2.1 空气的成分 第1课时 （导学案）化学科粤版2024九年级上册

2.1 空气的成分 第1课时 空气的组成探秘与成分解析 一、知识目标 1.了解空气成分的发现史，知道拉瓦锡等科学家对空气成分研究的贡献； 2.掌握空气的主要成分及各成分的体积分数（氮气 78%、氧气 21%、稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03%、其他气体和杂质 0.03%）； 3.通过 “测定空气中氧气含量” 的实验探究，理解实验原理、操作步骤及误差分析，能描述实验现象并解释原因； 4.知道氮气和稀有气体的物理性质、化学性质及主要用途，建立 “性质决定用途” 的观念。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识空气的组成及各成分的性质、用途，理解 “性质决定用途” 的关系，从宏观与微观结合的角度分析空气成分测定实验的原理。 2.证据推理与模型认知：通过拉瓦锡实验、红磷燃烧实验等现象作为证据，推理空气的组成及氧气的体积占比；通过实验装置模型理解气体压强变化对实验结果的影响。 3.科学探究与创新意识：参与 “测定空气中氧气含量” 的实验分析与讨论，学习实验设计的基本思路，能对实验误差提出合理猜想，培养探究能力和创新思维。 4.科学态度与社会责任：通过了解空气成分的发现史，体会科学家的探究精神；认识空气对人类生活的重要性，树立保护空气的意识，体会化学与生活的密切联系。 一、学习重点 1.空气的主要成分及各成分的体积分数； 2.“测定空气中氧气含量” 实验的原理、操作及现象分析； 3.氮气和稀有气体的性质与用途。 二、学习难点 1.“测定空气中氧气含量” 实验的误差分析（如结果小于 1/5 或大于 1/5 的原因）； 2.实验中可燃物选择的标准（只与氧气反应且生成物为固体）； 3.理解 “性质决定用途” 的逻辑关系（以氮气和稀有气体为例）。 任务一：空气成分的发现史 1.1772 年，苏格兰科学家______发现 “浊气”（氮气）； 2.1773 年，瑞典科学家______发现 “火气”（氧气）； 3.1774 年，英国科学家______发现 “脱燃素空气”（氧气）； 4.1774 年，法国科学家______通过定量实验，提出空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的______。 5.1894 年，英国科学家______和______发现了稀有气体 “氩”，后续科学家陆续发现其他稀有气体（氦、氖、氪、氙、氡）。 任务二：拉瓦锡研究空气成分的实验 1.实验步骤：将液态汞放入密闭容器中加热 12 天，随后对生成的红色粉末加强热。 2.实验现象： （1）加热汞时，部分液态汞变成______，容器内空气体积减少约______； （2）红色粉末加强热时，变回银白色汞，同时产生能使带火星木条复燃的气体（______）。 3.实验原理（文字表达式）： 4.实验结论：空气由______和______组成，氧气约占空气总体积的______。 任务三：空气中氧气含量的测定（实验 2-1） 1.实验装置：集气瓶、燃烧匙（装红磷）、烧杯、导管、止水夹等； 2.实验目的：测定空气中______的体积分数； 3.实验原理（符号表达式）：______ + ______ ​ ______ 4.实验现象： 红磷燃烧，发出______，产生大量______，放热； 冷却后打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，水面上升约占集气瓶内空气体积的______； 5.实验结论：氧气约占空气总体积的______。 任务四：实验误差分析 1.测定结果小于 1/5 的可能原因： 装置______； 红磷______（或燃烧不完全）； 未冷却至______就打开止水夹； 部分水留在导管中未进入集气瓶； 2.测定结果大于 1/5 的可能原因： 点燃的红磷伸入瓶中过慢，导致部分空气______； 最初止水夹未______。 任务五：实验药品选择要求 1.