第二节 空气的组成与应用 第1课时（教学课件） 化学北京版2024九年级上册

2.2 空气的组成与应用 第1课时 第二章 揭示燃烧奥秘 Chemistry is all around us 汇报人 / XXXXXXXX > Chapter One Everyone, come and learn chemistry 物质燃烧条件的探究 燃烧——促进人类文明发展的化学变化 灭火 学习目标 01 02 能描述空气的组成，知道空气是混合物，能区分混合物和纯净物 03 掌握空气中氧气含量测定的实验方法及原理 了解实验系统的基础要素：实验目的、原理、操作、装置、现象和结论及其相互关系 教学重点 01 学会运用分析、比较、归纳的方法，对实验中获取的信息进行整理 02 测定空气中氧气含量 01 混合物和纯净物的区分 教学难点 物质燃烧条件的探究 燃烧——促进人类文明发展的化学变化 灭火 课程导入 物质燃烧条件的探究 燃烧——促进人类文明发展的化学变化 灭火 这些日常生活中常见的物质 是混合物，还是纯净物？ 纯净的空气是纯净物还是混合物呢？ 问题探讨 物质燃烧条件的探究 燃烧——促进人类文明发展的化学变化 灭火 科学家对燃烧的认识离不开对空气组成的研究。 我们已经知道空气中含有氧气、氮气等物质。 如何通过化学方法测定各成分的含量呢？ 如何理解空气是一种宝贵的资源？ 如何保护空气呢？ 学习本课 寻找答案 目 录 CONTENTS 1 空气是一种混合物 2 空气中氧气含量的测定 3 空气资源的利用与保护 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 空气是一种混合物 01 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 一、空气是一种混合物 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 1. 请回顾并梳理一下你在科学、生物学和地理课上学习过的有关空气的内容。 交流 · 分享 动物通过呼吸空气中的氧气来维持生命，植物通过光合作用利用空气中的二氧化碳制造养分。 科学 生物学 地理 空气对气候和天气有重要影响 可以通过纸团不会湿的实验来证明空气占据空间，或者通过空气搬家的实验来观察空气的流动性。 一、空气是一种混合物 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 2. 哪些生活经验或实验事实能证明空气的存在及空气由多种物质组成？ 交流 · 分享 把一个压扁的塑料袋抖开，再用双手挤压塑料袋，会感觉到有压力‌，这是因为塑料袋内充满了空气‌ 纸张燃烧、动植物的呼吸等‌，这些都说明空气中含有氧气‌ 饼干在空气中放一段时间后会变软‌，说明空气中含有水蒸气 一、空气是一种混合物 新课探究 1.空气的物理性质 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 颜色 气味 状态 无色 无味 气态 不容易察觉 17世纪末，科学家通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，才认识到空气组成的复杂性。 很久以前，人们以为空气只是单一的某种物质。 一、空气是一种混合物 新课探究 2. 空气的组成成分 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 气体成分 占空气总体积的百分比/% 氮气 78 氧气 21 稀有气体(氦氖氩氪氙氡) 0.94 二氧化碳 0.03 其他气体和杂质 0.03 一、空气是一种混合物 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 空气的组成并非固定不变，而是与环境密切相关。 2. 空气的组成成分 工业发达、人口众多的大型城市 森林覆盖率较高的山区 在相对封闭的教室里 室内空气中的氧气、二氧化碳等气体的含量也会随着我们的呼吸发生变化 空气的组成差异很大 一、空气是一种混合物 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 3. 纯净物和混合物 由两种或两种以上的物质组成的，叫做混合物 例如：空气 ①混合物中各组分之间不发生化学反应，仍保持各自原来的化学性质 混合物的各组成成分的多少可以变化，组成不同，性质也会有所不同 ②混合物无固定组成，无固定的化学符号 ③混合物无确定性质 混合物的特点： 一、空气是一种混合物 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 3. 