2.1我们周围的空气（第一课时空气的组成）导学案---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

课题 1 我们周围的空气 第一课时 空气的组成 导学案

一、学习目标

1. 了解空气成分的发现历程，掌握空气的主要成分及各成分的体积分数。
2. 理解测定空气中氧气含量的实验原理、装置、步骤及现象，能进行简单的实验误差分析。
3. 区分体积分数和质量分数，明确空气成分表示方法。

二、学习重难点

（一）学习重点

1. 空气的主要成分及对应的体积分数。
2. 测定空气中氧气含量的实验原理、现象及结论。

（二）学习难点

1. 测定空气中氧气含量实验的误差分析及实验改进思路。
2. 理解空气成分以体积分数表示的原因，避免与质量分数混淆。

三、知识点自主预习填空

1. 法国化学家______通过定量实验研究，得出空气主要由______和______组成。
2. 按体积计算，空气中氮气约占______，氧气约占______，稀有气体约占______，二氧化碳约占______，其他气体和杂质约占______。
3. 测定空气中氧气含量的实验中，常用______燃烧消耗氧气
4. 测定空气中氧气含量实验的现象是：红磷燃烧产生大量______，冷却后打开弹簧夹，水进入集气瓶，约占集气瓶内空气体积的______。
5. 空气成分是按照______（填 “体积” 或 “质量”）分数计算的。
6. 纯净物是由______组成的，如____________等。混合物由____________组成的，如____________等。

四、知识点讲解与要点分析

（一）空气成分的发现历程

7. 要点：法国化学家拉瓦锡把少量汞放在密闭容器中连续加热 12 天，发现一部分汞变成红色粉末（氧化汞），同时容器里空气的体积差不多减少了 1/5 。研究剩余 4/5 体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为这就是氮气。将红色粉末（氧化汞）收集起来，放在另一容器中加强热，得到汞和氧气，且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。通过这些实验，拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成的结论，为空气成分的研究奠定了基础。
8. 常考易错点：容易记错科学家名字，混淆实验过程中的物质变化和结论。
9. 经典例题：最早通过实验得出空气是由氧气和氮气组成这一结论的科学家是（  ）

A. 道尔顿

B. 拉瓦锡

C. 门捷列夫

D. 阿伏伽德罗

◦       答案：B

◦       解析：道尔顿提出了原子论；拉瓦锡最早通过实验得出空气由氧气和氮气组成；门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表；阿伏伽德罗提出了分子学说。所以答案选 B。

（二）空气的组成

10.            要点：现代科学精确测定，按体积分数计算，空气中氮气约占 78%，氮气化学性质不活泼，在生活中常用作保护气；氧气约占 21%，氧气能供给呼吸、支持燃烧；稀有气体约占 0.94%，包括氦、氖、氩、氪、氙等，稀有气体化学性质很不活泼，通电时能发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯；二氧化碳约占 0.03% ，二氧化碳是植物光合作用的原料；其他气体和杂质约占 0.03%。这里强调的是体积分数，不是质量分数，例如在 100 体积的空气中，氮气约占 78 体积，氧气约占 21 体积。
11.            常考易错点：将体积分数误认为质量分数；记错各成分所占比例。
12.            经典例题：空气中体积分数约为 21% 的气体是（  ）

A. 氮气

B. 氧气

C. 二氧化碳

D. 稀有气体

◦       答案：B

◦       解析：空气中氮气约占 78%，氧气约占 21%，二氧化碳约占 0.03%，稀有气体约占 0.94%，所以选 B。

（三）测定空气中氧气含量的实验

13.            要点

◦       实验原理：利用红磷在空气中燃烧，与氧气发生反应：消耗氧气，生成五氧化二磷固体。由于氧气被消耗，集气瓶内气体减少，压强减小，在外界大气压的作用下，水进入集气瓶，进入水的体积就近似等于消耗氧气的体积。

◦       实验装置：主要由集气瓶、燃烧匙、橡胶塞、弹簧夹、导管、烧杯等组成。集气瓶用于盛放空气并进行反应，燃烧匙用来盛放红磷，弹簧夹用于控制气体流通，导管连接集气瓶和烧杯。

◦       实验步骤：①检查装置气密性，将导管一端浸入水中，用手紧握集气瓶外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好；②在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为 5 等份；③用弹簧夹夹紧胶皮管；④点燃红磷，迅速伸入集气瓶内并塞紧橡胶塞；⑤待红磷熄灭并冷却至室温后，打开弹簧夹。

◦       实验现象：红磷燃烧产生大量白烟，放出热量；冷却后打开弹簧夹，水进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气体积的 。

◦       实验结论：氧气约占空气体积的。

◦       误差分析：测量结果偏小的原因可能有：①红磷量不足，氧气没有被完全消耗；②装置漏气，外界空气进入集气瓶；③未冷却至室温就打开弹簧夹，此时集气瓶内气体处于膨胀状态，导致进入水的体积偏小。测量结果偏大的原因可能是：①弹簧夹未夹紧，燃烧时瓶内气体受热膨胀从导管逸出；②燃烧匙伸入集气瓶速度过慢，部分空气受热逸出。

14.            常考易错点：不理解实验原理，无法准确描述实验现象；不会分析实验误差产生的原因；对实验步骤的先后顺序及作用不清楚。
15.            经典例题：在测定空气中氧气含量的实验中，若进入集气瓶的水的体积大于，可能的原因是（  ）