2.1 空气的成分（第1课时）-2025-2026学年九年级科粤版（2024）上册

2.1 空气的成分 （第1课时） 一、化学观念 知晓空气中的氧气能与红磷等物质发生化学反应，理解化学反应中物质的消耗与转化，进一步认识化学变化的本质特征。 二、科学思维 基于拉瓦锡等科学家对空气成分的研究，学会运用实验证据进行推理、分析，构建科学的认知模型；能对测定空气中氧气含量的实验方案进行评估、优化，培养创新思维和逻辑推理能力。 三、科学态度与责任 体会科学家严谨探究、不断创新的科学精神，养成实事求是的科学态度。 核心素养目标 学习离子检验方法时，利用手机APP辅助学习。多思考反应原理。学习溶液浓度计算时，动手实验操作最直观。学习化学实验操作时，与同学互相讲解能加深印象。理解能量变化图示。理解元素周期律。理解电子转移过程。注意实验细节描述。学习电子排布规律时，分析历年考题规律。多思考反应原理。定期复习很关键。规范使用化学符号。注意实验细节描述。多思考反应原理。重视实验现象观察。注意实验误差分析。重视环保意识培养。 重点： 1. 测定空气中氧气含量的实验原理、操作及现象分析 2. 空气的成分及各成分的体积分数 难点： 1. 测定空气中氧气含量实验的误差分析 2. 测定空气中氧气含量实验的改进方法 学习重难点 新课导入 同学们，大家每天都在呼吸空气，享受着它带来的生命支持。可大家知道吗，看似平平无奇的空气，其实蕴含着很多秘密。比如，空气到底是由什么组成的呢？在历史长河中，科学家们一直在不懈探索。像法国化学家拉瓦锡，就用他极具创造性的实验，为我们打开了认识空气成分的大门。今天，让我们也化身小小科学家，一起去探究空气的成分吧！ 1. 空气成分发现史 卢瑟福(苏格兰)1772 浊气(氮气) 舍勒(瑞典)1773 火气(氧气) 普利斯特利(英国)1774 脱燃素空气(氧气) 拉瓦锡(法国)1774 空气中存在氮气、氧气 学习离子检验方法时，利用手机APP辅助学习。多思考反应原理。学习溶液浓度计算时，动手实验操作最直观。学习化学实验操作时，与同学互相讲解能加深印象。理解能量变化图示。理解元素周期律。理解电子转移过程。注意实验细节描述。学习电子排布规律时，分析历年考题规律。多思考反应原理。定期复习很关键。规范使用化学符号。注意实验细节描述。多思考反应原理。重视实验现象观察。注意实验误差分析。重视环保意识培养。 2. 拉瓦锡研究空气的成分 操作一 实验现象 实验原理 实验结论 一部分银白色的液态汞变成红色粉末；容器里空气的体积差不多减少了约1/5；汞槽里的汞升入钟罩 空气中含有氧气和氮气，且氧气约占空气总体积的1/5 汞 + 氧气 氧化汞 加热 思考讨论 图2.1-2的实验中，汞槽里的汞为什么会升入钟罩且升入体积约 占容器中空气体积的1/5？ 汞在长时间加热条件下与空气中的氧气反应，汞消耗了氧气， 钟罩内的气压降低，故汞槽里的汞升入钟罩且升入气体的体积约占 容器中空气体积的1/5，说明氧气约占空气体积的1/5。 思考讨论 科学家是通过什么证据推理出剩余气体中除了氮气外还有其他 成分的? 美国物理学家瑞利发现从空气中分离出的氮气的密度比用化学 方法制得的纯净氮气密度稍大，说明空气中还含有其他不支持燃烧 的气体。英国化学家拉姆西（W. Ramsay，1852—1916）经过实验 和推理，终于发现了稀有气体氩（Ar）。后来经过多位科学家的实 验和探究，又进一步发现了空气中的稀有气体还含有氦（He）、 氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）等成分。 学习离子检验方法时，利用手机APP辅助学习。多思考反应原理。学习溶液浓度计算时，动手实验操作最直观。学习化学实验操作时，与同学互相讲解能加深印象。理解能量变化图示。理解元素周期律。理解电子转移过程。注意实验细节描述。