纯净物和混合物 只由一种物质组成的，叫作纯净物 例如：空气中的氧气、氮气等物质是纯净物 ①有着固定的组成和确定的性质 纯净物的特点： ②可以用专门的化学符号来表示 氮气用N2来表示，氧气用O2来表示 绝对纯净的物质是很难得到的。 通常说的“纯净物”是指那些杂质含量很低的物质 一、空气是一种混合物 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 3. 纯净物和混合物 内容 混合物 纯净物 组成 表示方法 性质 举例 联系 纯净物和混合物的区别和联系 由一种物质组成， 组成固定 由两种或两种以上的物质混合而成，组成不固定 无固定符号 有固定的符号表示 无固定的物理性质，混合物中各组成都保持各自的化学性质 有固定的物理性质和化学性质 空气、糖水、牛奶、泥沙、海水、铝合金、米酒、自然界中的矿石等 氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2) 混合物 纯净物 分离提纯 两种或两种以上的物质混合 物质 纯净物 混合物 一、空气是一种混合物 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 判断物质是混合物还是纯净物： 氧和磷指的是组成物质的元素不是物质 例1：五氧化磷是混合物还是纯净物？ 看该物质由几种物质组成 例2：冰水混合物是混合物还是纯净物？ 冰和水是同一种物质 例3：纯净的空气是混合物还是纯净物？ 空气是混合物 五氧化二磷是一种物质的名称，属于纯净物； 带“混合”字样的不一定是混合物； 注意事项 带“纯净”字样的不一定是纯净物； 空气中氧气含量的测定 02 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 历史上关于燃烧及空气组成研究的实验 史实在线 实验者和时间 实验装置示意图 主要实验现象 主要实验结论 梅猷 （1674年前后） 舍勒 （1773年前后） 普里斯特利 （1774年前后） 一段时间后蜡烛熄灭，玻璃球中水面上升；进入水的体积约占玻璃球空气体积的 1/30。 空气由“火-气粒子”和“另一种粒子”组成。 氢气在空气中燃烧，水立刻开始上升，直到占据烧瓶体积的 1/4 时，火焰熄灭。 空气由“ 火空气”和“浊空气”组成。 置于架子上的锡失去金属光泽，水进入试管约 1/4 的位置。 空气由“脱燃素空气”和“燃素化空气”组成 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 阅读以上史实材料，并对比三个实验，思考以下问题： 史实在线 1. 所利用的化学反应有哪些相同点和不同点？ 这三个化学反应都是燃烧反应，都有氧气参与，都属于氧化反应。 反应物不同，产物不同 相同点 不同点 梅猷的实验中，蜡烛燃烧消耗了氧气； 舍勒的实验中，氢气燃烧生成了水； 普里斯特利的实验中，锡与氧气反应形成了氧化物 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 阅读以上史实材料，并对比三个实验，思考以下问题： 史实在线 2. 实验装置有哪些相同点和不同点？ 三个实验都使用了密闭的容器（玻璃球、烧瓶或试管）来观察反应 相同点 不同点 容器形状大小和测量水进入体积方式不同。 梅猷使用了玻璃球和水来观察蜡烛燃烧后的现象； 舍勒使用了烧瓶、氢气和氧气来观察燃烧和水的生成； 普里斯特利使用了试管和锡来观察金属与氧气的反应。 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 阅读以上史实材料，并对比三个实验，思考以下问题： 史实在线 3. 为什么会出现有水进入反应装置（玻璃球、烧瓶或试管）中的现象？ 为什么水进入的体积不同？ 有水进入是因为：燃烧消耗了装置内的氧气，导致装置内气压降低，外界大气压将水压入容器内以平衡气压 水进入体积不同是因为：不同反应消耗氧气量不同； 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 几位科学家都发现空气中的一种或几种成分与燃烧有关。 后来经过大量的实验和反复论证，科学家们最终确认了“火空气”“脱燃素空气”等就是现在我们所说的“氧气”。 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 将银白色的液态汞放在一个密闭容器内中，连续加热12天 拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验 史实在线 图2-17 拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验装置 第二天发现液态汞的表面出现红色的小颗粒，红色固体不断增加 实验步骤 容器里空气的体积差不多减少了约1/5； 实验现象 汞槽里的汞升入钟罩。 