内容正文:
第四单元 我们周围的空气
第二节 氧气的性质
4.2氧气的性质
自然界中的氧循环
核心素养目标
科学态度与责任:
通过对氧气性质的实验探究,培养严谨的科学态度和实事求是的精神,认识到实验在化学研究中的重要性。
化学观念:
形成 “氧化反应” 和 “氧化物” 的概念,认识到物质与氧气反应的本质,构建物质变化的化学思维。
科学思维:
运用对比等方法分析物质在空气中和氧气中反应的差异,提升证据推理和模型认知能力,学会从微观角度解释宏观化学现象。
教学重难点
重点
氧气的物理性质和化学性质,尤其是氧气与木炭、铁丝等物质的反应。
氧化反应和氧化物的概念,自然界中氧循环的过程。
难点
从微观角度理解氧气化学性质活泼的本质,以及物质在氧气中反应剧烈程度不同的原因。
准确判断氧化反应和氧化物,理解自然界中氧循环对维持生态平衡的重要意义。
课前导入
氧气是我们身边非常重要的物质,我们每时每刻都离不开它。你知道吗,氧气不仅支持我们呼吸,还能让很多物质发生奇妙的变化。比如,木炭在氧气中燃烧会比在空气中更旺,铁丝在氧气中能剧烈燃烧,火星四射。这些有趣的现象背后,隐藏着氧气怎样的性质呢?而且,氧气在自然界中是如何循环,维持着我们生态系统稳定的呢?今天,就让我们一起走进氧气的世界,探索它的性质和奥秘。
01
氧气的性质
氧气的物理性质
→物理性质:
①在标准状况(0℃、1.01×105kPa)下,氧气的密度是1.429g/L,略大于空气(空气的密度是1.293g/L)
②氧气不易溶于水,1L水中最多能溶解0.049L氧气。
→三态变化:
在压强为1.01×105kPa 时,氧气在 -183 ℃时变为淡蓝色的液体
在 -218℃时变为淡蓝色的雪花状固体
→贮存:
工业生产的氧气,一般加压贮存在蓝色钢瓶中
木炭在空气、氧气中的燃烧
在空气中:
木炭持续红热,放出热量;
在氧气中:
剧烈燃烧,发出白光,放出热量,燃烧后生成的气体能使澄清石灰水变浑浊(CO2)。
反应的文字表达式:
碳 + 氧气 二氧化碳
点燃
注意事项:
夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中,确保木炭与氧气充分反应,现象明显
木炭在空气、氧气中的燃烧
铁丝在空气、氧气中的燃烧
铁丝在空气、氧气中的燃烧
在空气中:
红热,不燃烧;
在氧气中:
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体。
反应的文字表达式:
点燃
铁+氧气 四氧化三铁
①铁丝若生锈,需用砂纸打磨;②将细铁丝绕成螺旋状;③待火柴快燃尽时再把铁丝伸入集气瓶中
氧气的化学性质
与木炭、铁丝类似,硫、磷、铜等单质在点燃 或加热条件下,也能与
氧气发生反应,这些反应可分别表示为:
硫 + 氧气二氧化硫
(S)(O2) (SO2)
磷 + 氧气 五氧化二磷
(P)(O2) (P2O5)
铜 + 氧气 氧化铜
(Cu)(O2) (CuO)
氧气的化学性质
物质跟氧气发生化学反应时,单位体积的空间里氧分子的数目越多(即氧气浓度越大),反应就越剧烈。
氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与大多数金属、非金属单质及化合物发生化学反应,使这些物质得到氧元素,这样的过程叫作氧化,发生的反应属于氧化反应
氧化物和氧化反应
都是物质与氧气发生的反应
物质得到氧元素发生的化学反应属于氧化反应
都是由两种元素组成,而且其中一种元素都是氧的化合物。
由两种元素组成,其中一种元素是氧的化合物叫做氧化物
碳 + 氧气 二氧化碳
C O2 CO2
点燃
点燃
铁+氧气 四氧化三铁
