2.1我们周围的空气课件--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学课件围绕空气的组成、氧气含量测定、物质分类及空气保护展开，通过“互动思考”从呼吸、吹气球等生活实例导入，衔接拉瓦锡实验与红磷燃烧实验，构建从生活经验到科学探究的学习支架。 其亮点在于以实验探究为核心，红磷燃烧测定氧气含量实验详细呈现原理、步骤及注意事项，培养科学探究与实践能力，结合纯净物与混合物的生活实例辨析，发展科学思维，同时通过空气污染与AQI指数解读，渗透科学态度与责任。学生能提升探究能力与环保意识，教师可依托结构化资源实施探究式教学。

第二单元 课题1 我们周围的空气 —— 探索生命必需的气体，揭开空气组成的神秘面纱 人教版九年级化学上册 1.7.2013 同学们好！今天我们将一起走进一个既熟悉又神秘的话题——我们周围的空气。我们每天都离不开它，但它究竟是什么？由什么组成？又有哪些重要的用途呢？这节课，就让我们一起揭开空气的神秘面纱，探索生命必需的气体。 ‹#› 看不见，却离不开的空气 我们生活在空气的海洋里，它无处不在却又无形无迹。从维持生命的呼吸，到充满趣味的吹气球实验，再到呼啸的狂风，都是空气存在的铁证。 01 互动思考：如何感知空气？ 呼吸需要氧气证明其成分；吹气球体积膨胀证明其占据空间；狂风大作证明其流动且具有力量。 02 核心探究：成分与含量测定 明确空气由氧气、氮气、稀有气体等组成；掌握红磷燃烧法测定氧气含量的实验原理与操作要点。 物质分类辨析 学会区分由单一物质组成的纯净物与多种物质组成的混合物，理解空气属于混合物。 用途与空气保护 认识各成分的实用价值，树立保护空气、防治大气污染的环保意识。 1.7.2013 提到空气，大家都不陌生。它无处不在，却又看不见摸不着。那么，我们怎么证明它的存在呢？其实很简单，我们呼吸需要它，吹气球能感受到它占据空间，刮风时能感受到它的力量。这节课，我们的目标就是深入了解空气，包括它的组成、如何测定其中氧气的含量、如何区分纯净物和混合物，以及如何保护我们宝贵的空气资源。 ‹#› 揭秘空气成分的第一人——拉瓦锡 这是拉瓦锡研究空气成分的经典实验装置示意图。他选用汞作为实验材料，利用汞与氧气的反应特性，精准测定了空气中氧气的体积占比，彻底打破了“空气是单一物质”的传统认知。 实验背景：挑战传统的科学怀疑 二百多年前，人们普遍认为空气是一种单一的物质。法国化学家拉瓦锡对这一观点产生怀疑，通过定量实验的方法，逐步揭开了空气组成的神秘面纱，开启了人类对气体研究的新纪元。 01. 密闭加热汞12天 将汞放入密闭容器中持续加热，部分汞与氧气反应生成红色粉末，容器内空气体积减少了约五分之一。 02. 分解红色氧化汞 对反应生成的红色粉末加强热，粉末分解得到汞和一种气体，该气体体积恰好等于之前减少的空气体积。 03. 发现“氧气”的奥秘 分解产生的气体能支持燃烧和呼吸，拉瓦锡将其命名为“氧气”，并确定其在空气中占比约五分之一。 04. 锁定“氮气”的存在 密闭容器中剩余的约五分之四气体，既不支持燃烧也不支持呼吸，拉瓦锡将其命名为“氮气”。 1.7.2013 在二百多年前，一位伟大的化学家——拉瓦锡，通过这个经典的实验，首次证明了空气并非单一物质。他将液态汞在密闭容器中加热，发现汞变成了红色粉末，同时空气体积减少了五分之一。然后他又加热红色粉末，竟然得到了之前消失的那部分气体。这个实验雄辩地证明了空气是由两种主要成分组成的，一种是能支持燃烧的氧气，另一种是不支持燃烧的氮气。 ‹#› 实验探究：空气中氧气的含量 图示：该实验装置由集气瓶、燃烧匙、导管、弹簧夹和烧杯组成，是测定空气中氧气含量的经典装置。 01 实验原理 利用红磷燃烧消耗密闭容器内的氧气，生成固态五氧化二磷使压强减小；大气压将烧杯中的水压入集气瓶，进入水的体积即为氧气体积。反应： 02 实验现象 ① 红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量；② 装置冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯内的水沿导管流入集气瓶，瓶内液面最终上升约占集气瓶内空气总体积的 1/5。 