2.1 我们周围的空气-2024-2025学年九年级化学上册同步教学课件（人教版2024）

我们周围的空气 老师：XXX 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 目录 CONTENTS 拉瓦锡的定量实验 01 空气中氧气含量的测定 02 空气的组成 03 纯净物和混合物 04 空气是一种宝贵的资源 05 学习目标 1、记住空气中各成分的体积分数；了解空气主要成分的性质和用途 2、了解空气污染的原因、危害及防治措施。 3、掌握空气中氧气含量测定的实验原理、装置、操作方法以及误差分析。 4、认识纯净物、混合物的概念，并能从物质的组成上区分纯净物和混合物。 课程引入 大家有见过风的形状吗？ 风吹麦浪 秋风落叶 风是怎样形成的呢？ 课程引入 风是怎样形成的呢？ 空气的流动形成风 猴哥吹口仙气 气体进行流动 在生活中，我们无时无刻都能感知到空气的存在 空气是单一的物质吗？ 空气中有哪些物质？ 供给我们呼吸的是什么物质？ 含量有多少？ 让我们跟随历史的脚步，重新认识空气的探究历程 拉瓦锡的定量实验 01 CHAPTER 拉瓦锡的定量实验 一部分能够支持呼吸和燃烧的上等纯空气 不支持呼吸和燃烧的普通空气 但是，受制于当时的理论水平，还没有人能准确测量出上等纯空气的含量。 直到1775年，法国的科学家拉瓦锡通过实验测量得到了上等纯空气的体积含量。 空气？ 含量？ 拉瓦锡是怎样来进行实验的？ 18世纪末 人们认为空气由两部分组成 销售额 第一季度 第二季度 0.21 0.79 拉瓦锡的定量实验 请同学们观看如下视频 拉瓦锡的定量实验 看完实验，老师要问同学们一个问题： 银白色的液态汞为什么变成了红色粉末？这与消失的氧气有何关系？ 汞+氧气 氧化汞 △ 汞与密闭容器内的氧气发生化学反应，生成红色的氧化汞固体，消耗掉了密闭容器内的氧气。 这也是为什么拉瓦锡加热生成的红色物质，红色物质又重新生成了氧气与汞，且氧气的体积与之前消耗的空气体积完全相同 9 拉瓦锡的定量实验 老师这还有几个疑问需要同学们一起讨论解答 1、拉瓦锡是怎样确保密闭容器内所有的氧气都被反应掉了呢？ 2、拉瓦锡是怎样测量出密闭容器内空气的体积减少五分之一的呢？ 在曲颈瓶中加入 过量的汞 密闭容器内氧气被反应掉，且没有其他气体生成，所以密闭容器内外会产生压强差，将汞槽中的液体压入玻璃钟罩里。根据压入液体的体积，可以知晓氧气的体积 同学们可以仿照这个实验，来测定空气中氧气的含量吗？ 10 空气中氧气含量的测定 02 CHAPTER 空气中氧气含量的测定 实验原理 利用红磷在空气中燃烧，将集气瓶内氧气消耗掉，生成五氧化二磷白色固体，使密闭容器内压强减小； 在大气压作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。（红磷+氧气 点燃 五氧化二磷） 实验药品 红磷 实验装置 （图） 集气瓶、燃烧匙、导管（乳胶管）、弹簧夹、烧杯。 空气中氧气含量的测定 实验步骤 （1）将仪器连接好并检查装置的气密性。 （2）在集气瓶底装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份并做上记号。 （3）用弹簧夹夹紧乳胶管。 （4）在燃烧匙内放入过量的红磷。 （5）点燃红磷迅速伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。 （6）红磷燃烧停止，待集气瓶冷却到室温后，打开弹簧夹。 空气中氧气含量的测定 请同学们观看如下视频 空气中氧气含量的测定 实验现象 （1）红磷燃烧产生大量白烟并放出热量 （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 实验结论 氧气约占空气体积的1/5 空气中氧气含量的测定 思考与讨论 1、实验过程中产生的白烟是什么物质？ 2、为什么要冷却到室温才能打开弹簧夹？防止因为空气的热胀冷缩产生的误差 3、该实验对于红磷的用量有什么要求？ 4、实验时所用消耗氧气的实验药品可以选用硫或者木炭吗？为什么？用于氧气含量测定的药品应该具有什么样的性质？ 五氧化二磷 防止因为空气的热胀冷缩产生的误差 红磷要过量，才能保证集气瓶内的氧气完全反应 可燃物必须选用燃烧后生成物为固体的物质。不能选用木炭、硫等，因为木炭、硫燃烧产生的是气体物质，且与所耗氧气体积相同，使瓶内外气压相等，水不会倒吸入瓶中。 空气中氧气含量的测定 实验误差分析（1） 实验后测得氧气的体积分数小于21%可能会有哪些原因？ （1）红磷的量不足：则不能将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉，集气瓶内水面上升不到原瓶内空气体积的1/5，导致测得空气中氧气的体积分数偏小。 （2）装置漏气：当集气瓶内氧气耗尽时，瓶内压强减小，瓶外空气会进入集气瓶内，导致进入水的体积减小，测得的氧气的体积分数偏小。 （3）装置未冷却到室温就打开弹簧夹：温度较高气体压强较大，进入瓶内水的体积减小，引起测定结果偏低。 空气中氧气含量的测定 实验误差分析（2） 实验后测得氧气的体积分数大于21%可能会有哪些原因？ （1）点燃红磷前未用弹簧夹夹紧乳胶管：红磷燃烧放热会使部分空气由导管逸出，烧杯水中冒气泡；最后造成水进入集气瓶的体积大于1/5。 （2）将点燃的燃烧匙伸入瓶内太慢：放出的热将瓶内的部分空气赶出瓶外；冷却后打开止水夹，进入集气瓶水的体积大于1/5。 很高兴同学们自己动手动脑完成了历史上著名实验的复刻， 大家都是很棒的小科学家。 同时在科技迅速发展的今天，我们已经可以运用科技来更加 方便、准确、快捷的测定空气中氧气的含量了。 空气中氧气含量的测定 数字化实验利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连，采集实验过程中各种物理量(如温度、压强、浓度等)的数据，通过软件对数据进行记录、呈现和分析。 我们可以将测定空气中氧气的含量设计成数字化实验(如图2-5)。 实验步骤如下： (1)将氧气传感器与数据采集器、计算机连接; (2)把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据; (3)通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。 空气的组成 03 CHAPTER 在19世纪末以前 人们深信空气中仅含有氧气和氮气。 后来化学家们又发现了氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气，还有其他成分。 目前，人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。 空气的组成 体积分数 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他 0.78 0.21 0.94 0.03 0.03 空气的组成 气体 氮气(N2) 氧气（O2） 稀有气体(氦气、氖气、氩气等) 二氧化碳(CO2) 其他气体和杂质 占空气总体积的比例 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 【要点诠释】 1.空气中各气体的含量是体积分数，不是质量分数。 2.空气是一种混合气体，组成比较固定，特别是氧气、氮气、稀有气体的成分几乎不变，但个别地区略有不同。 纯净物与混合物 04 CHAPTER 纯净物和混合物 空气 粉剂 牛奶 我们生活中的物质大多是混合物 空气 化学研究的物质 一般是纯净物 区别和联系 化学试剂 25 纯净物和混合物 物质 纯净物 混合物 概念 只由一种物质组成的物质叫纯净物 由两种或多种物质混合而成的物质叫混合物 区别 ①由同种物质组成，即相同的分子、原子或离子，具有固定的组成 ②可以用化学式表示，如氧气用O2表示 ③有固定的性质 ①由不同种物质混合而成，各种物质彼此间不反应，没有固定的组成 ②不能用化学式表示 ③无固定性质（如熔、沸点等），各自保持原物质的性质 举例 氧气、氮气、二氧化碳、氢氧化钙等 空气、盐水、糖水、矿泉水、铝合金、酱油等 联系 混合物是由纯净物混合而成； 混合物进行分离提纯可以转变为纯净物 25 空气是一种宝贵的资源 CHAPTER 05 CHAPTER 空气是一种宝贵的自然资源——氧气 氧气占空气总体积的21% 氧气的用途 动植物呼吸 炼钢 气焊 医疗 空气是一种宝贵的自然资源——氧气 氧气占空气总体积的21% 氧气的性质 物理性质 无色无味气体 密度比空气大 不易溶于水 化学性质 供给呼吸 支持燃烧（助燃性） 空气是一种宝贵的自然资源——氮气 氮气占空气总体积的78% 氮气的用途 制造氮肥 医疗上用液氮进行冷冻治疗 食品充氮防腐 空气是一种宝贵的自然资源——氮气 氮气占空气总体积的78% 氮气的性质 物理性质 无色无味气体 密度比空气略小 难溶于水 化学性质 化学性质不活泼（用作保护气） 制造硝酸、氮肥 空气是一种宝贵的自然资源——稀有气体 稀有气体占空气总体积的0.94% 稀有气体的用途 空气是一种宝贵的自然资源——稀有气体 稀有气体占空气总体积的0.94% 稀有气体的性质 物理性质 无色无味气体 难溶于水 化学性质 化学性质很不活泼、一般不与其他物质发生反应 决定 体现 用途 性质 空气是一种宝贵的自然资源——保护大气环境 请同学们举例说明空气污染造成的危害； 为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么？ 