Fe O2 Fe3O4
氧化物
1.氧化物分为金属氧化物(如Fe3O4)和非金属氧化物(如CO)。
2.化合物、含氧化合物、氧化物之间的关系:
(1)含有氧元素的化合物称为含氧化合物,如 高 锰 酸 钾(KMnO4)、氯酸钾(KCIO3)、水(H2O)等都是含氧化合物。
(2)氧化物一定是含氧元素的化合物,但含氧元素的化合物不一定是氧化物。
(3)化合物包含含氧化合物,含氧化合物包含氧化物。
氧化反应与化合反应的比较
类别 化合反应 氧化反应
概念 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应 物质得到氧元素发生的化学反应
特点 多变一,可用通式 A+B…→X表示 有氧气参与的反应
举例 木炭、铁等于氧气的反应 木炭、铁、蜡烛等与氧气的反应
联系 交叉关系:
化合反应
氧化反应
02
自然界中的氧循环
自然界中的氧循环
氧是地壳中含量最高的元素,也是组成生命体的重要元素。氧元素在自然界中的循环,广泛存在于物质的天然转化、人工转化以及生命活动过程中,对于维持健康的生命活动与和谐的生态环境都具有极其重要的意义。
思考
1. 自然界中氧气产生与消耗的途径主要有哪些?
2. 氧气是性质比较活泼的气体,自然界中很多物质在常温下就能与氧气发生化学反应,那为什么大气中氧气的含量没有越来越低呢?
产生氧气的途径:植物的光合作用。
消耗氧气的途径:人、动物、植物的呼吸;燃料的燃烧;物质的缓慢氧化。
自然界中的物质与氧气反应消耗氧气,绿色植物的光合作用产生氧气,这种持续、稳定的氧循环维持了相对恒定的大气含氧量,不会使大气中氧气含量越来越低
缓慢氧化
缓慢氧化的特点是进行很慢,不易察觉,缓慢氧化的例子很多,例如动植物呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥的腐熟等。
①氧化反应不是化学反应基本类型。
②缓慢氧化:物质与氧气发生的缓慢的氧化反应,常常不易察觉。如:细胞的呼吸作用,铁生锈锈蚀,食物的腐烂,酒和醋的酿造,农家肥的腐熟等。
③燃烧和缓慢氧化二者共同点是都放热。
03
课堂小结
04
课堂练习
1.2023年长沙空气质量优良天数达到了历史新高的321天,让每个长沙人都时刻呼吸着新鲜的空气。下列有关空气中氧气的说法错误的是( )
A.空气中氧气的体积分数为21%
B.氧气具有助燃性,在一定的条件下能与许多物质反应
C.氧气是一种无色无味易溶于水的气体
D.氧气常用于医疗急救和支持物质燃烧
C
2.下列物质在氧气中燃烧的现象,正确的是( )
A.铁丝在氧气中剧烈燃烧火星四射,放热,生成黑色固体
B.木炭燃烧生成二氧化碳气体
C.红磷在氧气中燃烧产生白雾,放出大量的热
D.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
A
3.下列关于氧气的叙述正确的是( )
A.氧气是可燃物燃烧的催化剂,所以氧气能使带火星的木条复燃
B.木炭在空气中燃烧不如在氧气中燃烧剧烈,因此属于缓慢氧化
C.当氧气参与化学反应时,单位体积空间里氧分子越多,反应越剧烈
D.氧气的化学性质很活泼,常温下几乎能与所有物质发生剧烈的化学反应
C
4.关于自然界中的“氧循环”,下列说法不正确的是( )
A.绿色植物光合作用为自然界中的“氧循环”产生氧气
B.自然界中的“氧循环”是通过发生物理变化实现的
C.自然界中通过“氧循环”维持了相对稳定的大气含氧量
D.自然界中通过“氧循环”为生态系统的正常运转提供可靠的资源保障
B
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