: CO — металлургия, синтез-газ; CO₂ — пищевая, пожаротушение, холод, сверхкритические технологии.