需满足的条件： 在空气中能燃烧，且只与______反应； 燃烧产物不能是______（最好是固体），以产生压强差； 2.不能替代红磷的物质及原因： 蜡烛、木炭、硫粉：燃烧生成______，使瓶内压强变化不大； 铁丝：在______中不能燃烧。 任务六：空气的组成（体积分数） 气体成分 体积分数 /% 氮气 ______ 氧气 ______ 稀有气体 ______ 二氧化碳 ______ 其他气体和杂质 ______ 任务七：氮气的性质与用途 1.物理性质：______色______味气体，密度略小于空气，______溶于水，沸点 - 195.8℃； 2.化学性质： 低温、常温下______（稳定）； 高温下可参与化学反应； 3.用途： 充氮包装、充氮灯泡（利用稳定性）； 制取氮肥、合成染料、制造炸药（利用高温下的反应性）； 液态氮作冷冻剂（利用______低）。 任务八：稀有气体的性质与用途 1.包含：氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）； 2.物理性质：______色______味气体，______溶于水； 3.化学性质：很不活泼（曾称 “______”）； 4.用途： 焊接保护气（利用稳定性）； 霓虹灯、激光技术（通电时发出______光）； 氦气用于探空气球（利用密度______且稳定）。 一、空气的成分 活动一：空气成分的发现史 问题探究：科学家们是如何逐步揭开空气成分的？请结合时间线和科学家的贡献梳理发现过程。 活动二：拉瓦锡实验的分析 问题探究：1.拉瓦锡实验中，汞槽里的汞为什么会升入钟罩，且体积约占空气体积的 1/5？ 2.若将红色粉末加强热产生的气体重新通入剩余气体中，会出现什么现象？这说明什么？ 活动三：红磷燃烧实验的误差分析 问题探究： 1.实验后集气瓶内水面上升小于 1/5，可能的原因有哪些？ 2.若水面上升大于 1/5，可能的原因是什么？ 活动四：可燃物的选择标准 归纳总结：测定空气中氧气含量时，选择可燃物需满足的条件是______。 活动五：氮气和稀有气体的 “性质 - 用途” 关联 问题思考：结合氮气和稀有气体的性质，解释下列用途对应的原理： 1.氮气用于充氮包装食品； 2.稀有气体用于制作霓虹灯。 空气中有哪些成分 一、空气成分的发现史 1. 早期认知：人们曾认为空气是单一物质。 2. 关键发现： 1772年，苏格兰科学家卢瑟福发现“浊气”（氮气）； 1773年，瑞典科学家舍勒发现“火气”（氧气）； 1774年，英国科学家普利斯特利发现“脱燃素空气”（氧气）； 1774年，法国科学家拉瓦锡通过定量实验提出：空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5； 1894年，英国科学家瑞利和拉姆西发现稀有气体“氩”，后续陆续发现氦、氖、氪、氙、氡等。 二、拉瓦锡测定空气成分的实验 1. 实验步骤： 将液态汞在密闭容器中加热12天，随后将生成的红色粉末（氧化汞）加强热。 2. 实验现象： 加热汞时：液态汞变成红色粉末，容器内空气体积减少约1/5，汞槽中的汞升入钟罩； 加热红色粉末时：生成银白色汞和能使带火星木条复燃的气体（氧气），且氧气体积等于之前减少的空气体积。 3. 实验原理（文字表达式）： 汞 + 氧气 氧化汞； 氧化汞 汞 + 氧气。 4. 实验结论：空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气总体积的1/5。 三、空气中氧气含量的测定（红磷燃烧实验） 1. 实验装置：集气瓶、燃烧匙（装红磷）、烧杯、导管、止水夹等。 2. 实验目的：测定空气中氧气的体积分数。 3. 实验原理： 红磷燃烧消耗氧气，生成固态五氧化二磷，使密闭容器内压强减小，水进入容器的体积即为氧气的体积。 符号表达式：。 4. 实验现象： 红磷燃烧，发出黄光，产生大量白烟，放热； 冷却后打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，水面上升约占集气瓶内空气体积的1/5。 5. 实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 四、实验误差分析 1. 