03 实验结论 空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5；剩余气体主要是氮气，氮气不支持燃烧、难溶于水。 1.7.2013 受拉瓦锡实验的启发，我们今天也来做一个类似的实验，来测定空气中氧气的含量。我们用红磷来代替汞。红磷燃烧会消耗掉密闭容器里的氧气，生成固体的五氧化二磷。这样一来，瓶内的压强就会减小。等冷却后打开夹子，外面的水就会被大气压压进瓶子里。进来的水有多少，就说明消耗了多少体积的氧气。 ‹#› 实验探究：空气中氧气的含量 图示：红磷燃烧法测定装置，利用燃烧消耗氧气产生压强差，使水进入集气瓶以测定氧气体积占比。 01 核心原理与关键准备 利用红磷燃烧消耗密闭容器内氧气，使瓶内压强减小。实验前需检查气密性，瓶底加水防炸裂并吸收产物，同时将瓶内空间标记为5等份，为后续观测做准备。 02 实验操作步骤与现象 夹紧乳胶管，点燃足量红磷迅速伸入集气瓶并塞紧。燃烧时产生大量白烟并放热；待冷却至室温打开弹簧夹，烧杯中水沿导管进入，液面上升约占瓶内原空气体积的 1/5。 03 实验结论与分析 实验结论：氧气的体积约占空气总体积的1/5，同时说明剩余气体（主要为氮气）不支持燃烧、难溶于水且化学性质稳定。 1.7.2013 这个实验的步骤非常关键。首先要检查装置是否漏气，然后在瓶底加水，并把瓶子上方的空间分成五等份。点燃足量的红磷后要迅速放入瓶中并塞紧。我们会看到红磷燃烧，产生大量白烟。等它完全冷却后，打开弹簧夹，神奇的一幕发生了：烧杯里的水会顺着管子流进集气瓶，水位正好上升了大约五分之一。 ‹#› 空气成分探究：实验结论与关键要点 图示为测定空气中氧气含量的经典红磷燃烧实验装置。利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，使容器内压强减小，通过烧杯中水倒吸进入集气瓶的体积，直观测定空气中氧气的体积占比。 实验核心结论：定量揭示空气组成 实验测得氧气约占空气总体积的1/5；剩余气体主要为氮气，其性质稳定，不燃烧、不支持燃烧，且不易溶于水。 01. 装置气密性良好 装置必须保证气密性，若漏气会使外界空气进入，导致测量出的氧气体积结果偏小。 02. 红磷必须足量 红磷的量要充足，确保能将密闭容器内的氧气完全消耗，否则会使测量结果偏低。 03. 冷却至室温再读数 燃烧结束后需待装置冷却至室温，否则气体受热膨胀，压强偏大，进入的水的体积会偏小。 04. 慎选反应替代物 不能用木炭、硫代替红磷，因其燃烧生成气体，容器内压强变化小，无法准确测定氧气体积。 1.7.2013 从实验现象我们可以得出结论：氧气大约占了空气总体积的五分之一。剩下的气体，主要是氮气，它不燃烧也不支持燃烧。这个实验要成功，有几个关键点：装置不能漏气，红磷要足够多，一定要等冷却了再打开夹子。而且，我们不能用木炭或者硫来代替红磷，因为它们烧完会产生气体，瓶子里的压强几乎不变，水就不会进来了。 ‹#› 物质世界的两大阵营：纯净物与混合物 01 混合物 (Mixture) 定义与特点：由两种或两种以上的物质混合而成，各成分保持各自原有的化学性质，没有固定的组成和性质，无法用单一化学符号表示。 生活实例：我们呼吸的空气、蔚蓝的海水、日常饮用的糖水、建筑用的泥沙等。 02 纯净物 (Pure Substance) 定义与特点：只由一种物质组成的物质。它具有固定的组成和性质，可以用专门的化学符号来表示其成分构成。 单质 (Element) 由同种元素组成的纯净物。例如：氮气(N₂)、氧气(O₂)、金属铁(Fe)等。 化合物 (Compound) 由不同种元素组成的纯净物。例如：二氧化碳(CO₂)、水(H₂O)、氯化钠(NaCl)等。 核心判定：看物质组成是否单一；纯净物有固定符号，混合物没有固定组成。 1.7.2013 通过前面的学习，我们知道空气是由氮气、氧气等多种物质组成的。