第12天，仍有一部分银白色的汞，但红色颗粒的数量不再变化 熄灭炉火 汞 + 氧气 氧化汞 加热 Hg O2 + HgO △ 实验原理 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验 史实在线 把汞表面上所生成的红色粉末收集后，放在另一个容器里加强热。 实验步骤 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。 而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积 实验现象 实验原理 氧化汞 汞+氧气 加热 HgO Hg + O2 加热 他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的约4/5体积的气体中，结果所得气体的性质与空气的完全一样。 实验验证 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验 史实在线 实验结论 空气是由 1/5体积的氧气和 4/5体积的氮气组成的 这是有关空气组成最早的科学结论 对剩余的气体进行研究 既不供给呼吸也不支持燃烧 他认为这些气体全是氮气 发 现 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 阅读以上材料，分别从原理、装置和操作三个方面思考以下问题： 史实在线 汞与氧气反应生成固体，反应完全，便于准确测定氧气含量 1. 为什么选择汞，而不是前面三位科学家所用的蜡烛、氢气和金属锡作为消耗空气中氧气的物质？ 蜡烛燃烧会产生二氧化碳和水蒸气，影响对氧气消耗量的测定； 氢气燃烧生成水，难以直观地测量体积变化； 金属锡与氧气反应较慢且不够完全。 汞在加热条件下只与氧气反应，生成氧化汞固体，能有效消耗密闭容器中的氧气。 生成的氧化汞在高温下易分解，重新生成汞和氧气，便于测量氧气体积 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 阅读以上材料，分别从原理、装置和操作三个方面思考以下问题： 史实在线 汞槽内的汞主要起密封作用 与水作用类似。 2. 汞槽里的汞的作用是什么？与前面三个实验中水的作用是否类似？ 二、空气中氧气含量的测定 新课探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 史实在线 确保汞与氧气充分反应 3. 拉瓦锡为什么要加热 12 天？ 加热氧化汞得到汞和氧气，证明之前消耗的氧气来源于空气。 得到的氧气体积恰好等于密闭容器里减少的气体体积，为空气组成提供了直接证据。 4. 后续实验中加热收集到的氧化汞，为得出最终结论提供了哪些证据？ 新课探究 二、空气中氧气含量的测定 探究 · 实践 探究目的 测得你空气中氧气的含量 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 实验装置 新课探究 测定空气中氧气的含量 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 新课探究 二、空气中氧气含量的测定 探究 · 实践 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 实验步骤 1. 按装置连接仪器并检查气密性； 2. 向集气瓶中加入少量的水，并将水位上面的空间五等分，用弹簧夹夹紧胶皮管； 3. 将装有足量红磷的燃烧匙放在酒精灯火焰上加热，当红磷燃烧后迅速、伸入瓶中，塞紧橡皮塞； 4. 待红磷熄灭，冷却至室温后，打开弹簧夹。观察并记录实验现象。 新课探究 二、物质燃烧条件的探究 探究 · 实践 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 实验现象 分析及解释 （1）红磷剧烈燃烧，发出黄光，产生大量白烟并放出大量热。 （2）打开弹簧夹后烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶中空气体积的 1/5。 （1）产生白烟是生成五氧化二磷固体粉末，分布在空气中形成的。 （2）水能进入集气瓶的原因是红磷燃烧消耗氧气，实际集气瓶内压强减小，在外界大气压的作用下，水进入容器。 得出结论 依据实验现象，得出的结论是 。 