测定结果小于1/5的原因： 装置气密性不好（外界空气进入）； 红磷量不足（氧气未完全消耗）； 未冷却至室温就打开止水夹（气体膨胀，压强未充分减小）； 部分水留在导管中未进入集气瓶。 2. 测定结果大于1/5的原因： 点燃的红磷伸入瓶中过慢（部分空气受热逸出）； 最初止水夹未夹紧（空气泄漏）。 五、实验药品选择要求 1. 需满足的条件： 在空气中能燃烧，且只与氧气反应； 燃烧产物为固体（避免产生气体影响压强）。 2. 不能替代红磷的物质： 蜡烛、木炭、硫粉（燃烧生成气体，压强变化不明显）； 铁丝（在空气中不能燃烧）。 六、空气的组成（体积分数） 气体成分 体积分数（%） 说明 氮气（N2） 78 空气中含量最多的气体 氧气（O2） 21 支持燃烧和呼吸 稀有气体 0.94 包括氦、氖、氩、氪、氙、氡 二氧化碳（CO2） 0.03 植物光合作用的原料 其他气体和杂质 0.03 含少量水蒸气等 - 注：水蒸气含量因地区、天气而异；二氧化碳含量受人类活动影响可能变化。 七、剩余气体的性质（实验推断） 红磷燃烧后剩余的气体约占空气体积的4/5，其主要成分为氮气，还含少量稀有气体、二氧化碳、水蒸气等，具有不支持燃烧、不供给呼吸的性质。 氮气和稀有气体 一、氮气（N2） 1. 物理性质 色态味：无色无味的气体； 密度：略小于空气； 溶解性：不易溶于水； 熔点：-209.9℃，沸点：-195.8℃（沸点低，可作制冷剂）。 2. 化学性质 稳定性：低温、常温下化学性质稳定，不活泼，不支持燃烧，也不供给呼吸； 反应性：高温等条件下可参与化学反应（如用于合成氮肥、炸药等）。 3. 用途（性质决定用途） 充氮包装、充氮灯泡（利用常温下的稳定性，防止物质氧化变质）； 制取氮肥、合成染料、制造炸药（利用高温下的反应性）； 液态氮作冷冻剂（利用沸点低的物理性质，如医疗上的“冷冻法”治疗）。 二、稀有气体 1. 组成：包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）六种气体。 2. 物理性质 色态味：无色无味的气体； 溶解性：难溶于水。 3. 化学性质 很不活泼（化学性质稳定），一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”。 4. 用途（性质决定用途） 保护气：焊接金属时作保护气（利用化学稳定性，防止金属被氧化）； 电光源：通电时发出各种颜色的光（氦气：粉红色光；氖气：红光；氩气：蓝紫色光；氙气：特强白光），用于制作霓虹灯、激光技术； 探空气球：氦气密度很小且化学稳定，可替代氢气（氢气易燃）用于填充探空气球。 三、总结：物质的性质与用途的关系 1.性质决定用途，用途体现性质： 氮气的稳定性→充氮保护； 稀有气体的稳定性→焊接保护气； 稀有气体通电发光→电光源应用。 氮气和稀有气体在生产生活中应用广泛，其用途均源于自身独特的物理或化学性质。 1.最早用定量方法研究空气成分的科学家是（ ） A. 卢瑟福 B. 拉瓦锡 C. 普利斯特利 D. 瑞利 2.空气中体积分数最大的气体是（ ） A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体 3.用红磷测定空气中氧气含量时，若实验结果偏小，可能的原因是（ ） A. 红磷过量 B. 装置漏气 C. 冷却后打开止水夹 D. 点燃红磷后迅速伸入集气瓶 4.下列物质的用途中，利用氮气化学性质的是（ ） A. 液氮用于冷冻麻醉 B. 氮气用于充氮灯泡 C. 氮气用于填充气球 D. 氮气用于制作霓虹灯 5.稀有气体曾被称为 “惰性气体”，是因为它们（ ） A. 无色无味 B. 密度小 C. 化学性质极不活泼 D. 难溶于水 考点 1 空气成分的发现史 1.18 世纪，通过定量实验首次提出 “空气由氮气和氧气组成” 的科学家是（ ） A. 卢瑟福 B. 拉瓦锡 C. 普利斯特利 D. 瑞利 考点 2 空气的组成（体积分数） 2.空气中各成分的体积分数正确的是（ ） A. 氮气 78%、氧气 21%、稀有气体 0.03% B. 氮气 21%、氧气 78%、二氧化碳 0.94% C. 