第二单元课题1 我们周围的空气-2024-2025学年九年级化学人教版上册

课题1 我们周围的空气 第二单元 我们周围的空气 第1课时 学习目标 1. 通过化学史了解科学家们是如何测定空气的成分； 2. 通过实验探究仿照科学家测定空气中氧气的含量，掌握其原理； 3. 了解空气的成分；通过空气的成分掌握纯净物和混合物的概念。 新课引入 思考：空气与我们朝夕相伴，离开了空气我们不能生存，你能证明它的存在吗？ 窗帘飘动 风吹动树叶 气球打气 思考：你知道空气的组成吗？ 拉瓦锡探究空气成分的实验 18世纪中叶以前，人们一直把空气看作是一种单一成分的物质。 直到1775年，法国化学家拉瓦锡第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。 拉瓦锡(1743～1794) 法国著名化学家 近代化学之父 活动一：拉瓦锡对空气成分的研究 1、拉瓦锡是怎样研究空气成分？ 2、拉瓦锡得出什么样的实验结论？ 2分钟，结合教材，合作完成以下问题。 法国化学家拉瓦锡 实验1 活动一：拉瓦锡对空气成分的研究 少量汞放在密闭的容器里连续加热12天 一部分银白色的液态汞变成红色粉末 汞 ＋氧气 氧化汞 加热 实验步骤 实验现象 容器里空气的体积减少了 实验原理 Hg O2 ＋ HgO ∆ 剩余气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，这些气体全部是氮气 实验2 活动一：拉瓦锡对空气成分的研究 把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热 红色粉末又生成了银白色物质和能使带火星木条复燃的气体 氧化汞 汞 ＋氧气 加热 实验步骤 实验现象 实验原理 加热氧化汞 HgO Hg + O2 ∆ 实验结论： 空气由氧气(O2)和氮气(N2)组成 活动一：拉瓦锡对空气成分的研究 思考讨论 1. 曲颈甑中和汞槽中的汞分别起什么作用？ ①消耗氧气；②形成密闭体系； 2. 汞槽的汞为什么进入钟罩中？（实验原理） 曲颈甑中的汞和氧气反应，消耗氧气，使密闭装置内压强减小，在大气压作用下，汞槽的汞被压进玻璃钟罩，进入的汞的体积等于消耗的氧气的体积。 交流讨论 1.拉瓦锡的实验有什么不足之处？ ③汞蒸气污染环境 ②操作复杂 ①实验时间长 测定空气中氧气的含量改进实验 红磷 + 氧气 五氧化二磷 P O2 P2O5 点燃 白色固体 红色固体 实验装置： 燃烧匙 集气瓶 导管 弹簧夹 烧杯 测定空气中氧气的含量 实验步骤： ②在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分成五等份，做好标记 ③用弹簧夹夹紧乳胶管； ④在燃烧匙内放入足量的红磷，用酒精 灯加热，点燃红磷后立即伸入瓶中， 并塞紧橡胶塞； ⑤待 后，打开弹簧夹。 ①连接装置并检查装置的气密性 红磷熄灭并冷却至室温 测定空气中氧气的含量 实验2-1 测定空气中氧气的含量 实验现象： ①红磷燃烧产生大量的白烟，放热； 氧气约占空气体积的1/5 实验结论： 文字表达式： ②冷却后打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升。 化学反应方程式： 红磷 + 氧气 五氧化二磷 点燃 4P + 5O2 2P2O5 点燃 思考讨论 讨论并解释这个实验原理： 红磷燃烧消耗了密闭装置中的氧气，使装置内压强减小，在外界大气压的作用下，水被压进集气瓶内，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。 分析实验过程的压强变化 方法模型 密闭容器 消耗氧气 压强减小 倒流的水的体积=氧气的体积 交流讨论 使瓶内的氧气尽可能消耗完全，使实验结果更准确 红磷量不足会导致实验结果偏小 2.红磷为什么要足量? 1.集气瓶中预先加少量水的作用是什么? 吸收五氧化二磷，防止污染空气 吸收热量，缩短冷却至室温的时间 3.为什么待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹？ 避免气体受热膨胀，导致进入集气瓶内的水偏小，实验结果偏小 交流讨论 （1）要足量 5.本实验对药品的要求是什么? （2）燃烧只消耗空气中的氧气 （3）生成物为固体 4.为什么可以用汞和红磷消耗氧气，蜡烛可以吗？ 不能，因为蜡烛燃烧生成了气体二氧化碳，没有使瓶内压强减小，水不能进入集气瓶 6.