氧气约占空气体积的 1/5 新课探究 二、物质燃烧条件的探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 反思交流 1. 实验操作中“夹紧”“足量”“迅速”“塞紧”“冷却至室温”等操作的原因是什么？ 防止外部空气进入集气瓶或内部气体逸出 确保集气瓶中的氧气被完全消耗 防止因时间过长而导致实验条件发生变化 确保实验条件的一致性，避免因温度差异导致的误差 “夹紧”“塞紧” “足量” “迅速” “冷却至室温” 新课探究 二、物质燃烧条件的探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 反思交流 2. 实验结束后，最终进入集气瓶中的水的体积代表了什么？ 代表了空气中氧气的体积 3. 水在该实验中起什么作用？ ①防止集气瓶受热炸裂； ②溶解生成物：吸收有毒的五氧化二磷，防治污染； ③加速冷却：吸收热量，减少等待红磷熄灭后的冷却时间。 新课探究 二、物质燃烧条件的探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 实验原理 红磷 + 氧气 五氧化二磷 加热 P O2 P2O5 △ + 红磷燃烧消耗掉了氧气，集气瓶内气体减少；当冷却到室温后，集气瓶内气压减小，所以打开弹簧夹时水被倒吸入集气瓶中，而水进入的体积与消耗掉的氧气体积相等。 文字表达式： 符号表达式： 新课探究 二、物质燃烧条件的探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 空气中氧气含量测定实验的误差分析 因素 影响 测定结果小于1/5 测定结果大于1/5 装置漏气 反应结束后外界空气进入 红磷的量不足 氧气不能完全被消耗 未待装置冷却到室温就打开止水夹 温度较高，气体膨胀，剩余气体占有较大的体积 点燃的红磷伸入瓶中过慢或伸入瓶中后未立即塞上塞子 瓶内空气受热膨胀，部分逸出 最初止水夹未夹紧 新课探究 二、物质燃烧条件的探究 空气中氧气含量的测定 空气是一种混合物 空气资源的利用与保护 1. 能否用蜡烛、木碳、硫粉、铁丝等代替红磷进行实验？ 不能 木炭、蜡烛、硫粉燃烧都会生成气体，使瓶内的气体压强变化不大，导致测定结果不准确； 不能用铁丝，是因为铁丝在空气中不能燃烧； 由此可知，选择做测定空气中氧气体积实验的物质要满足两个条件： ①在空气中能燃烧，且只与空气中的氧气发生反应； ②燃烧后的生成物不能是气体，最好是固体，需产生压强差。 课堂小结 【检测题1】下列关于纯净物和混合物的说法中正确的是（　　） A．干净物质一定是纯净物 B．混合物各成分不能保持原有的性质 C．混合物和纯净物都有固定的组成和性质 D．混合物是由两种或两种以上物质组成 D 课堂检测 【检测题2】科学家对火星的大气进行分析，得到下表所示数据： 与地球大气的成分相比，火星大气中含量更高的是（　　） A．氮气 B．氮气和氩气 C．二氧化碳和氮气 D．二氧化碳和氩气 D 课堂检测 气体 二氧化碳 氮气 氩气 体积分数/% 95 2.7 1.6 【检测题3】英国物理学家、化学家波义耳和法国化学家拉瓦锡曾做过貌似相同的两个实验，实验如图，关于这两个实验的说法正确的是（　　） A．两个实验均可用于测定空气中氧气的含量 B．两个实验中，曲颈甑内汞的表面都有黑色物质生成 C．拉瓦锡的实验中，玻璃钟罩内汞的液面逐渐上升，达到一定高度后不再变化 D．波义耳的实验中，曲颈甑内物质加热后质量增加的现象不能用质量守恒定律来解释 C 课堂检测 【检测题4】某同学通过实验测定空气中氧气的含量，装置如图所示。实验结束后，进入集气瓶中水的体积明显大于集气瓶中原有空气体积的1/5。对这种现象解释合理的是（　　） A．可能使用红磷的量不足 B．可能没夹紧弹簧夹 C．可能装置漏气 D．可能未等冷却就打开了弹簧夹 课堂检测 B 【检测题5】某学习小组同学设计了如图装置进行实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是（　　） A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中 B．为防止空气污染，两个集气瓶中均应盛放适量水 C．实验结束恢复至室温后，两个集气瓶中的实验现象相同 D．该实验证明，测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷 课堂检测 A 谢谢您的观看 THANKS 分层作业见见同课时word文档 Lavf58.20.100 EVCapture4.1.4软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$