氮气 78%、氧气 21%、稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03% D. 氮气 78%、氧气 21%、二氧化碳 0.94%、其他 0.03% 考点 3 空气中氧气含量的测定实验 3.用红磷测定空气中氧气含量时，实验结束后，集气瓶内水面上升小于 1/5，可能的原因是（ ） A. 红磷过量 B. 装置气密性良好 C. 未冷却至室温就打开止水夹 D. 点燃红磷后迅速伸入集气瓶 考点 4 氮气的性质与用途 4.下列用途中，利用氮气化学性质的是（ ） A. 液氮用于冷冻麻醉 B. 氮气用于充氮包装保存食品 C. 氮气用于填充气球 D. 氮气用于制作霓虹灯 考点 5 稀有气体的性质与用途 5.稀有气体曾被称为 “惰性气体”，其原因是（ ） A. 无色无味 B. 密度小 C. 化学性质极不活泼 D. 难溶于水 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 空气的成分 第1课时 空气的组成探秘与成分解析 一、知识目标 1.了解空气成分的发现史，知道拉瓦锡等科学家对空气成分研究的贡献； 2.掌握空气的主要成分及各成分的体积分数（氮气 78%、氧气 21%、稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03%、其他气体和杂质 0.03%）； 3.通过 “测定空气中氧气含量” 的实验探究，理解实验原理、操作步骤及误差分析，能描述实验现象并解释原因； 4.知道氮气和稀有气体的物理性质、化学性质及主要用途，建立 “性质决定用途” 的观念。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识空气的组成及各成分的性质、用途，理解 “性质决定用途” 的关系，从宏观与微观结合的角度分析空气成分测定实验的原理。 2.证据推理与模型认知：通过拉瓦锡实验、红磷燃烧实验等现象作为证据，推理空气的组成及氧气的体积占比；通过实验装置模型理解气体压强变化对实验结果的影响。 3.科学探究与创新意识：参与 “测定空气中氧气含量” 的实验分析与讨论，学习实验设计的基本思路，能对实验误差提出合理猜想，培养探究能力和创新思维。 4.科学态度与社会责任：通过了解空气成分的发现史，体会科学家的探究精神；认识空气对人类生活的重要性，树立保护空气的意识，体会化学与生活的密切联系。 一、学习重点 1.空气的主要成分及各成分的体积分数； 2.“测定空气中氧气含量” 实验的原理、操作及现象分析； 3.氮气和稀有气体的性质与用途。 二、学习难点 1.“测定空气中氧气含量” 实验的误差分析（如结果小于 1/5 或大于 1/5 的原因）； 2.实验中可燃物选择的标准（只与氧气反应且生成物为固体）； 3.理解 “性质决定用途” 的逻辑关系（以氮气和稀有气体为例）。 任务一：空气成分的发现史 1.1772 年，苏格兰科学家______发现 “浊气”（氮气）； 2.1773 年，瑞典科学家______发现 “火气”（氧气）； 3.1774 年，英国科学家______发现 “脱燃素空气”（氧气）； 4.1774 年，法国科学家______通过定量实验，提出空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的______。 5.1894 年，英国科学家______和______发现了稀有气体 “氩”，后续科学家陆续发现其他稀有气体（氦、氖、氪、氙、氡）。 【答案】卢瑟福；舍勒；普利斯特利；拉瓦锡；1/5 ；瑞利；拉姆西 任务二：拉瓦锡研究空气成分的实验 1.实验步骤：将液态汞放入密闭容器中加热 12 天，随后对生成的红色粉末加强热。 2.实验现象： （1）加热汞时，部分液态汞变成______，容器内空气体积减少约______； （2）红色粉末加强热时，变回银白色汞，同时产生能使带火星木条复燃的气体（______）。 3.实验原理（文字表达式）： 4.实验结论：空气由______和______组成，氧气约占空气总体积的______。 【答案】红色粉末；1/5；银白色物质；氧化汞；汞；氧气；氮气 任务三：空气中氧气含量的测定（实验 2-1） 1.