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

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 课题1 ( 钠及其化合物 )我们周围的空气 【考点清单】 考点1 研究空气组成的相关实验 （一）拉瓦锡拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分 实验装置 实验现象 实验结论 一部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积减少了。对红色粉末加强热，得到汞和氧气，将氧气加入容器，得到的气体与空气完全一样。 空气由氧气和氮气组成。 （二）空气中氧气含量的测定 1．红磷燃烧测定空气中氧气含量 （1）原理：红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，瓶内气体减少，密闭容器中压强减小，打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积） （2）现象：①红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水被吸入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。 （3）结论：氧气约占空气总体积的1/5。 （4）反应表达式：磷+氧气五氧化二磷 P + O2 P2O5 （5）注意事项： ①红磷必须足量。（若红磷的量过少则氧气没有耗尽，导致测量结果偏小） ②待集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。 （瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少，导致测量结果偏小） ③装置气密性良好。（外面空气漏进来，导致测量结果偏小） ④要先夹紧橡皮管，然后再点燃红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。 （伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大） （6）误差分析： 实测<真实，可能原因：红磷量不足；装置气密性差；未冷却至室温就打开弹簧夹。 实测>真实，可能原因：弹簧夹未夹或未夹紧；点燃红磷伸入过慢。 （7）试剂选择： ①可否换用木炭、蜡烛等物质？不能，因为木炭或蜡烛燃烧会产生气体，造成瓶内气压几乎不变）。 ②可否换用铁丝？不能，铁丝在空气中不燃烧。 ③可否换用镁？不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应。 试剂选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（体积忽略不计）。 （8）集气瓶中水的作用： ①吸收有毒的五氧化二磷（固体） ②吸热加快降温。 （9）瓶中剩余的主要气体是：氮气（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水） 拓展1：实验装置的改进 （1）改进原因： ①实验时在容器外点燃红磷，燃烧产物会污染环境，将燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使得测量结果偏大，因此需在密闭容器中进行。 ②集气瓶的刻度读数较粗略，且会有部分水残留在导管中，使测量结果不准确。 （2）改进思路： ①点燃方式的改进：实验过程中不打开装置，使装置始终保持密闭，如图①、②所示。 ②测量方式的改进：利用量筒或注射器等测量仪器，减小实验误差，使测定结果更加精确，如图③所示。 图① 图② 图③ 图④ 图⑤ 拓展2：实验原理的创新 优点：为减小实验误差，可利用铁锈蚀（如图④）、加热铜丝（如图⑤）测定空气中氧气的含量，结果更准确。 2．测定空气中氧气含量的数字化实验 实验装置 实验步骤 （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。 数字化实验的优点：直观、可视。能够将压强、浓度等，通过传感器转化为电信号，然后通过数据采集器进入电脑，将实验过程中的各种变化量，用数据图像等直观形式表现出来。 考点2 空气的组成 1．空气的成分和含量 空气成分 氮气N2 氧气O2 稀有气体 二氧化碳CO2 其他 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 2．稀有气体：包括氦、氖、氩、氪、氙和氡等。 【特别提醒】 （1）空气中各成分含量是指“体积分数”而不是“质量分数”。 （2）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙和氡等气体的总称，因此“稀有气体”是混合物，而“氦气”、“氖气”等是纯净物。 3．纯净物与混合物 （1）混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质，如空气、糖水、食盐水等。组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。 （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。如氧气可表示为O2，二氧化碳可表示为CO2等。 【特别提醒】 ①纯净物有固定的组成和性质，混合物没有固定的组成和性质。 ②常见的混合物有：空气、海水、溶液、稀有气体、“浓××”、“稀××”、“×%的××”。 考点3 空气是一种宝贵的资源 1．氧气的性质和用途 性质 用途 能供给呼吸 动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等 支持燃烧 炼钢、气焊、航空航天、化工生产等 2．