空气是一种宝贵的自然资源——保护大气环境 污染空气的物质 ①粉尘；②有害气体（二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等） 污染物的主要来源 ①矿物燃烧；②工厂的废气；③汽车排放的尾气等 空气污染的危害 ①损害人体的健康；②影响作物生长；③破坏生态平衡；④导致全球气候变暖；⑤破坏臭氧层；⑥形成酸雨 空气污染的防治 ①使用清洁能源；②工厂的废气经过处理后再排放；③使燃料充分燃烧；④对化石燃料进行脱硫处理；⑤积极植树、造林、种草等 课堂小练 CHAPTER 05 1、空气中氮气的体积分数大约是（　　） A. 21%         B. 31%       C. 50%         D. 78% 【答案】D 2、关于稀有气体的叙述中，错误的是（　）  A.稀有气体是空气中含量最多的气体          B.都是无色无味的气体  C.一定条件下能跟其他物质发生化学反应      D.在空气中的含量为0.94% 【答案】A 3、为了测定空气的成分，按右图所示装置做实验： ①装置连接好后，先要检查装置的                     。 ②将燃烧匙中过量的红磷点燃后放入集气瓶中，红磷燃烧产生             。 ③反应停止，待集气瓶冷却后打开止水夹，烧杯中的水会                   ,约达到集气瓶内空气体积的          为止。　　④此实验说明空气中含有        ，大约占空气总体积的          。 【答案】①气密性 ②大量白烟 　　③倒吸入集气瓶中      1/5 　　④氧气        1/5 4、下列物质中，属于纯净物的是(    ) A.海水        B.汽油           C.氧气       D.空气   【答案】C 5、下列物质属于混合物的是（    ）     A．氧气    B．生铁    C．氯酸钾    D．金刚石 【答案】B 6、在治理城市空气污染中所采取的措施不正确的是（   ） A．少用煤作燃料               B．增加绿地面积 C．焚烧落叶                   D．汽车改用清洁燃料 【答案】C 7、下列物质中，属于空气污染物的是（　） 　A.氧气　　　　　　                B.水蒸气 　C.氮气　　　　                    D.一氧化碳 【答案】D 板 书 设 计 我们周围的空气 一、拉瓦锡的定量实验 （1）实验原理：汞与氧气生成固体氧化汞 （2）实验结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的五分之一 二、空气中氧气含量的测定 （1）实验原理：红磷与氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷 （2）实验药品及实验装置图 （3）实验步骤 （4）实验现象及结论 （5）思考与讨论及误差分析 （6）数字化实验测定空气中氧气的含量 三、空气的组成 四、纯净物与混合物 （1） 概念 纯净物：只由一种物质组成的物质 混合物：由两种或多种物质混合而成的物质 （2）区别与联系 五、空气是一种宝贵的资源 （1）氧气的用途与性质 （2）氮气的用途与性质 （3）稀有气体的用途与性质 （4）保护大气环境 ①污染空气的物质 ②污染物的主要来源 ③空气污染的危害 ④空气污染的防治 六、课堂小练 1、 D 2、 A 3、 ①气密性 ②大量白烟 ③倒吸入集气瓶中  1/5 ④氧气   1/5 4、 C 5、 B 6、 C 7、D 气体 氮气(N2) 氧气（O2） 稀有气体 二氧化碳(CO2) 其他气体和杂质 占空气总体积的比例 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 谢谢大家 老师：XXX Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$