像空气这样由多种物质组成的，我们称之为“混合物”。而像氮气、氧气这样只由一种物质组成的，我们称之为“纯净物”。纯净物有固定的组成和性质，可以用化学符号表示，比如氮气是N₂，氧气是O₂。混合物则没有固定的组成。 ‹#› 火眼金睛：它们是什么？ 01. 生活中的“水” 蒸馏水 (H₂O) 是纯净物，仅由水分子构成；而自来水因含有矿物质、消毒剂等多种物质，属于混合物。 核心差异：是否由单一物质组成，是否有固定的化学性质。 02. 气体与溶液的判断 液态氧 (O₂) 只含氧分子，属于纯净物；澄清石灰水是水和氢氧化钙的混合体系，属于混合物。 提示：溶液均是溶质与溶剂的混合物，无论是否澄清透明。 03. 变化后的产物辨析 蜡烛燃烧生成水和二氧化碳等多种物质，产物是混合物；人体呼出的气体包含氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气等，同样属于混合物。 结论：大部分化学反应的生成物若为多种物质共存，则为混合物；呼吸作用是复杂的生理过程，气体成分复杂。 总结：判断的核心依据 判断纯净物与混合物，关键看物质的组成是否单一。纯净物有固定组成和性质，能用化学式表示；混合物无固定组成，各成分保持原有性质。生活中绝大多数物质都是混合物。 1.7.2013 现在，考验大家眼力的时候到了。请判断一下这些物质，哪些是纯净物，哪些是混合物？蒸馏水是纯净物，而自来水因为含有矿物质，所以是混合物。液态氧是纯净物，但澄清石灰水是混合物。蜡烛燃烧生成水和二氧化碳，所以产物是混合物。我们呼出的气体也包含多种成分，同样是混合物。大家都判断对了吗？ ‹#› 氧气：生命活动的引擎 核心性质：氧气是维持地球生命活动的关键物质，核心特性为供给呼吸与支持燃烧，这两大特性使其在生命存续、工业生产等诸多领域占据不可替代的地位。 氧气如同生命与工业的引擎，从驱动动植物的呼吸循环，到医疗急救挽救生命，再到工业炼钢、气割气焊的高温作业，其应用贯穿了自然生态与人类生产生活的核心环节。 动植物呼吸 参与生物体内的呼吸作用，释放能量，是动植物维持生命活动和生长发育的基础条件。 医疗急救 用于缺氧、低氧环境下的病人抢救，如急救输氧、高压氧舱治疗，为危重患者提供生命支持。 工业炼钢 利用氧气助燃大幅提高炼钢炉温，高效除去生铁中的碳、硫等杂质，提升钢材的品质与产量。 气割作业 氧气与燃料混合产生高温火焰，使金属迅速熔化并分离，广泛应用于金属构件的切割加工。 气焊工艺 借助氧气助燃的高温火焰熔化金属材料，实现金属部件之间的牢固焊接，是工业制造的重要手段。 综合助燃 在航天发射、化工生产等领域作为核心助燃剂，为各类需要高温能量的工艺提供动力支撑。 1.7.2013 我们先来认识空气中最重要的成分之一——氧气。它的两大核心性质是供给呼吸和支持燃烧。无论是动植物的呼吸，还是医院里抢救病人，都离不开氧气。在工业上，炼钢、气焊和气割也都需要氧气来助燃，产生高温。可以说，氧气是生命活动和工业生产的强大引擎。 ‹#› 氮气：空气中的“隐形守护者” 物理性质 氮气是无色、无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，在标准大气压下冷却至-195.8℃时会凝结成无色液体。 化学性质 化学性质极不活泼，通常情况下很难与其他物质发生化学反应，不支持燃烧也不供给呼吸，这一特性使其成为理想的保护气。 氮气在制造氮肥、食品防腐及低温冷冻领域的多元应用实景 核心化工原料 氮气是合成氨的关键原料，以此为基础可制造硝酸和各类氮肥，支撑农业与化工产业的核心需求。 高效惰性保护气 焊接金属时隔绝空气防氧化；食品包装中充入氮气，能有效抑制微生物繁殖，延长食品保鲜期。 医疗冷冻应用 利用液氮的超低温特性，可进行冷冻治疗皮肤病、保存生物样本，还可用于手术中的冷冻麻醉技术。 超导技术助力 液氮为超导材料提供所需的低温环境，使其实现零电阻导电，是磁悬浮列车、核磁共振等科技的重要支撑。 1.7.2013 空气中含量最多的气体是氮气，占了78%。