氮气的性质和用途 性质 用途 在一定条件下可以发生反应 制造硝酸和氮肥 化学性质不活泼 常用作保护气（焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以防腐） 液氮的温度很低 医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能 3．稀有气体的性质和用途 稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡。它们都是没有颜色，没有气味的气体。 性质 用途 化学性质很不活泼 可用作保护气。其中氦气还因为密度远小于空气而用于填充探空气球 通电时能发出不同颜色的光 可制成多种用途的电光源，如航标灯、照明灯、霓虹灯等 液态氦的温度很低 制造低温环境 考点4 保护大气环境 1．造成空气污染的物质：排放到空气中的有害气体和烟尘。 2．污染危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。 3．环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起，甲烷等也能造成） 臭氧空洞（飞机的尾气、制冷剂氟利昂的排放） 酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起） 注意：二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物 4．保护大气环境的措施：①使用清洁能源；②加强空气质量监测；③积极植树、种草等。 5．空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。 6．目前计入空气质量评价的主要污染物为：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。空气质量日报中，空气质量指数的数值越大，空气质量越差。 【题组精炼】 题组一　研究空气组成的相关实验 1．拉瓦锡利用如图实验研究空气成分，下列说法合理的是 A．汞槽和曲颈甑中汞的作用都是消耗氧气 B．将曲颈甑中的汞换成木炭不影响测定结果 C．结束加热后不需冷却，立即测量玻璃钟罩中汞柱上升的高度 D．实验结束后，发现曲颈甑中剩余气体不支持燃烧，说明空气为混合物 2．课本中用红磷探究空气中氧气含量的实验步骤如下（已完成装置气密性检查）： ①在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份； ②用弹簧夹夹紧乳胶管； ③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把橡胶塞塞紧，观察现象； ④待红磷熄灭，立即打开弹簧夹，观察现象。 其中有错误的步骤是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 3．在利用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，用传感器记录集气瓶中温度、压强随时间变化的情况如图所示。其中c点打开了止水夹。下列说法不合理的是 A．由温度变化曲线可知，整个反应过程放出热量 B．b点压强最大，说明红磷燃烧结束 C．c点的温度已经接近室温 D．c点后压强增大是因为水倒吸入集气瓶中 4．某同学利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量，其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃，瓶内气压用气体压强传感器测定，其变化如图乙所示。下列分析合理的是 A．t1时刻后的一段时间能观察到白磷燃烧产生大量白烟 B．t2时刻，燃烧匙内的白磷停止燃烧 C．t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加，其原因是温度升高 D．通过t1和t2时刻瓶内的气压值，可以计算得出氧气约占空气质量的20% 5．如图是用红磷探究空气中氧气含量的装置。 （1）红磷燃烧的文字表达式为______________________，现象是________________。 （2）实验前，集气瓶中加入少量水的作用是：a.吸热降温；b.____________________。 （3）该实验得出的结论是________________________________。 （4）下列因素会导致结果偏小的是________（双选，填序号）。 A．装置漏气 B．燃烧匙伸入集气瓶太慢 C．红磷量不足 D．实验中发现导管口有气泡冒出 题组二　空气中各成分及其用途 6．（2023苏州中考）空气由多种气体组成，其中体积分数约为78%的气体是（　　） A．氮气 B．氦气 C．二氧化碳 D．氧气 7．节日期间商场里的顾客很多，有时会感觉到闷热缺氧，此时商场空气中氧气的体积分数可能是（　　） A．0.03% B．78% C．25% D．19% 8．（2023秋晋中期末）下列不属于稀有气体的是（　　） A．氦气 B．二氧化碳 C．氩气 D．氖气 9．（2023东莞一模）下列没有被计入空气质量监测项目的是（　　） A．二氧化氮 B．细颗粒物 C．二氧化硫 D．稀有气体 10．下列关于空气污染和防治的说法错误的是（　　） A．空气污染物包括有害气体和烟尘 B．空气质量指数级别越低，空气质量越好 C．使用清洁能源有利于保护大气环境 D．只要加强空气质量监测就可以消除污染 11．（2023衡阳中考）某同学暑假去西藏出现了严重的高原反应症状，医生让他吸入了一种气体后，症状得到缓解。该气体可能是（　　） A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 12．空气是人类赖以生存的物质基础。下列有关说法错误的是（　　） A．空气中的氧气主要来源于光合作用 B．医疗上可利用液氮进行冷冻治疗 C．二氧化碳在空气中的含量越高越好 D．稀有气体化学性质很不活泼 题组三　纯净物与混合物辨析 13．下列属于纯净物的是（　　） A．汽水 B．河水 C．湖水 D．冰水 14．下列物质中，前者属于纯净物，后者属于混合物的是（　　） A．汞、水蒸气 B．氧化汞、水泥砂浆 C．食醋、白酒 D．洁净的空气、生锈的铁钉 15．