2.1 我们周围的空气---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

2.1 我们周围的空气 空气（Air），我们每天都呼吸着的“生命气体”，它分层覆盖在地球表面，透明且无色无味，对人类的生存和生产有重要影响。 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 （1）扁的密实袋开袋后抖动，然后封好 ——双手挤压，有压力 （2）扇子朝脸扇、树叶在动 ———有风 （3）给车胎打气 ———涨起来 （4）空集气瓶在盛满水的水槽中向下压 ——集气瓶内的水无法上升到顶部 （5）空集气瓶在盛满水的水槽中侧立 ——有气泡冒出 风是流动的空气 思考 ：空气无色无味，不易觉察，你能用一个简单的实验或列举实例来说明空气确实存在吗？ 空气的质量：一斤空气等于0.3865立方米 最早注意到空气有重量的是意大利的物理学家伽利略 17世纪，伽里略用气泵向一个大玻璃杯打足气，也就是用加压的办法使瓶中多装一些空气。这时，用天平称称它的重量，记下来。然后，把瓶口打开，那些多装的空气跑了出来，这时再称称重量。结果，瓶子变轻了 17世纪 证明空气有质量 伽利略 空气发现史 那么，空气由什么组成的呢？17世纪中叶以前，人们认为空气只是单一的某种物质 空气发现史 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 普利斯特里 1774年 脱燃素空气(氧气) 舍勒 火气(氧气) 1773年 1772年 浊气(氮气) 卢瑟福 氧气、氮气 1777年 拉瓦锡 空气发现史 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。 将少量的汞放在密闭的容器里连续加热12天 实验步骤 一部分银白色的液态汞变成红色粉末 实验现象 容器里空气的体积差不多减少了1/5 拉瓦锡研究空气成分所用的装置 实验原理 汞 + 氧气 氧化汞 加热 Hg O2 + HgO 加热 汞俗称水银 空气是由什么组成的 9 加热氧化汞 把汞表面上所生成的红色粉末收集后，放在一个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 空气由氧气和氮气(N2)组成，其中氧气约占空气总体积的1/5 氧化汞 汞+氧气 加热 HgO Hg + O2 加热 实验步骤 实验现象 实验原理 实验结论 空气是由什么组成的 拉瓦锡测定空气中氧气含量实验原理 回顾实验，思考：拉瓦锡如何测得空气中氧气的含量的？ 在密闭容器里，将(液态)汞在加热条件下，与容器里的氧气反应，生成(固态)氧化汞，使密闭容器里的气体体积减小，压强降低，而使外界大气压将水槽中的水银压入密闭容器，根据水银进入密闭容器的体积，判定密闭容器中空气的体积。 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 实验时间较长，实验操作及实验装置比较复杂，且实验过程对环境有污染 拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验的不足： 拉瓦锡测定空气中氧气含量实验 如何改进拉瓦锡的实验并在实验室快速的验证拉瓦锡的实验结论呢？ 汞(水银) (加热)条件下，只与容器里的氧气反应，生成(固态)氧化汞 可燃物燃烧只消耗氧气使瓶内气压减少，水倒吸 测定空气里氧气的含量 拉瓦锡测定空气中氧气含量实验改进方案 反应物角度：______________________________ 生成物角度： _______________________________ 只与空气中的氧气反应 生成物不能是气体，最好是固体 本实验中，可燃物应满足什么条件？ 实验药品的选择 测定空气里氧气的含量 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 仪器：集气瓶、橡胶塞、燃烧匙、导气管、乳胶管、弹簧夹、烧杯、酒精灯及火柴 药品：水、红磷 实验步骤： ①连接装置并检查装置的气密性； ②在集气瓶内装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份； ③用弹簧夹夹紧胶皮管； ④点燃燃烧匙内过量的红磷，立即伸入瓶中，并把塞子塞紧，观察红磷燃烧的现象； ⑤燃烧结束并冷却至室温后，打开弹簧夹。 