2.1 空气的成分-【帮课堂】2024-2025学年九年级化学上册同步学与练（科粤版2024）

第二单元 空气、物质的构成与组成 2.1 空气的成分 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．认识空气的成分及各部分的用途，了解空气中氧气含量的测定方法。 2．了解混合物及纯净物的概念，能够正确区分混合物和纯净物。 3．了解造成空气污染的主要原因及其危害，了解当地和全国各地主要城市的空气质量状况，认识防止空气污染、保护环境的重要性。 重点:空气的成分；混合物及纯净物的概念和区分。 难点:空气中氧气含量的测定方法；混合物及纯净物的概念和区分。 一、空气有哪些成分？ 1.空气成分的发现 法国科学家拉瓦锡最早用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成 ”，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。 2.测定空气中氧气的含量——燃烧红磷测氧气 【实验操作】 1.连接仪器，并检查装置的气密性，在集气瓶内装入少量的水，用记号笔把剩余的容积分成五等份，并夹紧止水夹； 2.点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中，并把塞子塞紧；观察现象。 现象：红磷燃烧，发出黄色火焰，有大量白烟生成，放出热量； 3.燃烧结束并冷却至室温后，打开止水夹。观察现象。 现象：水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5。 【思考】①红磷消耗了瓶中的什么物质？ 提示：红磷燃烧消耗量集气瓶内的氧气。 ②该实验说明什么问题？ 提示：说明氧气约占空气体积的1/5。 【实验原理】过量的红磷燃烧时耗尽集气瓶内氧气，使瓶内气体减少，压强降低。打开弹簧夹后，烧杯里的水倒流入集气瓶中。进入集气瓶中水的体积就是集气瓶内被消耗的氧气的体积。 该反应的文字表达式为： 【讨论与交流】 ①在实验中，若集气瓶中的水未上升至1／5处，可能的原因有哪些? 提示：装置漏气；红磷的量不足；未完全冷却就打开止水夹。 ②能不能用蜡烛、木炭来代替红磷呢？ 提示：不能，因为蜡烛与氧气反应生成二氧化碳，不能造成压强差，水不会倒流进入集气瓶。除了蜡烛之外，碳、硫等与氧气反应生成气体的均不可以替代红磷。 ③装置内的剩余气体主要是什么呢？能反映出该气体都有哪些性质？ 提示：剩余气体主要是氮气。该气体不能燃烧，也不支持燃烧，不溶于水，不与水反应，没有颜色。 3.认识空气的成分 空气的组成按体积分数从大到小排列： 气体 氮气（N2） 氧气（O2） 稀有气体 二氧化碳（CO2） 其他气体 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 【注意】①水蒸气在空气中的含量不固定，受地区和天气的影响。如阴雨天空气湿度大，水蒸气含量也会略大。 ②二氧化碳的含量也会因人类活动而有所变化。 二、氮气和稀有气体有用吗？ 1.氮气 物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，熔沸点低，密度比空气略小。 化学性质：氮气化学性质很稳定，常温下难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。 用途：作制造硝酸氮肥的化工原料、做保护气（化学性质稳定）、 液氮做制冷剂（物理性质）。 2.稀有气体 化学性质及用途：a.化学性质很稳定，一般不跟其他物质发生反应。（用作焊接保护气） b.在通电时发出不同颜色的光：（用作霓虹灯） c.氦气的密度小、化学性质很稳定。（用作填充探空气球） 三、怎样区分混合物和纯净物？ 空气由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成，不是单纯的一种气体。 像这样由两种或两种以上的物质组成的叫做混合物。氮气、氧气、二氧化碳等分别只由一种物质组成，它们叫做纯净物。 【易错提醒】①混合物中各种成分的含量可以不是固定的，但它们各自保持着单独存在时的化学性质(如空气中的氧气、氨气等物质保持着各自的化学性质)。而纯净物如水（H2O）、硫(S)、蔗糖(C2H12O11)等，它们都各自有着固定的组成和性质。 ②带“混合”字样的不一定是混合物，如：冰水混合物（纯净物）；带“纯净”字样的不一定为纯净物，如：纯净的空气（混合物）。 四、空气污染危害大 1.空气中的主要污染物：①可吸入颗粒物； ②有害气体：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物等 【注意】二氧化碳不属于污染空气的有害气体。 2.空气污染的主要危害： ①严重损害人体的健康； ②影响作物的生长； ③损坏地面设施，破坏文物古迹； ④导致地球生态平衡失调； ⑤臭氧层破坏和酸雨（主要由二氧化氮、二氧化硫等引起）等。 五、保护大气环境 1.空气污染的防治：(1)加强大气质量监测；(2)使用清洁能源；(3)工厂的废气经处理达标后再排放； (4)积极植树造林等。 2.空气质量日报 （1）空气质量日报的主要内容：①首要污染物；②空气污染指数；③空气质量指数级别。 （2）空气污染指数 目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘）和臭氧等。 （3）空气质量指数级别：划分为6级，级别越高，空气质量越差。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）我们要采取各种措施，为人类的生存提供纯净的氧气 （2）空气中氮气的质量约占78%，氧气质量约占21% （3）空气的成分是固定不变的 （4）空气主要是由氮气、氧气组成，还含有少量稀有气体、二氧化碳和其它气体及杂质 （5）空气中的氮气用途广泛，例如：食品防腐、液氮超导实验车 （6）空气中氧气的主要用途是供给呼吸和支持燃烧 （7）空气污染指数数值越大，说明空气质量越好 （8）在通常状况下，无色、无味的气体一定是空气 （9）冰水混合物属于混合物的一种 （10）洁净的空气属于纯净物 【答案】（1）×（2）×（3）×（4）√（5）×（6）√（7）×（8）×（9）×（10）× 2．根据下列事实说明空气中含有的成分的名称 （1）小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间，说明空气中含有 　 　； （2）空气是制取氮肥的天然原料，说明空气中含有 　 　； （3）澄清的石灰水放在空气中会逐渐变浑浊，说明空气中含有 　 　； （4）盛有冰水的被子，放在空气中，外壁会潮湿，说明空气中含有 　 　． 【答案】（1）氧气；（2）氮气；（3）二氧化碳；（4）水蒸气 【解答】解：（1）小白鼠在盛有空气的密闭容器中能生存一段时间，说明小白鼠能呼吸，氧气供给呼吸，所以说明了空气中含有氧气，故答案为：氧气． （2）空气中的氮气含有氮元素，可以经过化学反应后制造氮肥，故答案为：氮气． （3）澄清石灰水液面上出现白色物质，这是因为澄清石灰水与空气中的二氧化碳反应之后，形成不溶于水的碳酸钙的缘故，故答案为：二氧化碳． （4）盛有冰水的被子，放在空气中，外壁会潮湿，说明空气中含有水蒸气． ►问题一 空气的成分及它们的作用 【典例1】如图为空气各成分体积分数示意图，则甲代表的是（　　） A．一氧化碳 B．氧气 C．氮气 D．稀有气体 【答案】B 【解答】解：A、空气中不含有一氧化碳，故选项错误； B、氧气大约占空气体积的21%，故选项正确； C、氮气大约占空气体积的78%，故选项错误； D、稀有气体大约占空气体积的0.94%，故选项错误； 故选：B。 【解题必备】空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%，注意是体积分数而不是质量分数； 2.空气中不含有氢气、一氧化碳等气体。 【变式1-1】不少膨化食品的包装袋中都填充着气体，该气体为空气中体积分数最大的气体。该气体是（　　） A．氧气 B．氮气 C．水蒸气 D．稀有气体 【答案】B 【解答】解：氮气大约占空气体积的78%，因此空气中体积分数最大的气体是氮气；氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂；因此充入食品包装袋中的气体的主要用途是防止食品缓慢氧化变质，要求充入的气体无毒，且化学性质不活泼，不能与食品反应。因为氮气无毒、化学性质稳定，所以是氮气； 故选：B。 【变式1-2】下列关于“人造空气”说法正确的是（　　） A．红磷能在“人造空气”中燃烧，产生大量白烟 B．21%和78%指的是气体物质的质量分数 C．若“人造空气”只含有氧气，将更有益于人的呼吸 D．“人造空气”中二氧化碳含量低于空气 【答案】A 【解答】解：A、“人造空气”中氧气的体积分数分别为21%，红磷在“人造空气”中能燃烧，产生大量白烟，故选项说法正确。 B、21%和78%指的是气体的体积分数，不是质量分数，故选项说法错误。 C、若“人造空气”中只含有氧气，将会造成缓慢氧化过快、体温升高等，故选项说法错误。 D、空气中二氧化碳含量是0.03%，“人造空气”中二氧化碳的含量是0.7%，“人造空气”中二氧化碳含量高于空气，故选项说法错误。 故选：A。 ►问题二 空气中氧气含量的测定 【典例2】如图是测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是（　　） A．实验前止水夹可不必夹紧 B．点燃红磷后应缓慢伸入集气瓶中，再塞紧瓶塞 C．待装置冷却至室温后，再打开止水夹 D．可将红磷替换成细铁丝进行该实验 【答案】C 【解答】解：A、实验前止水夹没有夹紧，会漏气，导致测量不准确，故选项说法错误。 B、点燃红磷后缓慢将燃烧匙插入瓶中，导致集气瓶中部分气体膨胀逸出，测量结果偏大，故选项说法错误。 C、待装置冷却至室温后，再打开止水夹，否则剩余的气体在受热状态下，处于膨胀状态，占据了部分水的体积，测定结果偏小，故选项说法正确。 D、铁丝不能在空气中燃烧，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误。 故选：C。 【解题必备】1.实验前，应先检验装置的气密性，以防止装置漏气，造成测定结果不准确； 2.