它的化学性质非常不活泼，通常情况下很稳定。这个特性让它有了很多重要用途。比如，利用它作保护气，在焊接金属或包装食品时防止氧化。同时，它也是制造氮肥和硝酸的重要化工原料。此外，液态氮的超低温特性还被用于医疗冷冻和超导技术。 ‹#› 稀有气体：低调而华丽的“贵族” 霓虹灯下的城市夜景因稀有气体而璀璨，这些气体通电时能释放出多彩光芒，是装点现代生活的“光影魔术师”，也有着更多实用的工业价值。 神秘的家族成员 包含氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)，是元素周期表中0族的“隐士”元素。 “惰性”的化学本色 它们无色无味，化学性质非常不活泼，极难与其他物质反应，过去被称作“惰性气体”，是空气里安静的守护者。 梦幻电光源应用 通电后发出不同颜色的光，广泛用于霓虹灯、航标灯、闪光灯，点亮城市夜空。 工业与尖端应用 作焊接精密仪器保护气；氦气充探空气球、制低温环境，应用于科研与工业。 1.7.2013 空气中还有一类特殊的气体家族——稀有气体，包括氦、氖、氩等。它们的化学性质比氮气还要稳定，过去被称为“惰性气体”。它们最广为人知的用途就是制造五光十色的霓虹灯，因为它们通电时会发出不同颜色的光。此外，它们还用作焊接精密仪器的保护气，氦气还能用来填充气球。 ‹#› 警惕！空气正在“生病” 从工厂烟囱的滚滚废气到汽车尾气的持续排放，空气正被各种污染物无情侵蚀。这些肉眼可见或隐蔽的“毒素”，正让我们赖以生存的大气环境悄然“生病”，纯净的蓝天逐渐褪色。 主要污染源：气体与烟尘排放 工业生产、汽车尾气等活动持续释放二氧化硫、一氧化碳等有害气体，同时产生大量可吸入颗粒物，是空气污染的核心来源。 核心污染物“黑名单” 涵盖SO₂、CO、NO₂等有害气体，以及PM₁₀、PM₂.₅等细颗粒物，这类污染物隐蔽性强、传播范围广，对环境的影响具有持久性。 多重危害：健康与生态的双重打击 不仅引发人体呼吸道等多种疾病，还会导致农作物减产死亡；更会破坏臭氧层、形成酸雨，引发全球性的生态环境失衡。 1.7.2013 虽然空气是宝贵的资源，但我们的空气正在遭受污染。工厂排放的有害气体和烟尘，汽车尾气等，都是主要的污染源。这些污染物不仅会损害我们的健康，引发各种疾病，还会影响农作物生长，破坏生态平衡，导致酸雨、臭氧层空洞等严重的环境问题。我们必须警惕，我们的空气正在“生病”。 ‹#› 守护蓝天，从我做起 通过实时监测与发布空气质量指数（AQI），我们能直观掌握空气状况，为科学防治空气污染提供数据支撑。 01. 科学系统的空气污染防治体系 核心举措：坚持源头控制，推广太阳能、风能等清洁能源替代化石燃料；落实过程治理，确保工业废气处理达标后排放；加强环境监测，实时发布AQI数据；同时推进绿化建设，利用植物的净化作用改善空气环境。 02. 践行低碳环保的个人行动指南 绿色生活：日常优先选择步行、骑行或公共交通出行，减少尾气排放；养成节约用电的好习惯，从点滴降低能源消耗。 环保自律：不随意焚烧垃圾、秸秆，减少有害烟雾产生；积极参与植树种草活动，主动守护身边的生态环境，共建美好家园。 1.7.2013 面对空气污染，我们不能坐视不理。守护蓝天，需要我们共同努力。从宏观层面，我们要推广清洁能源，加强工业废气治理。从个人层面，我们可以做到绿色出行，多乘坐公共交通工具，节约用电，不乱扔垃圾。每一个小小的行动，都能为保护我们的空气贡献一份力量。 ‹#› 看懂空气质量“体检报告” 这是空气质量指数（AQI）日报截图，能直观呈现城市空气质量等级、首要污染物等关键信息，是我们了解空气状况的重要依据。 01. 解码AQI：空气的“体检指标” 核心定义与污染物：AQI即空气质量指数，是定量描述空气质量状况的无量纲指数。计入评价的主要污染物有六项：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，这些物质直接影响大气环境与人体健康。 02. 六级分级：空气的“健康红绿灯” 分级标准与颜色：空气质量分为六级，颜色从优的绿色逐级过渡到严重污染的褐红色。