（2023秋佛山月考）下列试剂瓶中所盛物质属于纯净物的是（　　） A． B． C． D． 16．下列物质属于混合物的是 (填序号，下同)，属于纯净物的是 。 ①氧气  ②水蒸气  ③红磷  ④纯净的空气  ⑤海水  ⑥二氧化硫  ⑦高锰酸钾  ⑧冰水混合物  ⑨可口可乐  ⑩氢气 题组四　保护大气环境 17．国家新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）和扬尘，对人体健康和空气质量的影响很大。 (1)计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括 。（填序号） ①CO     ②CO2     ③SO2     ④NO2     ⑤Ne、Ar等稀有气体     ⑥H2O (2)下列关于PM2.5的说法错误的是 。（填序号） ①燃放烟花爆竹会产生PM2.5 ②光合作用不可能引起大气中PM2.5增大 ③PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多 ④PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性 (3)哪些措施对PM2.5的治理能起到积极作用，请举两例。 、 。 【课后练习】 1．如图为空气主要成分示意图（按体积分数计算），其中R代表的是（　　） A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．稀有气体 2．空气是一种宝贵的自然资源。下列关于空气的说法正确的是（　　） A．空气的成分从古至今永恒不变 B．空气中稀有气体的含量最低 C．空气中氮气和氧气的体积比约为4∶1 D.空气中只含氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体 3．欲用化学方法除去空气中的氧气来探究空气中氧气的含量，不需要考虑的因素是（　　） A．生成物的状态 B．所选试剂的颜色 C．所选试剂的用量 D．所选试剂是否只与空气中的氧气反应 4．如图是用汞研究空气成分的装置示意图。下列说法错误的是（　　） A. 实验过程中不会产生污染 B．汞可以消耗玻璃钟罩内空气中的氧气 C．汞槽中的汞可以起到液封作用 D．最终玻璃钟罩内剩余的气体主要是氮气 5．下列事实不能证明空气中含有水蒸气的是（　　） A．干而脆的饼干在空气中变软 B．夏天清晨，草上出现很多露珠 C．寒冷的冬天，窗户玻璃上出现一层冰花 D．对着干燥的玻璃片吹气，玻璃片上出现一层水雾 6．如图为物质的分类关系，①与②是并列关系，③包含在②中。若②是纯净物，则③不可能是（　　） A．海水 B．二氧化碳 C．液氧 D．五氧化二磷 7．（数字化实验）（2023衡阳中考改编）兴趣小组利用氧气传感器来测定足量红磷燃烧过程中瓶内氧气的含量（如图）。下列说法错误的是（　　） A．a点时瓶内氧气的体积分数大于b点 B．最终氧气有剩余，说明红磷燃烧不能耗尽氧气 C．此实验不能说明空气中氧气的体积分数为21% D．此实验说明用红磷测定空气中氧气含量存在误差 Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 8．（2023春宁波期中）下列空气中各成分的性质和用途对应关系错误的是（　　） 选项 A B C D 性质 氧气有助燃性 氮气化学性质稳定 氙气通电时能发光 氦气密度小 用途 用于气割和气焊 制造硝酸和氮肥 制作闪光灯 充入探空气球 9.（2023秋福州期中）空气中各成分含量如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 纵坐标表示的是质量分数 B．X的化学性质不活泼，不与任何物质发生反应 C．Y可用于炼钢、航空航天等 D．图中“其他”包括二氧化硫、氢气等 10．（创新实验）空气中氧气含量的再认识。如图是小东设计的探究空气中氧气含量的装置。 （1）实验过程中，活塞先向________（填“左”或“右”，下同）移动，后向________移动，最终停留在刻度________附近。 （2）与课本实验相比，该实验的一个优点是___________________________。 11．空气是一种宝贵的自然资源。 （1）空气的用途：焊接金属时常被用作保护气的是________；液态氦可用于制造低温环境，利用了其________性质（填“物理”或“化学”）。 （2）空气的成分：鱼能在水中生存，说明水中含有________；课本中用红磷探究空气中氧气含量的实验现象，说明氮气具有的化学性质是___________________________。 （3）（生活情境）空气的净化：如图是某家用空气净化器的净化说明。 ①净化后的空气中含量最高的气体是__________________。 ②下列物质不属于室内空气污染物的是______（填序号，下同）。 a．PM2.5　　　　b．甲醛　　　　c．二氧化碳 ③为改善室内空气质量，下列措施合理的是___________。 a．室内合理种养绿色植物 b．正确使用空气净化器 c．紧闭门窗，减少与外界的空气流通 【参考答案】 【题组精炼】 题组一　研究空气组成的相关实验 【答案】1．D 2.D 3.B 4.A 5．（1）红磷＋氧气 五氧化二磷　产生大量白烟，放出热量 （2）吸收五氧化二磷 （3）氧气约占空气总体积的 　（4）AC 题组二　空气中各成分及其用途 【答案】6.A　7.D　8.B　9．D　10.D　11.B　12.C　 题组三　纯净物与混合物辨析 【答案】13.D　14.B　15.C　16．①②③⑥⑦⑧⑩ ④⑤⑨ 题组四　保护大气环境 【答案】(1)①③ ④ (2)③ (3) 积极植树造林 减少化石燃料的燃烧，使用清洁能源（或工业废气处理后再排放） 【课后练习】 【答案】1.A　2.C　3.B 4．A　5．D　6.A　7.C 8.B　9.C 10．（1）右　左　4　（2）结果更精确（或无污染等） 11．（1）氮气　物理　（2）氧气　不能燃烧也不支持燃烧 （3）①氮气　②c　③ab ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$