红磷可用来测定空气中氧气的含量，因红磷能在空气中燃烧，且产物是固体，如装置内红磷燃烧消耗尽氧气，瓶内气压减小，水吸入装置的体积数就是空气中氧气的体积数，木炭、硫、铁丝等不能用来测定氧气含量； 3.红磷熄灭后，冷却后打开弹簧夹，以防止剩余的气体在受热状态下处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成测定结果不准确。 【变式2-1】用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示，则下列分析合理的是（　　） A．因为白磷剧毒，该反应中的白磷要尽量少用，能看到燃烧现象就行 B．在t2﹣t3这段时间内，集气瓶内温度基本保持不变 C．在t1时刻后，集气瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量的白烟 D．t3时刻打开止水夹，瓶内气体体积变大 【答案】B 【解答】解：A、白磷剧毒，但该反应中的白磷要足量，以完全消耗装置中的氧气，故选项说法错误。 B、在t2﹣t3这段时间内，压强不变，说明温度以恢复至常温，集气瓶内温度基本保持不变，故选项说法正确。 C、在t1时刻后，集气瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧放出大量的热，故选项说法错误。 D、t3时刻打开止水夹，烧杯中的水加入集气瓶，瓶内气体体积变小，故选项说法错误。 故选：B。 ►问题三 混合物和纯净物 【典例3】下列关于纯净物与混合物的说法，不正确的是（　　） A．混合物是由多种微粒构成的 B．纯净物是由一种物质组成的 C．混合物中各物质的微粒相互间不发生反应 D．混合物中各物质的微粒不再保持各自的化学性质 【答案】D 【解答】解：A、混合物是由多种微粒构成的，宏观上是由多种物质组成的。故A正确； B、纯净物是由一种微粒构成，宏观上是由一种物质组成的，故B正确； C、混合物中各物质的微粒相互间不发生反应，各物质保持各物质的性质。故C正确。 D、混合物中各物质的微粒相互间不发生反应，各物质的微粒保持各自的化学性质。故D错误。 故选：D。 【变式3-1】分类是化学学习中常用的思维方法。下列物质中，属于纯净物的是（　　） A．空气 B．液氧 C．钢 D．石油 【答案】B 【解答】解：A、空气中有氧气、氮气等，属于混合物；故选项错误； B、液氧是由一种物质组成，属于纯净物；故选项正确； C、钢是铁的合金，属于混合物；故选项错误； D、石油中汽油、煤油、柴油等，属于混合物；故选项错误； 故选：B。 【变式3-2】如图是表示气体微粒的示意图，图中黑球和白球分别表示两种不同的原子，那么其中表示纯净物的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：A、由两种分子构成，属于混合物，故A错； B、由两种分子构成，属于混合物，故B错； C、由一种分子构成，属于纯净物，故C正确； D、由两种分子构成，属于混合物，故D错。 故选：C。 ►问题四 空气的污染和保护 【典例4】下列不属于空气污染物的是（　　） A．二氧化氮 B．一氧化碳 C．PM2.5 D．氮气 【答案】D 【解答】解：空气的污染物包括有害气体和粉尘，有害气体为二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳；氮气不属于空气污染物。 故选：D。 【解题必备】属于空气污染物的是：粉尘；二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等，其中二氧化硫、二氧化氮等容易形成酸雨；二氧化碳不会造成空气污染，但是会产生温室效应； 【变式4-1】人类生存需要清新的空气。下列一般不会造成空气污染的是（　　） A．人工降雨 B．燃放烟花 C．焚烧垃圾 D．汽车尾气 【答案】A 【解答】解：A、人工降雨是干冰升华，一般不会造成空气污染；故选项正确； B、燃放烟花生成有害气体和烟尘，会造成空气污染；故选项错误； C、焚烧垃圾生成有害气体和烟尘，会造成空气污染；故选项错误； D、汽车尾气中有二氧化硫、氮氧化物等有害气体，会造成空气污染；故选项错误； 故选：A。 【变式4-2】2023年国际清洁空气蓝天日的主题为“共护清洁空气”。下列做法不符合这一主题的是（　　） A．研发和推广使用新能源汽车 B．充分利用煤进行火力发电 C．开发和利用太阳能、风能 D．植树造林，加强大气监测 【答案】B 【解答】解：A、研发和推广使用新能源汽车，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护空气质量，故选项符合主题； B、充分利用煤进行火力发电，会产生大量的污染物，加重空气污染，故选项不符合主题； C、开发和利用太阳能、风能，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护空气质量，，故选项符合主题； D、植树造林，加强大气监测，可以保护空气质量，改善生态环境，故选项符合主题。 故选：B。 1．下列各组分空气成分的体积分数最大的是（　　） A．二氧化碳 B．氧气 C．氮气 D．