学习电子排布规律时，分析历年考题规律。多思考反应原理。定期复习很关键。规范使用化学符号。注意实验细节描述。多思考反应原理。重视实验现象观察。注意实验误差分析。重视环保意识培养。 观察活动—空气中氧气含量的测定 测定空气中氧气含量 请在通风橱中进行实验。 实验原理： 利用红磷燃烧消耗集气瓶内空气中的氧气，使集气瓶内压强减小，在大气压的作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积；反应的文字表达式： 观察活动—空气中氧气含量的测定 实验操作 观察和思考 1.用记号将集气瓶的水面上方容积划分为5等份，组装好仪器，夹紧止水夹 实验前集气瓶里装的是什么？ 2.点燃燃烧匙中的红磷，迅速插入集气瓶中，塞好胶塞。 瓶内出现什么现象？ 红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质？ 水和空气 红磷燃烧，发出黄光，产生大量白烟，放热 氧气 观察活动—空气中氧气含量的测定 实验操作 观察和思考 3.反应停止后，待集气瓶冷却至室温，松开止水夹。 你观察到什么现象？如何解释？ 烧杯中的水经导管进入集气瓶，集气瓶内水面上升约为1/5；因为红磷燃烧消耗氧气，实际集气瓶内压强减小，在外界大气压的作用下，水进入容器 实验结论：空气中含有氧气，且氧气的体积约占空气体积的1/5 学习离子检验方法时，利用手机APP辅助学习。多思考反应原理。学习溶液浓度计算时，动手实验操作最直观。学习化学实验操作时，与同学互相讲解能加深印象。理解能量变化图示。理解元素周期律。理解电子转移过程。注意实验细节描述。学习电子排布规律时，分析历年考题规律。多思考反应原理。定期复习很关键。规范使用化学符号。注意实验细节描述。多思考反应原理。重视实验现象观察。注意实验误差分析。重视环保意识培养。 思考讨论 1. 若集气瓶内的水未上升至 1/5 处，可能的原因有哪些？ 若集气瓶中的水未上升至1/5 处，会导致测定结果偏小，可能的 原因有： ①装置漏气，反应结束后，外界空气会进入装置； ②红磷量不足，装置内的氧气不能被完全消耗； ③未待装置冷却至室温就松开止水夹，集气瓶中的气体还处于受热膨 胀状态，压强变化不明显。 误差分析 因素 影响 测定结果小于1/5 测定结果大于1/5 装置漏气 反应结束后外界空气进入 红磷的量不足 氧气不能完全被消耗 未待装置冷却到室温就打开止水夹 温度较高，气体膨胀，剩余气体占有较大的体积 点燃的红磷伸入瓶中过慢或伸入瓶中后未立即塞上塞子 瓶内空气受热膨胀，部分逸出 最初止水夹未夹紧 学习离子检验方法时，利用手机APP辅助学习。多思考反应原理。学习溶液浓度计算时，动手实验操作最直观。学习化学实验操作时，与同学互相讲解能加深印象。理解能量变化图示。理解元素周期律。理解电子转移过程。注意实验细节描述。学习电子排布规律时，分析历年考题规律。多思考反应原理。定期复习很关键。规范使用化学符号。注意实验细节描述。多思考反应原理。重视实验现象观察。注意实验误差分析。重视环保意识培养。 思考讨论 2. 能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？ 不能。木炭、蜡烛燃烧都会生成气体，使瓶内的气体压强变化不 大，导致测定结果不准确。 3. 能否选用铁丝、镁条代替红磷进行实验？ 不能。铁丝在空气中不能燃烧；镁条在空气中燃烧，不仅和氧气 反应，还会和二氧化碳、氮气反应。 “耗氧剂”的选择依据：①在空气中能燃烧且只与氧气反应； ②燃烧后的生成物不能是气体，最好是固体，需产生压强差。 拓展延伸—其他测量空气中氧气含量的方法 方法一、测量进入容器内水的体积或容器内水的体积变化 注意：所有试剂需足量；实验结束冷却至室温后再观察现象。 优点：装置始终密闭，减小测定误差，不污染空气。 