红磷燃烧后生成的“大量白烟”可以说“大量白雾”吗？ 不能，烟是固体微粒；雾是小液滴。 实验创新 1. 装置创新 1.相比课本的实验装置，甲乙装置有何优点？ 乙 丙 2.如丙图所示，烧杯中热水的目的是： 白磷燃烧的现象： 活塞刚开始向 移动，温度降低后向 移动，最后停在刻度线 处。 提高热量，点燃白磷 燃烧，放出热量，产生大量白烟 右 左 5 不会产生空气污染和因塞胶塞过慢产生的误差 二、空气的组成（体积分数） 氮气78% 0.94% 0.03% 稀有气体 目前，人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。通过实验测定，空气的成分按体积计算，大约是： 0.03% 二氧化碳 其他气体和杂质 空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体 和杂质 体积分数 稀有气体包括_____气、_____气、_____气、氪气、氙气、氡气。 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 氦　 氖　 氩 三、物质的分类 单独存在时 我们都是纯净物 我是混合物 空气 空气并不是单纯的一种气体，而是由多种物质组成的混合物。 如氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳和氩气等。 三、物质的分类 混合物 纯净物 物 质 由两种或两种以上的物质组成 氧气、氮气、二氧化碳、红磷、五氧化二磷、蒸馏水、冰水混合物 只由一种物质组成 石蜡、空气、海水、湖水、 矿泉水、溶液、稀有气体等 纯净物可以用化学符号来表示如氧气（O2）、二氧化碳（CO2）等 测定空气里氧气的含量数字化实验 课堂精练 1.判断下列说法是否正确 (1)实验过程中观察到红磷燃烧产生大量白色烟雾。(　　) (2)选用足量的红磷是为了充分消耗集气瓶内的氧气。(　　) (3)红磷熄灭后，应立即打开弹簧夹(　　) (4)实验测得氧气的质量约占空气总质量的1/5。(　　) (5)若装置气密性不好，可能会导致实验结果偏大。(　　) (6)用木炭(燃烧会生成二氧化碳气体)代替红磷进行实验，不会影响实验结果。(　　) × × × × × ✔ 课堂精练 2．某同学用如图所示的装置测定空气中氧气的含量,对该实验 认识正确的是( ) A.使用红磷的量多或少,都不会影响实验结果 B.燃烧足够的红磷可使进入容器的水占容器容积的4/5 C.红磷燃烧后，容器内液面先下降，后上升 D.红磷一燃烧完,就要立即观察,并记录水进入容器的刻度 C 课堂精练 3. 夏天从冰箱里拿出来的饮料,放置片刻后,饮料瓶外壁会潮湿,说明空气中含有( ) A.氮气　 B.氧气　 C.水蒸气　 D.二氧化碳 C ①洁净的空气 ②冰水混合物 ③加碘食盐 ④液氧 ⑤食醋 ⑥汽水饮料 ⑦五氧化二磷 ⑧冰水混合物 4.下列物质属于混合物的是 ，属于纯净物的是__________ ①③⑤⑥ ②④⑦⑧ 课堂小结 空气是由 什么组成的 空气中氧气含量的测定 空气的成分（体积分数） 物质的分类 原理 现象 结论 氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%， 二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03% 纯净物 混合物 思考讨论 第2课时 学习目标 1. 通过生活中常见的例子，能知道氧气、氮气、稀有气体的用途； 2. 通过资料卡片了解空气污染的危害以及我国在治理大气污染方面所作出的努力以及成就； 3. 通过观看视频，简单了解空气质量监测站。 空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，是人类生产活动的重要资源。 任务一：阅读教材P33氧气部分，并结合生活经验总结氧气的性质和用途。 供给呼吸 用途 医疗急救 潜水 航天 支持燃烧 用途 航空航天 工业炼钢 气割气焊 氧气 氮气 在测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩下的气体主要是氮气。请结合实验和日常生活经验讨论下列问题。 问题1：燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧? 问题2：集气瓶内液面上升到一定高度后，还能继续上升吗?这种现象能不能说明氮气不易溶于水? 