水 【答案】C 【解答】解：空气的成分按体积计算，大约为：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%。因此体积分数最大的成分是氮气。 故选：C。 2．实验室用燃烧法测定空气中氧气的含量，最适宜选用的可燃物是（　　） A．红磷 B．木炭 C．细铁丝 D．蜡烛 【答案】A 【解答】解：A．红磷可用来测定空气中氧气的含量，因红磷能在空气中燃烧，且产物是固体，如装置内红磷燃烧消耗尽氧气，瓶内气压减小，水吸入装置的体积数就是空气中氧气的体积数，故正确； B．木炭虽然能在空气中燃烧，也不能用来测定空气中氧气的含量，因其产物也是气体；故不能用来测定空气中氧气的含量，故错误； C．细铁丝不能在空气中燃烧，不能用来测定空气中氧气含量，故错误； D．蜡烛能在空气中燃烧，但生成二氧化碳气体，在反应装置中虽然消耗了氧气，却又产生了新的气体，因而不能用来测定空气中氧气的含量。故错误。 故选：A。 3．医学上常用“冷冻法”治疗咽喉炎，其冷冻剂是下列物质中的（　　） A．液态氮 B．液态氧 C．液态空气 D．液态二氧化碳 【答案】A 【解答】解：“冷冻法”治疗咽喉炎，说明所需物质必须能够提供低温环境且能应用于医疗领域，根据物质的用途，只有液氮具有此用途。 故选：A。 4．空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法正确的是（　　） A．空气中氧气的体积分数最大 B．空气中氮气的化学性质不活泼 C．稀有气体的含量少，没有利用价值 D．二氧化碳是一种常见的空气污染物 【答案】B 【解答】解：A、空气中氮气的体积分数最大，约占空气体积的78%，其次是氧气，氧气约占空气体积的21%，选项说法错误，不符合题意； B、空气中氮气的化学性质不活泼，符合题意； C、空气中稀有气体的含量少，但是稀有气体具有重要的用途，如稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，稀有气体的化学性质稳定，可用作保护气，选项说法错误，不符合题意； D、二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，选项说法错误，不符合题意。 故选：B。 5．下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（　　） A．空气、碳酸钠 B．生锈的铁钉、糖水 C．冰水混合物、澄清石灰水 D．盐水、锌粒 【答案】C 【解答】解：A、空气是由氮气、氧气等多种物质组成的，属于混合物；碳酸钠是由一种物质组成的，属于纯净物；故选项错误； B、生锈的铁钉、糖水都属于混合物，故选项错误； C、冰水混合物是由水一种物质组成的，属于纯净物；澄清石灰水中含有氢氧化钙和水，属于混合物；故选项正确； D、盐水中含有多种物质，属于混合物；锌粒是由一种物质组成的，属于纯净物；故选项错误； 故选：C。 6．空气污染是大气中污染物浓度达到有害程度，对人和物造成危害的现象。凡是能使空气质量变坏的物质都是空气污染物。下列物质不属于空气污染物的是（　　） A．臭氧 B．二氧化氮 C．二氧化硫 D．二氧化碳 【答案】D 【解答】解：A、有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体；臭氧属于空气污染物，故选项错误； B、有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体；二氧化氮属于空气污染物，故选项错误； C、有害气体主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等气体；二氧化硫属于空气污染物，故选项错误； D、二氧化碳无毒，且是空气中原有的成分，不属于空气污染物；故选项正确； 故选：D。 7．小明为测定空气里氧气的含量，设计了如图所示的实验装置。“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜会聚太阳光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷 上。下列说法错误的是（　　） A．该实验能观察到管内有白烟生成 B．该实验创新使实验的精确度更高，更环保 C．对白磷吸水后的滤纸直接扔垃圾桶 D．该实验一开始观察到试管内液面下降，然后上升 【答案】C 【解答】解：A、白磷燃烧，产生大量的白烟，该实验能观察到管内有白烟生成，故选项说法正确。 B、该实验始终在密闭容器内进行，该实验创新使实验的精确度更高，更环保，故选项说法正确。 C、白磷易自燃，对白磷吸水后的滤纸不能直接扔垃圾桶，故选项说法错误。 D、白磷燃烧，放出大量的热，使装置内空气受热膨胀，一段时间后，白磷消耗装置内的氧气，故该实验一开始观察到试管内液面下降，然后上升，故选项说法正确。 故选：C。 8．2024年世界园艺博览会在成都东部新区举行，下列做法与新时代成都发展理念不相符的是（　　） A．公交车使用新能源 B．节日庆典大量燃放烟花爆竹 C．对生活垃圾进行分类回收处理 D．