实验装置：集气瓶、燃烧匙（装红磷）、烧杯、导管、止水夹等； 2.实验目的：测定空气中______的体积分数； 3.实验原理（符号表达式）：______ + ______ ​ ______ 4.实验现象： 红磷燃烧，发出______，产生大量______，放热； 冷却后打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，水面上升约占集气瓶内空气体积的______； 5.实验结论：氧气约占空气总体积的______。 【答案】氧气；P；O₂；P₂O₅；黄光；白烟；1/5；1/5 任务四：实验误差分析 1.测定结果小于 1/5 的可能原因： 装置______； 红磷______（或燃烧不完全）； 未冷却至______就打开止水夹； 部分水留在导管中未进入集气瓶； 2.测定结果大于 1/5 的可能原因： 点燃的红磷伸入瓶中过慢，导致部分空气______； 最初止水夹未______。 【答案】漏气；量不足；室温；受热膨胀逸出；夹紧 任务五：实验药品选择要求 1.需满足的条件： 在空气中能燃烧，且只与______反应； 燃烧产物不能是______（最好是固体），以产生压强差； 2.不能替代红磷的物质及原因： 蜡烛、木炭、硫粉：燃烧生成______，使瓶内压强变化不大； 铁丝：在______中不能燃烧。 【答案】氧气；气体；气体；空气 任务六：空气的组成（体积分数） 气体成分 体积分数 /% 氮气 ______ 氧气 ______ 稀有气体 ______ 二氧化碳 ______ 其他气体和杂质 ______ 【答案】78；21；0.94；0.03；0.03 任务七：氮气的性质与用途 1.物理性质：______色______味气体，密度略小于空气，______溶于水，沸点 - 195.8℃； 2.化学性质： 低温、常温下______（稳定）； 高温下可参与化学反应； 3.用途： 充氮包装、充氮灯泡（利用稳定性）； 制取氮肥、合成染料、制造炸药（利用高温下的反应性）； 液态氮作冷冻剂（利用______低）。 【答案】无；无；不易；化学性质稳定；沸点 任务八：稀有气体的性质与用途 1.包含：氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）； 2.物理性质：______色______味气体，______溶于水； 3.化学性质：很不活泼（曾称 “______”）； 4.用途： 焊接保护气（利用稳定性）； 霓虹灯、激光技术（通电时发出______光）； 氦气用于探空气球（利用密度______且稳定）。 【答案】无；无；难；惰性气体；各种颜色；很小 一、空气的成分 活动一：空气成分的发现史 问题探究：科学家们是如何逐步揭开空气成分的？请结合时间线和科学家的贡献梳理发现过程。 【答案】1772 年卢瑟福发现氮气；1773-1774 年舍勒、普利斯特利发现氧气；1774 年拉瓦锡通过定量实验提出空气由氮气和氧气组成；1894 年瑞利和拉姆西发现稀有气体，完善了空气成分的认知。 活动二：拉瓦锡实验的分析 问题探究：1.拉瓦锡实验中，汞槽里的汞为什么会升入钟罩，且体积约占空气体积的 1/5？ 2.若将红色粉末加强热产生的气体重新通入剩余气体中，会出现什么现象？这说明什么？ 【答案】 1.汞与氧气反应消耗了容器内的氧气，生成固态氧化汞，导致容器内压强减小，外界大气压将汞压入钟罩，上升体积等于消耗的氧气体积（约 1/5）。 2.混合气体性质与空气完全一致，说明空气由氧气和剩余气体（氮气）组成。 活动三：红磷燃烧实验的误差分析 问题探究： 1.实验后集气瓶内水面上升小于 1/5，可能的原因有哪些？ 2.若水面上升大于 1/5，可能的原因是什么？ 【答案】 1.装置漏气、红磷不足、未冷却至室温就打开止水夹、部分水留在导管中。 2.点燃红磷后伸入集气瓶过慢（空气受热逸出）、止水夹未夹紧（空气从导管逸出）。 活动四：可燃物的选择标准 归纳总结：测定空气中氧气含量时，选择可燃物需满足的条件是______。 【答案】①在空气中能燃烧，且只与氧气反应；②燃烧产物为固体（不产生气体，保证压强差）。 