数值0-50为优，51-100为良，101-300及以上则从轻度污染升至严重污染，直观提示空气优劣。 生活指导意义：通过AQI分级，我们可针对性做好防护：污染天气减少外出、佩戴口罩；优良天气多参与户外活动，同时主动监督污染源，守护呼吸健康。 1.7.2013 我们每天都可以看到空气质量报告，这个报告的核心就是AQI，也就是空气质量指数。它将空气质量分为六个等级，从优到严重污染。颜色也从绿色过渡到红色、紫色。我们可以通过手机APP或网站查询每天的AQI，了解首要污染物是什么，从而做好防护措施。看懂这份“体检报告”，对我们的健康至关重要。 ‹#› 学完本课题，我们知道了... 01. 空气的组成奥秘 按体积分数计算，空气中氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体、二氧化碳以及其他气体和杂质等成分总共约占1%，空气是一种成分复杂的混合物。 02. 混合物与纯净物 混合物是由两种或多种物质混合而成的物质，比如空气；纯净物是由一种物质组成的物质，比如氧气(O₂)、氮气(N₂)，纯净物具有固定的组成和性质。 03. 空气中的宝贵资源 氧气可供给生物呼吸、支持燃料燃烧；氮气可用于制造氮肥、作焊接金属的保护气；稀有气体化学性质稳定，可作保护气，也能用于制作电光源。 04. 守护我们的空气 空气污染会危害人体健康和生态环境，我们需要认识污染来源，采取使用清洁能源、植树造林等措施，同时关注空气质量指数，共同守护洁净的空气。 1.7.2013 好了，这节课我们学习了很多关于空气的知识。我们来一起梳理一下：首先，我们知道了空气的精确组成，主要是氮气和氧气。其次，我们学会了区分混合物和纯净物。接着，我们了解了空气中各成分的重要用途。最后，我们还讨论了空气污染的危害和保护措施。希望大家能记住这些核心要点。 ‹#› 学以致用，当堂检测 01. 基础辨析 空气中含量较高且化学性质不活泼的气体是（B）。 A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 水蒸气 02. 物质分类 下列物质中，属于混合物的是（D）。 A. 冰 B. 液态氧 C. 五氧化二磷 D. 蜡烛燃烧后的产物 03. 概念判断 下列说法中，正确的是（D）。 A. 氮气的化学性质比较活泼；B. 臭氧层破坏与空气污染无关；C. 空气可直接用于医疗急救；D. 稀有气体所占比例虽小，但用途广泛。 深度思考：空气的价值 结合本节课所学，举例说明空气中各成分在生产生活中的实际应用，并尝试阐述保护空气资源对人类可持续发展的重要意义。 1.7.2013 最后，我们来做几道练习题，检验一下大家的学习成果。第一题，空气中含量高且不活泼的气体是氮气。第二题，蜡烛燃烧产物是混合物。第三题，正确的说法是稀有气体虽然占比小，但用途很广泛。大家都做对了吗？ ‹#› 拓展与思考 01. 纯净物综合判断 现有物质：①氧气、②呼出气体、③液氮、④稀有气体、⑤二氧化碳、⑥洁净空气。其中属于纯净物的是： ①③⑤（氧气、液氮、二氧化碳） 02. 混合物成分辨析 示例：选择“洁净的空气”作为混合物，其主要成分包含： 氮气（约78%）、氧气（约21%）、稀有气体（约0.94%）、二氧化碳（约0.03%）以及其他气体和杂质。 03. 核心成分用途速览 空气中关键纯净物的典型用途： 氧气供给呼吸与助燃；氮气用于制氮肥、作保护气；二氧化碳参与光合作用、制碳酸饮料；稀有气体可制作霓虹灯等电光源。 深度思考：空气的宝贵价值 空气不仅是维持生命活动的基础（呼吸），更是工业、农业和科技发展的核心原料。它是自然资源的基石，与人类的生产生活密不可分，因此是无可替代的宝贵资源。 1.7.2013 我们再来思考几个更深入的问题。第一题，在这些物质中，氧气、液氮和二氧化碳是纯净物。第二题，比如洁净的空气，它就是由氮气、氧气等多种成分组成的混合物。最后一个问题，请大家结合今天所学，谈谈为什么说空气是宝贵的资源。这个问题没有标准答案，希望大家能畅所欲言。 ‹#› $