洒水车向空气中喷洒水雾防治扬尘 【答案】B 【解答】解：A、公交车使用新能源，可以减少污染物的排放，做法与新时代成都发展理念相符，故A不符合题意； B、大量燃放烟花爆竹，会产生大量烟尘，污染环境，做法与新时代成都发展理念不相符，故B符合题意； C、对生活垃圾进行分类回收处理，有利于保护环境，做法与新时代成都发展理念相符，故C不符合题意； D、用洒水车喷水除尘，可减少可吸入颗粒物的含量，做法与新时代成都发展理念相符，故D不符合题意。 故选：B。 9．现有①氮气②氧气③稀有气体④二氧化碳四种物质，请按下列要求将序号填入空格内． （1）占空气总体积0.03%的气体是　 　； （2）能支持燃烧的气体是　 　； （3）能充入灯泡延长其使用寿命又可制多种电光源的气体是　 　； （4）可制氮肥的气体是　 　； （5）引起全球变暖的首要原因是　 　增多． 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）二氧化碳约占空气总体积0.03%，故答案为：④ （2）氧气的化学性质是氧化性和助燃性，因此能够支持燃烧．故答案为：② （3）稀有气体化学性质稳定，能做保护气又可制多种电光源．故答案为：③ （4）氮气可以制氮肥，做化工原料．故答案为：① （5）二氧化碳是造成温室效应的主要气体，故答案为：④ 1．空气中各主要成分含量对应正确的是（　　） A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解答】解：A、稀有气体大约占空气体积的0.94%，故选项错误； B、氧气大约占空气体积的21%，故选项错误； C、二氧化碳大约占空气体积的0.03%，故选项错误； D、氮气大约占空气体积的78%，故选项正确； 故选：D。 2．对“混合物”理解错误的是（　　） A．一定由多种物质组成 B．一定由多种分子组成 C．可能由一种元素组成 D．可能由多种原子组成 【答案】B 【解答】解：A、混合物一定由多种物质组成正确，正确但不符合题意，故选项错误； B、混合物一定由多种分子组成错误，也可以是由原子直接构成的物质，错误符合题意，故选项正确； C、混合物可能由一种元素组成正确，如氧气和臭氧等，正确但不符合题意，故选项错误； D、混合物可能由多种原子组成正确，如稀有气体，正确但不符合题意，故选项错误； 故选：B。 3．下列微观结构示意图中表示混合物的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：A、由图可知图中含有三种分子，属于混合物，故A正确； B、由图可知图中只含有一种分子，属于纯净物，故B错； C、由图可知图中只含有一种分子，属于纯净物，故C错； D、由图可知图中含有一种的分子，属于纯净物，故D错。 故选：A。 4．环境保护部通报，截至2月8日10时萍乡等12个城市小时AQI（空气质量指数）达到500．请结合如下判断，当时萍乡的空气质量状况为（　　） AQI 0～50 51～100 101～150 151～200 201～300 大于300 空气质量级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级 空气质量状况 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 A．优 B．良 C．重度污染 D．严重污染 【答案】D 【解答】解：环境保护部通报，截至2月8日10时萍乡等12个城市小时AQI（空气质量指数）达到500，大于300，因此当时萍乡的空气质量状况为六级严重污染； 故选：D。 5．空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是（　　） A．作为燃料电池燃料的H2 B．用于生产氮肥的N2 C．用于医疗急救的O2 D．用于飞艇的He 【答案】A 【解答】解：A、空气中不存在氢气，故A正确； B、空气中最多的是氮气，故B错； C、空气中主要成分是氮气和氧气，故C错； D、氦气属于空气中的稀有气体，故D错。 故选：A。 6．某小组设计如图装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，试管内白磷开始燃烧。下列说法错误的是（　　） A．白磷燃烧说明生石灰与水反应放热 B．胶头滴管中的水和注射器中的水作用是不相同的 C．若注射器中的水最终减少了10mL，说明空气中氧气的体积分数约为20% D．该实验需要待白磷熄灭并冷却至室温后再打开弹簧夹，否则测量结果会偏大 【答案】D 【解答】解：A、生石灰与水反应放出大量的热，烧杯内的温度升高，从而达到白磷的着火点，试管内的白磷燃烧，故选项说法正确。 B、生石灰和水反应放出大量的热，向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度，从而达到白磷的着火点；注射器中的水是用于推断消耗的氧气的体积，作用不同，故选项说法正确。 C、若注射器中的水最终减少了10mL，则消耗的氧气的体积为10mL，说明空气中氧气的体积分数约为，故选项说法正确。 D、实验需要待白磷熄灭并冷却至室温后再打开弹簧夹，否则剩余气体受热膨胀，导致测量结果会偏小，故选项说法错误。 故选：D。 7．测定空气中氧气的含量的实验装置如图所示，实验前在集气瓶内加入少量水，水上面气体的体积为120mL。量筒中装有40mL水。 （1）将导气管放入水中，打开弹簧夹，双手捂住集气瓶，一段时间后，观察到导管口有气泡冒出，说明 　 　。 （2）集气瓶内所发生的化学反应的文字表达式为 　 　。 （3）最终量筒中剩余水的体积为 　 　mL。 （4）关于该实验，下列说法正确的是 　 　（填字母序号）。 A．红磷的用量不影响实验结果 B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧胶皮管 C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹 【答案】（1）装置的气密性良好； （2）红磷+氧气五氧化二磷； （3）16； （4）B。 【解答】解：（1）将导气管放入水中，打开弹簧夹，双手捂住集气瓶，一段时间后，观察到导管口有气泡冒出，说明装置的气密性是良好；故答案为：装置的气密性良好； （2）在点燃的条件下，红磷与氧气反应生成五氧化二磷，文字表达式为：红磷+氧气五氧化二磷；故答案为：红磷+氧气五氧化二磷； （3）实验前在集气瓶内加入少量水，水上面气体的体积为120mL，则其中氧气的体积约为120mL×＝24mL。量筒中装有40mL水，最终量筒中剩余水的体积为40mL﹣24mL＝16mL；故答案为：16； （4）A．为准确测定空气中氧气的含量，所用红磷的量应足量，若红磷的量不足，会导致测定结果偏小，说法错误； B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧胶皮管，以防空气受热逸出造成测定结果偏大，说法正确； C．红磷熄灭后不能立刻打开弹簧夹，否则测定结果偏小，说法错误； 故答案为：B。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二单元 空气、物质的构成与组成 2.1 空气的成分 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．认识空气的成分及各部分的用途，了解空气中氧气含量的测定方法。 2．了解混合物及纯净物的概念，能够正确区分混合物和纯净物。 3．了解造成空气污染的主要原因及其危害，了解当地和全国各地主要城市的空气质量状况，认识防止空气污染、保护环境的重要性。 重点:空气的成分；混合物及纯净物的概念和区分。 难点:空气中氧气含量的测定方法；混合物及纯净物的概念和区分。 一、空气有哪些成分？ 1.空气成分的发现 法国科学家 最早用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成 ”，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。 2.测定空气中氧气的含量——燃烧红磷测氧气 【实验操作】 1.连接仪器，并检查装置的气密性，在集气瓶内装入少量的水，用记号笔把剩余的容积分成五等份，并夹紧止水夹； 2.点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中，并把塞子塞紧；观察现象。 现象： ； 3.燃烧结束并冷却至室温后，打开止水夹。观察现象。 现象： 。 【思考】①红磷消耗了瓶中的什么物质？ ②该实验说明什么问题？ 【实验原理】过量的红磷燃烧时耗尽集气瓶内氧气，使瓶内气体减少，压强降低。打开弹簧夹后，烧杯里的水倒流入集气瓶中。进入集气瓶中水的体积就是集气瓶内被消耗的氧气的体积。 该反应的文字表达式为： 【讨论与交流】 ①在实验中，若集气瓶中的水未上升至1／5处，可能的原因有哪些? ②能不能用蜡烛、木炭来代替红磷呢？ ③装置内的剩余气体主要是什么呢？能反映出该气体都有哪些性质？ 3.认识空气的成分 空气的组成按体积分数从大到小排列： 气体 氮气（N2） 氧气（O2） 稀有气体 二氧化碳（CO2） 其他气体 体积分数 0.94% 0.03% 0.03% 【注意】①水蒸气在空气中的含量不固定，受地区和天气的影响。如阴雨天空气湿度大，水蒸气含量也会略大。 ②二氧化碳的含量也会因人类活动而有所变化。 二、氮气和稀有气体有用吗？ 1.氮气 物理性质： 、 的气体， 溶于水，熔沸点低，密度比空气略小。 化学性质：氮气化学性质很稳定，常温下 跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。 用途：作制造硝酸氮肥的化工原料、做 （化学性质稳定）、 液氮做 （ 性质）。 2.稀有气体 化学性质及用途：a.化学性质很稳定，一般不跟其他物质发生反应。（用作 ） b.在通电时发出不同颜色的光：（用作 ） c.氦气的密度小、化学性质很稳定。（用作填充 ） 三、怎样区分混合物和纯净物？ 空气由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成，不是单纯的一种气体。 像这样由两种或两种以上的物质组成的叫做 。氮气、氧气、二氧化碳等分别只由一种物质组成，它们叫做 。 【易错提醒】①混合物中各种成分的含量可以不是固定的，但它们各自保持着单独存在时的化学性质(如空气中的氧气、氨气等物质保持着各自的化学性质)。而纯净物如水（H2O）、硫(S)、蔗糖(C2H12O11)等，它们都各自有着固定的组成和性质。 ②带“混合”字样的不一定是混合物，如：冰水混合物（纯净物）；带“纯净”字样的不一定为纯净物，如：纯净的空气（混合物）。 四、空气污染危害大 1.空气中的主要污染物：① ； ②有害气体： 、碳氧化物、氮氧化物等 【注意】二氧化碳不属于污染空气的有害气体。 2.空气污染的主要危害： ①严重损害人体的健康； ②影响作物的生长； ③损坏地面设施，破坏文物古迹； ④导致地球生态平衡失调； ⑤臭氧层破坏和酸雨（主要由二氧化氮、二氧化硫等引起）等。 五、保护大气环境 1.空气污染的防治：(1)加强 ；(2)使用清洁能源；(3)工厂的废气经处理达标后再排放； (4)积极 等。 2.空气质量日报 （1）空气质量日报的主要内容：① ；②空气污染指数；③空气质量指数级别。 （2）空气污染指数 目前计入空气污染指数的项目暂定为： 、 、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘）和臭氧等。 （3）空气质量指数级别：划分为6级，级别越高，空气质量越 。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）我们要采取各种措施，为人类的生存提供纯净的氧气 （2）空气中氮气的质量约占78%，氧气质量约占21% （3）空气的成分是固定不变的 （4）空气主要是由氮气、氧气组成，还含有少量稀有气体、二氧化碳和其它气体及杂质 （5）空气中的氮气用途广泛，例如：食品防腐、液氮超导实验车 （6）空气中氧气的主要用途是供给呼吸和支持燃烧 （7）空气污染指数数值越大，说明空气质量越好 （8）在通常状况下，无色、无味的气体一定是空气 （9）冰水混合物属于混合物的一种 （10）洁净的空气属于纯净物 2．根据下列事实说明空气中含有的成分的名称 （1）小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间，说明空气中含有 　 　； （2）空气是制取氮肥的天然原料，说明空气中含有 　 　； （3）澄清的石灰水放在空气中会逐渐变浑浊，说明空气中含有 　 　； （4）盛有冰水的被子，放在空气中，外壁会潮湿，说明空气中含有 　 　． ►问题一 空气的成分及它们的作用 【典例1】如图为空气各成分体积分数示意图，则甲代表的是（　　） A．一氧化碳 B．氧气 C．氮气 D．稀有气体 【解题必备】空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%，注意是体积分数而不是质量分数； 2.空气中不含有氢气、一氧化碳等气体。 【变式1-1】不少膨化食品的包装袋中都填充着气体，该气体为空气中体积分数最大的气体。该气体是（　　） A．氧气 B．氮气 C．水蒸气 D．稀有气体 【变式1-2】下列关于“人造空气”说法正确的是（　　） A．红磷能在“人造空气”中燃烧，产生大量白烟 B．21%和78%指的是气体物质的质量分数 C．若“人造空气”只含有氧气，将更有益于人的呼吸 D．“人造空气”中二氧化碳含量低于空气 ►问题二 空气中氧气含量的测定 【典例2】如图是测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是（　　） A．实验前止水夹可不必夹紧 B．点燃红磷后应缓慢伸入集气瓶中，再塞紧瓶塞 C．待装置冷却至室温后，再打开止水夹 D．可将红磷替换成细铁丝进行该实验 【解题必备】1.实验前，应先检验装置的气密性，以防止装置漏气，造成测定结果不准确； 2.红磷可用来测定空气中氧气的含量，因红磷能在空气中燃烧，且产物是固体，如装置内红磷燃烧消耗尽氧气，瓶内气压减小，水吸入装置的体积数就是空气中氧气的体积数，木炭、硫、铁丝等不能用来测定氧气含量； 3.红磷熄灭后，冷却后打开弹簧夹，以防止剩余的气体在受热状态下处于膨胀状态，占据了部分水的体积，造成测定结果不准确。 【变式2-1】用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示，则下列分析合理的是（　　） A．因为白磷剧毒，该反应中的白磷要尽量少用，能看到燃烧现象就行 B．在t2﹣t3这段时间内，集气瓶内温度基本保持不变 C．在t1时刻后，集气瓶内气压显著增加，其原因是白磷燃烧产生大量的白烟 D．t3时刻打开止水夹，瓶内气体体积变大 ►问题三 混合物和纯净物 【典例3】下列关于纯净物与混合物的说法，不正确的是（　　） A．混合物是由多种微粒构成的 B．纯净物是由一种物质组成的 C．混合物中各物质的微粒相互间不发生反应 D．混合物中各物质的微粒不再保持各自的化学性质 【变式3-1】分类是化学学习中常用的思维方法。下列物质中，属于纯净物的是（　　） A．空气 B．液氧 C．钢 D．石油 【变式3-2】如图是表示气体微粒的示意图，图中黑球和白球分别表示两种不同的原子，那么其中表示纯净物的是（　　） A． B． C． D． ►问题四 空气的污染和保护 【典例4】下列不属于空气污染物的是（　　） A．二氧化氮 B．一氧化碳 C．PM2.5 D．