活动五：氮气和稀有气体的 “性质 - 用途” 关联 问题思考：结合氮气和稀有气体的性质，解释下列用途对应的原理： 1.氮气用于充氮包装食品； 2.稀有气体用于制作霓虹灯。 【答案】 1.氮气常温下化学性质稳定，可防止食品氧化变质。 2.稀有气体通电时发出不同颜色的光（物理性质），可作电光源。 空气中有哪些成分 一、空气成分的发现史 1. 早期认知：人们曾认为空气是单一物质。 2. 关键发现： 1772年，苏格兰科学家卢瑟福发现“浊气”（氮气）； 1773年，瑞典科学家舍勒发现“火气”（氧气）； 1774年，英国科学家普利斯特利发现“脱燃素空气”（氧气）； 1774年，法国科学家拉瓦锡通过定量实验提出：空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5； 1894年，英国科学家瑞利和拉姆西发现稀有气体“氩”，后续陆续发现氦、氖、氪、氙、氡等。 二、拉瓦锡测定空气成分的实验 1. 实验步骤： 将液态汞在密闭容器中加热12天，随后将生成的红色粉末（氧化汞）加强热。 2. 实验现象： 加热汞时：液态汞变成红色粉末，容器内空气体积减少约1/5，汞槽中的汞升入钟罩； 加热红色粉末时：生成银白色汞和能使带火星木条复燃的气体（氧气），且氧气体积等于之前减少的空气体积。 3. 实验原理（文字表达式）： 汞 + 氧气 氧化汞； 氧化汞 汞 + 氧气。 4. 实验结论：空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气总体积的1/5。 三、空气中氧气含量的测定（红磷燃烧实验） 1. 实验装置：集气瓶、燃烧匙（装红磷）、烧杯、导管、止水夹等。 2. 实验目的：测定空气中氧气的体积分数。 3. 实验原理： 红磷燃烧消耗氧气，生成固态五氧化二磷，使密闭容器内压强减小，水进入容器的体积即为氧气的体积。 符号表达式：。 4. 实验现象： 红磷燃烧，发出黄光，产生大量白烟，放热； 冷却后打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，水面上升约占集气瓶内空气体积的1/5。 5. 实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 四、实验误差分析 1. 测定结果小于1/5的原因： 装置气密性不好（外界空气进入）； 红磷量不足（氧气未完全消耗）； 未冷却至室温就打开止水夹（气体膨胀，压强未充分减小）； 部分水留在导管中未进入集气瓶。 2. 测定结果大于1/5的原因： 点燃的红磷伸入瓶中过慢（部分空气受热逸出）； 最初止水夹未夹紧（空气泄漏）。 五、实验药品选择要求 1. 需满足的条件： 在空气中能燃烧，且只与氧气反应； 燃烧产物为固体（避免产生气体影响压强）。 2. 不能替代红磷的物质： 蜡烛、木炭、硫粉（燃烧生成气体，压强变化不明显）； 铁丝（在空气中不能燃烧）。 六、空气的组成（体积分数） 气体成分 体积分数（%） 说明 氮气（N2） 78 空气中含量最多的气体 氧气（O2） 21 支持燃烧和呼吸 稀有气体 0.94 包括氦、氖、氩、氪、氙、氡 二氧化碳（CO2） 0.03 植物光合作用的原料 其他气体和杂质 0.03 含少量水蒸气等 - 注：水蒸气含量因地区、天气而异；二氧化碳含量受人类活动影响可能变化。 七、剩余气体的性质（实验推断） 红磷燃烧后剩余的气体约占空气体积的4/5，其主要成分为氮气，还含少量稀有气体、二氧化碳、水蒸气等，具有不支持燃烧、不供给呼吸的性质。 氮气和稀有气体 一、氮气（N2） 1. 物理性质 色态味：无色无味的气体； 密度：略小于空气； 溶解性：不易溶于水； 熔点：-209.9℃，沸点：-195.8℃（沸点低，可作制冷剂）。 2. 化学性质 稳定性：低温、常温下化学性质稳定，不活泼，不支持燃烧，也不供给呼吸； 反应性：高温等条件下可参与化学反应（如用于合成氮肥、炸药等）。 3. 用途（性质决定用途） 充氮包装、充氮灯泡（利用常温下的稳定性，防止物质氧化变质）； 制取氮肥、合成染料、制造炸药（利用高温下的反应性）； 液态氮作冷冻剂（利用沸点低的物理性质，如医疗上的“冷冻法”治疗）。 