磷和氧气在点燃的条件下反应生成了五氧化二磷 红磷＋氧气 五氧化二磷 点燃 实验现象： ①红磷燃烧，发出黄色火焰，有大量白烟生成，放出热量； ②冷却至室温后，打开弹簧夹，水沿导管倒吸入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内剩余空气总体积的1/5。 实验结论： ①空气中氧气约占空气总体积的1/5； ②氮气不燃烧，也不支持燃烧，且不易溶于水。 原理：利用红磷燃烧消耗密闭容器内的氧气，生成P2O5固体，使密闭容器内气体减少，压强减小，水倒流入瓶中，进入瓶内水的体积即为消耗的氧气的体积，从而得出氧气的体积含量。 ①点燃红磷前打开止水夹，水不会倒吸，为什么？ ②燃烧停止后，烧杯中的水进入集气瓶说明了什么？进而说明？ ③是什么导致了集气瓶中的气体减少？减少的气体是什么？ ④减少的气体有多少？说明什么？ 因为没有产生压强差。 说明产生了压强差，进而说明集气瓶中的气体减少。 减少的气体约占集气瓶剩余体积的1/5，说明氧气约占空气总体积的1/5。 红磷燃烧消耗氧气导致了集气瓶中的气体减少，所以减少的气体是氧气。 思考： 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 ①红磷要过量； ②装置必须密封； ③完全冷却后打开弹簧夹； ④插入燃烧匙的速度要快； ⑤弹簧夹要夹紧； ⑥塞塞子要迅速； ⑦集气瓶内加入少量水； ⑧烧杯内加入足量水； ⑨导管内提前注满水； ⑩实验所用药品一般为红磷，不能用铁丝、镁条、硫、木炭等物质代替。 ①为了吸收燃烧生成的五氧化二磷 ②为了吸收热量，有助于装置冷却 ③防止热的燃烧物溅落炸裂集气瓶 注意事项 ①在空气中能燃烧； ②能且只能与氧气反应； ③燃烧后生成物为固态或液态，所占空间可忽略不计。 可燃物选择应当具备的条件： 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 因素 影响 装置气密性不好 红磷量不足 未待冷却就打开弹簧夹 弹簧夹未夹紧 塞塞子动作太慢 冷却至室温后，会导致外界空气进入装置中，进入瓶中的水的体积减小 不能将装置内的氧气消耗完全，进入瓶中的水的体积减小 集气瓶中还处于受热膨胀的状态，压强变化不明显，进入瓶中水的体积减小 使集气瓶中部分气体受热膨胀从瓶口逸出，冷却至室温后，进入瓶中的水的体积偏大 会使部分空气受热膨胀沿导管逸出，冷却至室温后，进入瓶中的水的体积偏大 误差分析 成分 体积分数 氮气（N2） 78% 氧气（O2） 21% 稀有气体 0.94% 二氧化碳（CO2） 0.03% 其他气体和杂质 0.03% 氮气78% 氧气21% 其他成分1% 空气的组成 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 1. 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质。 混合物不能用化学符号来表示，如空气，矿泉水等。 2. 纯净物：只由一种物质组成的物质。 纯净物可以用化学符号来表示，如氮气可以用N2来表示；氧气、二氧化碳可分别表示为O2、CO2等。红磷(P)和五氧化二磷(P2O5)也是纯净物。 注意：!!! 1.纯净物是相对的，不是绝对的，也就是说绝对纯净的物质是没有的。 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）。 纯净物 混合物 特性 表示方法 举例 联系 有固定的组成和性质，如熔点、沸点等 没有固定的组成和性质，各物质都保持各自的性质 可用化学符号表示 不能用化学符号表示 氧气(O2)、硫(S)、一氧化碳(CO)、水(H2O)等 纯净的空气、稀有气体、海水、糖水等 混合物 纯净物 分离、提纯 混合 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 冰、水、水蒸气、冰水混合物、自来水、蒸馏水、海水、柠檬茶、纯牛奶、二氧化碳、干冰、酚酞溶液、水银、铜、铁水、合金、氧气、液氧、臭氧、空气 下列物质， 属于纯净物还是混合物? 冰、水、水蒸气、冰水混合物、蒸馏水、二氧化碳、干冰、水银、铜、铁水、氧气、液氧、臭氧 纯净物 自来水、海水、柠檬茶、纯牛奶、酚酞溶液、合金、空气 纯净物 动植物呼吸、潜水医疗急救、登山 供给呼吸(化学性质) 燃烧、航天炼钢、气割、气焊等 支持燃烧(化学性质) 1．氧气 决定 体现 空气是一种宝贵的资源 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 用作保护气：灯泡、食品、焊接金属 化学性质不活泼 制造低温环境：医疗、超导材料 液氮汽化吸热(物理性质) 决定 体现 2．