氮气 【解题必备】属于空气污染物的是：粉尘；二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等，其中二氧化硫、二氧化氮等容易形成酸雨；二氧化碳不会造成空气污染，但是会产生温室效应； 【变式4-1】人类生存需要清新的空气。下列一般不会造成空气污染的是（　　） A．人工降雨 B．燃放烟花 C．焚烧垃圾 D．汽车尾气 【变式4-2】2023年国际清洁空气蓝天日的主题为“共护清洁空气”。下列做法不符合这一主题的是（　　） A．研发和推广使用新能源汽车 B．充分利用煤进行火力发电 C．开发和利用太阳能、风能 D．植树造林，加强大气监测 1．下列各组分空气成分的体积分数最大的是（　　） A．二氧化碳 B．氧气 C．氮气 D．水 2．实验室用燃烧法测定空气中氧气的含量，最适宜选用的可燃物是（　　） A．红磷 B．木炭 C．细铁丝 D．蜡烛 3．医学上常用“冷冻法”治疗咽喉炎，其冷冻剂是下列物质中的（　　） A．液态氮 B．液态氧 C．液态空气 D．液态二氧化碳 4．空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气及其成分的说法正确的是（　　） A．空气中氧气的体积分数最大 B．空气中氮气的化学性质不活泼 C．稀有气体的含量少，没有利用价值 D．二氧化碳是一种常见的空气污染物 5．下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（　　） A．空气、碳酸钠 B．生锈的铁钉、糖水 C．冰水混合物、澄清石灰水 D．盐水、锌粒 6．空气污染是大气中污染物浓度达到有害程度，对人和物造成危害的现象。凡是能使空气质量变坏的物质都是空气污染物。下列物质不属于空气污染物的是（　　） A．臭氧 B．二氧化氮 C．二氧化硫 D．二氧化碳 7．小明为测定空气里氧气的含量，设计了如图所示的实验装置。“金属梯”的每一步的凹处放置一颗用滤纸吸干水后的白磷，用放大镜会聚太阳光于靠近水面的一步“金属梯”处的白磷 上。下列说法错误的是（　　） A．该实验能观察到管内有白烟生成 B．该实验创新使实验的精确度更高，更环保 C．对白磷吸水后的滤纸直接扔垃圾桶 D．该实验一开始观察到试管内液面下降，然后上升 8．2024年世界园艺博览会在成都东部新区举行，下列做法与新时代成都发展理念不相符的是（　　） A．公交车使用新能源 B．节日庆典大量燃放烟花爆竹 C．对生活垃圾进行分类回收处理 D．洒水车向空气中喷洒水雾防治扬尘 9．现有①氮气②氧气③稀有气体④二氧化碳四种物质，请按下列要求将序号填入空格内． （1）占空气总体积0.03%的气体是　 　； （2）能支持燃烧的气体是　 　； （3）能充入灯泡延长其使用寿命又可制多种电光源的气体是　 　； （4）可制氮肥的气体是　 　； （5）引起全球变暖的首要原因是　 　增多． 1．空气中各主要成分含量对应正确的是（　　） A．A B．B C．C D．D 2．对“混合物”理解错误的是（　　） A．一定由多种物质组成 B．一定由多种分子组成 C．可能由一种元素组成 D．可能由多种原子组成 3．下列微观结构示意图中表示混合物的是（　　） A． B． C． D． 4．环境保护部通报，截至2月8日10时萍乡等12个城市小时AQI（空气质量指数）达到500．请结合如下判断，当时萍乡的空气质量状况为（　　） AQI 0～50 51～100 101～150 151～200 201～300 大于300 空气质量级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级 空气质量状况 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 A．优 B．良 C．重度污染 D．严重污染 5．空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是（　　） A．作为燃料电池燃料的H2 B．用于生产氮肥的N2 C．用于医疗急救的O2 D．用于飞艇的He 6．某小组设计如图装置测定空气中氧气的含量。胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，试管内白磷开始燃烧。下列说法错误的是（　　） A．白磷燃烧说明生石灰与水反应放热 B．胶头滴管中的水和注射器中的水作用是不相同的 C．若注射器中的水最终减少了10mL，说明空气中氧气的体积分数约为20% D．该实验需要待白磷熄灭并冷却至室温后再打开弹簧夹，否则测量结果会偏大 7．测定空气中氧气的含量的实验装置如图所示，实验前在集气瓶内加入少量水，水上面气体的体积为120mL。量筒中装有40mL水。 （1）将导气管放入水中，打开弹簧夹，双手捂住集气瓶，一段时间后，观察到导管口有气泡冒出，说明 　 　。 （2）集气瓶内所发生的化学反应的文字表达式为 　 　。 （3）最终量筒中剩余水的体积为 　 　mL。 （4）关于该实验，下列说法正确的是 　 　（填字母序号）。 A．红磷的用量不影响实验结果 B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧胶皮管 C．红磷熄灭后立刻打开弹簧夹 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$