二、稀有气体 1. 组成：包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）六种气体。 2. 物理性质 色态味：无色无味的气体； 溶解性：难溶于水。 3. 化学性质 很不活泼（化学性质稳定），一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”。 4. 用途（性质决定用途） 保护气：焊接金属时作保护气（利用化学稳定性，防止金属被氧化）； 电光源：通电时发出各种颜色的光（氦气：粉红色光；氖气：红光；氩气：蓝紫色光；氙气：特强白光），用于制作霓虹灯、激光技术； 探空气球：氦气密度很小且化学稳定，可替代氢气（氢气易燃）用于填充探空气球。 三、总结：物质的性质与用途的关系 1.性质决定用途，用途体现性质： 氮气的稳定性→充氮保护； 稀有气体的稳定性→焊接保护气； 稀有气体通电发光→电光源应用。 氮气和稀有气体在生产生活中应用广泛，其用途均源于自身独特的物理或化学性质。 1.最早用定量方法研究空气成分的科学家是（ ） A. 卢瑟福 B. 拉瓦锡 C. 普利斯特利 D. 瑞利 【答案】B 2.空气中体积分数最大的气体是（ ） A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体 【答案】B 3.用红磷测定空气中氧气含量时，若实验结果偏小，可能的原因是（ ） A. 红磷过量 B. 装置漏气 C. 冷却后打开止水夹 D. 点燃红磷后迅速伸入集气瓶 【答案】B 4.下列物质的用途中，利用氮气化学性质的是（ ） A. 液氮用于冷冻麻醉 B. 氮气用于充氮灯泡 C. 氮气用于填充气球 D. 氮气用于制作霓虹灯 【答案】B 5.稀有气体曾被称为 “惰性气体”，是因为它们（ ） A. 无色无味 B. 密度小 C. 化学性质极不活泼 D. 难溶于水 【答案】C 考点 1 空气成分的发现史 1.18 世纪，通过定量实验首次提出 “空气由氮气和氧气组成” 的科学家是（ ） A. 卢瑟福 B. 拉瓦锡 C. 普利斯特利 D. 瑞利 【答案】B 【解析】拉瓦锡通过加热汞的定量实验，得出空气由氮气和氧气组成的结论，故选 B。 考点 2 空气的组成（体积分数） 2.空气中各成分的体积分数正确的是（ ） A. 氮气 78%、氧气 21%、稀有气体 0.03% B. 氮气 21%、氧气 78%、二氧化碳 0.94% C. 氮气 78%、氧气 21%、稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03% D. 氮气 78%、氧气 21%、二氧化碳 0.94%、其他 0.03% 【答案】C 【解析】空气中氮气占 78%、氧气占 21%、稀有气体占 0.94%、二氧化碳占 0.03%、其他气体和杂质占 0.03%，故选 C。 考点 3 空气中氧气含量的测定实验 3.用红磷测定空气中氧气含量时，实验结束后，集气瓶内水面上升小于 1/5，可能的原因是（ ） A. 红磷过量 B. 装置气密性良好 C. 未冷却至室温就打开止水夹 D. 点燃红磷后迅速伸入集气瓶 【答案】C 【解析】未冷却至室温时，集气瓶内气体膨胀，压强较大，导致进入的水体积偏小，故选 C；A、B、D 均会使结果更准确或偏大。 考点 4 氮气的性质与用途 4.下列用途中，利用氮气化学性质的是（ ） A. 液氮用于冷冻麻醉 B. 氮气用于充氮包装保存食品 C. 氮气用于填充气球 D. 氮气用于制作霓虹灯 【答案】B 【解析】A 利用液氮沸点低的物理性质；B 利用氮气常温下稳定的化学性质，防止食品氧化；C 利用氮气密度与空气接近的物理性质；D 是稀有气体的用途，故选 B。 考点 5 稀有气体的性质与用途 5.稀有气体曾被称为 “惰性气体”，其原因是（ ） A. 无色无味 B. 密度小 C. 化学性质极不活泼 D. 难溶于水 【答案】C 【解析】稀有气体化学性质极不活泼，一般不与其他物质反应，因此被称为 “惰性气体”，故选 C。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$