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氧氣是空氣的組分之一，無色、無臭、無味。氧氣比空氣重，在標準狀況（0℃和大氣壓強101325帕）下密度為1.429克/升，能溶于水，但溶解度很小。在壓強為101kPa時，氧氣在約-180攝氏度時變為淡藍色液體，在約-218攝氏度時變成雪花狀的淡藍色固體。
氧氣的化學性質比較活潑。除了稀有氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀之外，大部分的元素都能與氧起反應，這些反應稱為氧化反應，而經過反應產生的化合物（有兩種元素構成，且一種元素為氧元素）稱為氧化物。一般而言，非金屬氧化物的水溶液呈酸性，而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。此外，幾乎所有的有機化合物，可在氧中劇烈燃生成二氧化碳與水。化學上曾將物質與氧氣發生的化學反應定義為氧化反應，氧化還原反應指發生電子轉移或偏移的反應。
在煉鋼過程中吹以高純度氧氣，氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反應，這不但降低了鋼的含碳量，還有利于清除磷、硫、硅等雜質。而且氧化過程中產生的熱量足以維持煉鋼過程所需的溫度，因此，吹氧不但縮短了冶煉時間，同時提高了鋼的質量。高爐煉鐵時，提高鼓風中的氧濃度可以降焦比，提高產量。在有色金屬冶煉中，采用富氧也可以縮短冶煉時間提高產量。
在生產合成氨時，氧氣主要用于原料氣的氧化，例如，重油的高溫裂化，以及煤粉的氣化等，以強化工藝過程，提高化肥產量。