氮气 物理性质： 无色、无味的气体，在标准状况下密度比空气略小，难溶于水。 化学性质： 不活泼，一般情况下，它不支持燃烧也不供给呼吸。 2．氮气 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 电光源：霓虹灯、航标灯、闪光灯等 ①化学性质不活泼 ②氦气的密度比空气的小 用作保护气：灯泡、金属焊接等 氦气：飞艇、热气球 通电发光(物理性质) 化学性质不活泼 决定 体现 3．稀有气体 物理性质： 无色、无味的气体，难溶于水。 化学性质： 很不活泼，但在一定条件下也能与某些物质发生化学反应。 3．稀有气体 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 从霓虹灯发出彩色光角度看是利用稀有气体的物理性质， 对于稀有气体原子核外不同电子层上的电子有不同的能级结构，当电子在不同能级上跃迁时就会发光，而原子在特定的两个能级间的跃迁发出的光是同频率的因此会有相同的颜色 霓虹灯是借助电极发出的高速电子的轰击来达到这一目的的。由于电子的跃迁释放出一定频率的光子，而非发生了化学反应。 酸雨 雾霾 有害气体 二氧化硫 二氧化氮 一氧化碳 臭氧 空气污染物 可吸入颗粒（PM10） 细颗粒物(PM2.5) 汽车尾气 易错警示：二氧化碳含量过高会导致温室效应，但二氧化碳不属于空气污染物。 臭氧层空洞形成后对宇宙短波紫外线的吸收就会减弱，使短波紫外线辐射到污染区地面增强，导致人群皮肤癌和白内障等疾病的发病率增加，过量的紫外线辐射对地球上的其他动植物也有杀伤作用，农作物质量下降，某些物种甚至可能灭绝。 保护空气 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 ①严重损害人体的健康； ②影响作物的生长； ③破坏生态平衡； ④导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。 危害： ①加强大气质量监测； ②减少化石燃料的使用，更多利用清洁无污染的能源； ③工厂废气经处理后排放，汽车安装尾气净化处理装置； ④积极植树、造林、种草等。 防治措施： 31 1. 利用如图所示装置测定空气中氧气的含量(装置气密性良好)。下列操作不正确的是（ ） A.实验前用弹簧夹夹紧胶皮管 B.将集气瓶内水面上方空间分为5等份 C.点燃红磷后，立即将燃烧匙伸入瓶中并塞紧胶塞 D.红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察现象 D 随堂练习 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 2. 如图是测定空气中氧气体积分数实验的两个改进装置，下列有关说法错误的是（ ） D A.装置a中的气球先变瘪后膨胀 B.装置a可以证明空气中含有氧气 C.用装置b实验时未冷却至室温就 打开止水夹，测得结果会偏小 D.装置b中实验结束后集气瓶内水的体积等于被消耗的氧气体积 随堂练习 3. 用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验装置如图所示。实验过程中，下列做法不会使实验结果产生明显误差的是（ ） A.装置漏气 B.把红磷改为蜡烛 C.未冷却到实验开始前的温度就打开弹簧夹 D.使用过量的红磷 D 随堂练习 养成规范解题步骤的习惯。制作知识卡片记忆重要公式，包括电荷间的相互作用。包括电磁感应现象分析。物理知识的网络资源，科学方法的应用最为关键。尝试给同学讲解物理概念。创新思维能突破学习瓶颈。物理结论的谨慎表达如密度、压强等基本概念。特别是功和能的计算方法。物理学习中的挫折应对持之以恒的实践才能融会贯通。建立物理直觉需要反复练习。建立物理量之间的数量级概念。 4. 空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是（ ） A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．水蒸气 5. 飞船舱中需提供给人呼吸的气体是（ ） A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体 B B 6.有五种物质，其中能对空气造成污染的是（　　） ①汽车排出尾气形成的烟雾 ②石油化工厂排出的废气 ③天然水蒸发成水蒸气 ④植物光合作用放出的气体 ⑤煤燃烧产生的烟尘 A．②④ B．①②⑤ C．⑧⑤ D．①③④ B 随堂练习 本节内容结束 $$