氮气不能支持燃烧 不能继续上升，说明氮气不易溶于水 化学性质不活泼 氮气 颜色 状态 气味 标准状况下的密度 熔点 沸点 是否溶于水 氮气 1.251g/L 熔沸点低 气体 无色 难溶于水 无味 -209.9℃ -195.8℃ 比空气密度（1.293g/L)小 氮气的用途 化肥和化工原料 用途1 氮肥 用作保护气 用途2 (化学性质不活泼) 焊接金属时用氮气作保护气 食品包装中充氮气以防腐 氮气的用途 制造低温 用途3 医疗上可利用液氮进行冷冻治疗 超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能 (液氮) 稀有气体 稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡、鿫）都是无色、无味的气体， 化学性质很不活泼，曾被叫作“惰性气体”。 物理性质：通电时能发出不同颜色的光 稀有气体的用途 用途 可用于制作电光源（物理性质） 稀有气体的用途 (氦气密度小且化学性质稳定) 用途 气球、气艇填充气 用途 可用于医疗 利用氩氦刀治疗肿瘤 氩氦刀不是一般意义上的手术刀，而是一种低温冷冻微创治疗肿瘤的设备，其治疗过程利用氩气降温和氦气升温，因此被称为氩氦刀 交流讨论 1. 在你身边发生过哪些污染空气的现象？ 汽车尾气污染 工厂废气污染 交流讨论 2. 大气污染会造成哪些危害？ 酸雨 全球变暖 臭氧空洞 雾霾 二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2) 二氧化碳(CO2) 颗粒物、PM2.5 氟氯烃类(如氟利昂) 但二氧化碳不是空气污染物 交流讨论 3. 为了保护人类赖以生存的空气，我们能做些什么？ 加强空气质量监测 使用清洁能源 积极植树造林、种草 保护空气 空气质量指数（Air Quality Index，简称AQI）： 是依据常规监测的几种空气污染物浓度计算得到的。 二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、 可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）等。 目前计入空气质量评价的主要污染物为： 二氧化碳不是空气污染物 保护空气 空气质量分级标准： 空气质量指数 50以下 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 51~100 101~150 151~200 201~300 300以上 空气质量级别越高，空气质量越差。 课堂精练 1.下列关于物质的用途说法错误的是( ) A.液氮用于灯泡内填充气体 B.氮气用于炼钢 C.氧气用于医疗急救 D.稀有气体用于制霓虹灯 B 2．下列有关空气成分的说法正确的是(　　) A．空气中的稀有气体可以作燃料 B．氧气用于炼钢、气焊都利用了它能供给呼吸的化学性质 C．氮气充入食品包装中可以防腐 D．空气中二氧化碳含量过多会引起酸雨 C 3.目前未计入空气污染指数的项目是( ) A.二氧化氮、臭氧 B.二氧化硫、二氧化氮 C.一氧化碳、PM2.5 D.二氧化碳、氮气 D 课堂精练 4.为减少雾霾的产生,下列做法正确的是( ) A.开私家车出行　 B.使用太阳能热水器 C.用煤火力发电　 D.露天焚烧垃圾 B 5.下列有关空气各成分的说法正确的是（ ） A.氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物 B.氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐 C.空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越好 D.二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物 B 课堂精练 课堂小结 空气是一种 宝贵的资源 保护空气 氧气 氮气 稀有气体 污染物 危害 防治措施 动植物呼吸、医疗急救、潜水、航天、气割、气焊 作保护气、制氮肥、制造低温环境 作保护气、电光源 影响人体健康和作物生长；破坏生态平衡； 影响全球气候 加强大气质量监测；改善环境状况； 使用清洁能源；积极植树、造林、种草等 二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等。 Lavf58.29.100 $$