学习离子检验方法时，利用手机APP辅助学习。多思考反应原理。学习溶液浓度计算时，动手实验操作最直观。学习化学实验操作时，与同学互相讲解能加深印象。理解能量变化图示。理解元素周期律。理解电子转移过程。注意实验细节描述。学习电子排布规律时，分析历年考题规律。多思考反应原理。定期复习很关键。规范使用化学符号。注意实验细节描述。多思考反应原理。重视实验现象观察。注意实验误差分析。重视环保意识培养。 拓展延伸—其他测量空气中氧气含量的方法 方法二、利用刻度测量密闭容器内气体体积的减少量 注意：所有试剂需足量；实验结束冷却至室温后再观察现象。 优点：装置始终密闭，减小测定误差，不污染空气。 3. 空气的组成 气体成分 氮气（N2） 氧气 （O2） 稀有气体 二氧化碳 （CO2） 其他 占空气总体积的百分比 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 水蒸气在空气中的含量不固定，因地区和天气而异。例如阴雨天，空气中的湿度大，水蒸气含量会大些。二氧化碳的含量也会因人类活动的影响等原因而有所变化。 学习离子检验方法时，利用手机APP辅助学习。多思考反应原理。学习溶液浓度计算时，动手实验操作最直观。学习化学实验操作时，与同学互相讲解能加深印象。理解能量变化图示。理解元素周期律。理解电子转移过程。注意实验细节描述。学习电子排布规律时，分析历年考题规律。多思考反应原理。定期复习很关键。规范使用化学符号。注意实验细节描述。多思考反应原理。重视实验现象观察。注意实验误差分析。重视环保意识培养。 总结归纳 随堂练习 1. 最早用定量的方法研究了空气成分的科学家是( ) A. 拉瓦锡 B. 张青莲 C. 道尔顿 D. 门捷列夫 A 学习离子检验方法时，利用手机APP辅助学习。多思考反应原理。学习溶液浓度计算时，动手实验操作最直观。学习化学实验操作时，与同学互相讲解能加深印象。理解能量变化图示。理解元素周期律。理解电子转移过程。注意实验细节描述。学习电子排布规律时，分析历年考题规律。多思考反应原理。定期复习很关键。规范使用化学符号。注意实验细节描述。多思考反应原理。重视实验现象观察。注意实验误差分析。重视环保意识培养。 2. 实验室中为测定空气中氧气的体积分数，利用如图所示装置 进行实验。若要实验成功，下列说法正确的是（　　） A. 红磷一熄灭就可以松开止水夹 B. 实验中烧杯内水的量可以随意 C. 红磷的量要充足 D. 也可以用炭粉来进行实验 随堂练习 C 3. 柯柯用如图所示装置来测定空气中氧气的含量。加热试管，红磷开始燃烧，待红磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是（ ） A. 使用红磷的量多或少，都不会影响实验结果 B. 红磷燃烧完后打开弹簧夹，要等到注射器活 塞不再移动才能读数 C. 要达到实验目的，试管中的红磷不能更换为 木炭 D. 若注射器中的水最终减少了 10 mL，说明空气中氧气的体积分数约为 20% 随堂练习 A 学习离子检验方法时，利用手机APP辅助学习。多思考反应原理。学习溶液浓度计算时，动手实验操作最直观。学习化学实验操作时，与同学互相讲解能加深印象。理解能量变化图示。理解元素周期律。理解电子转移过程。注意实验细节描述。学习电子排布规律时，分析历年考题规律。多思考反应原理。定期复习很关键。规范使用化学符号。注意实验细节描述。多思考反应原理。重视实验现象观察。注意实验误差分析。重视环保意识培养。 4. 人类离不开空气，没有空气就没有生机勃勃的地球。关于空气的描述正确的是（ ） A. 氧气体积在空气中约占总体积的4/5 B. 空气中氧气的体积分数最大 C. 空气中含有稀有气体 D. 空气的组成成分从古至今是永远不变的 随堂练习 C 感谢您的观看 “THANK YOU” $$