第五单元跨学科实践活动4基于特定需求设计和制作简易供氧器课件--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学课件聚焦氧气制取原理与供氧器设计实践，从供氧器使用人群（老年人、患者等）及场景（医疗、户外等）切入，过渡到制氧技术（分子筛PSA、化学反应制氧）和装置结构，构建从实际需求到化学原理的学习支架。 其亮点是通过跨学科实践活动，结合科学探究与实践和科学思维，如小组设计制作简易供氧器、对比实验室与便携式制氧方法，利用操作视频辅助教学，验证氧气用带火星木条等实例，培养学生实验能力与问题解决能力，教师可借此提升教学互动性，学生能深化化学观念理解。

新人教版化学9年级上册培优精做课件 授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026年6月26日 5.跨学科实践活动4 第五单元 化学反应的定量关系 人教版九年级化学上册 跨学科实践活动4 基于碳中和理念设计低碳行动方案 练习题 适用章节：跨学科实践活动4 满分：50分 答题时间：15分钟 跨学科融合：化学、地理、生物、道德与法治、生活实践 考查重点：二氧化碳的产生与消耗、碳中和与低碳概念、碳循环原理、低碳措施、方案设计与评价 一、选择题（每题4分，共20分） 1. 下列气体中，属于主要温室气体、引发温室效应的是（ ） A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体 2. 碳中和的核心含义是（ ） A. 完全不产生二氧化碳 B. 人类活动排放的二氧化碳与吸收、消耗的二氧化碳总量相等 C. 空气中二氧化碳含量为零 D. 禁止一切含碳物质使用 3. 下列过程不属于自然界消耗二氧化碳的是（ ） A. 植物光合作用 B. 海水溶解吸收二氧化碳 C. 化石燃料燃烧 D. 岩石风化吸收二氧化碳 4. 日常生活中，不属于低碳行为的是（ ） A. 绿色出行、步行骑车 B. 随手关灯、节约用电 C. 大量使用一次性餐具 D. 垃圾分类、回收利用 5. 下列关于碳循环的说法正确的是（ ） A. 碳循环只发生在空气中 B. 光合作用可将二氧化碳转化为含碳有机物 C. 呼吸作用消耗氧气、不产生二氧化碳 D. 化石燃料燃烧可减少大气中二氧化碳 二、填空题（每空2分，共12分） 6. 大气中二氧化碳含量过高，会加剧________，导致全球气候变暖、冰川融化、海平面上升。 7. 自然界消耗二氧化碳的主要途径是绿色植物的________作用。 8. 人类工业、生活中大量燃烧________，是大气二氧化碳增多的主要人为原因。 9. 实现碳中和主要两大路径：减少二氧化碳________、增加二氧化碳________。 10. 低碳生活的核心是减少________的排放，节约资源、绿色环保。 三、实践探究题（每空3分，共18分） 11. 某小组开展“设计低碳行动方案”跨学科实践活动，完成下列填空： （1）植物光合作用的原料是二氧化碳和________，生成物为有机物和氧气。 （2）工业生产中，可通过优化能源结构，多用太阳能、风能等________能源，减少化石燃料使用。 （3）生活中低碳出行的具体方式：________（写一条即可）。 （4）植树造林可以有效缓解温室效应，原因是绿植能________空气中的二氧化碳。 （5）碳循环过程中，属于化学变化的是________（选填“光合作用”或“二氧化碳气体扩散”）。 （6）践行低碳行动，除个人生活外，工业上还可采用碳捕捉技术________二氧化碳，实现减碳目标。 四、参考答案与解析 1. C 解析：二氧化碳是最主要的温室气体，含量过高会加剧温室效应。 2. B 解析：碳中和不是零排放，是二氧化碳排放量与吸收量相互抵消，实现收支平衡。 3. C 解析：化石燃料燃烧会大量释放二氧化碳，属于碳排放过程，不消耗二氧化碳。 4. C 解析：一次性餐具消耗大量资源、产生废弃物，增加碳排放，不符合低碳理念。 5. B 解析：光合作用将二氧化碳和水转化为有机物，是自然界固碳的核心途径；呼吸、化石燃烧均会增加二氧化碳。 6. 温室效应 7. 光合 8. 化石燃料 9. 排放；吸收 10. 二氧化碳 11.（1）水；（2）清洁（可再生）；（3）乘坐公共交通、骑行、步行等（合理即可）；（4）吸收；（5）光合作用；（6）捕捉、储存 核心总结：本次跨学科实践核心掌握碳循环的自然规律、温室效应的成因与危害，理解碳中和、低碳生活的核心概念。结合化学、生物、生活知识，掌握减碳、固碳的有效措施，学会设计简单的低碳行动方案，树立绿色低碳、可持续发展的环保理念，是化学与社会生活结合的重要考点。 1.老年人：特别是65岁以上的老人，由于肺功能逐渐减弱，正常吸入的氧气可能不足以满足身体各个器官的消耗，因此容易出现缺氧情况。供氧器可以为他们提供必要的氧气支持，改善身体状况。 2.呼吸系统疾病患者：如患有慢性阻塞性肺疾病（COPD）、哮喘等呼吸系统疾病的人群，他们的呼吸系统功能受损，导致氧气摄入不足。供氧器可以帮助他们缓解缺氧症状，提高生活质量。 3.心血管疾病患者：合理的氧气吸入可以提高动脉血氧分压和动脉血氧饱和度，增加动脉血氧含量，纠正各种原因造成的缺氧状态，对心血管疾病患者有益。 供氧器的使用人群 供氧器的使用人群 环境缺氧人群 在高原、高山等空气稀薄地区，以及矿井、钢厂、化工厂等特定工作场所工作的人群，由于环境缺氧，需要使用供氧器来补充氧气 孕妇 有些孕妇在怀孕期间身体缺氧，适当补充氧气有利于胎儿发育，并能有效预防羊水栓塞等风险 用脑较多人群 如学习压力大的学生、科研工作者、白领等，长时间用脑可能导致大脑缺氧，适当使用供氧器有助于缓解疲劳，提高工作效率。 在医院中，供氧器是不可或缺的医疗设备。它广泛应用于手术室、重症监护室、普通病房等场景，为需要氧气支持的患者提供稳定的氧气供应。在手术过程中，呼吸机需要持续供氧来维持患者的生命体征稳定；在重症监护室中，患者通常需要接受各种抢救治疗，如心肺复苏、急救手术等，这些治疗都需要供氧器的支持。 医疗场景 对于有慢性疾病或需要长期氧疗的患者来说，家庭供氧器是必不可少的。它可以帮助患者在家中进行氧疗，提高生活质量，减轻家庭负担。 家庭护理 供氧器的使用场景 8e370610-4d6b-4700-8eb2-c62eb9534382.default 4 在高原、高山等空气稀薄地区进行户外探险或旅行时，携带供氧器可以有效预防高原反应和其他缺氧症状。 户外探险和旅行 在矿井、钢厂、化工厂等工业场所，员工可能暴露于有害气体中或处于缺氧状态，供氧器是保障他们生命安全的重要设备。 工业场所 供氧器的使用场景 8e370610-4d6b-4700-8eb2-c62eb9534382.default 5 制作简易供氧器应具备的特点 供养器特点 01 高效供氧 02 便携性 03 安全性 04 操作简单 05 耐用性 06 易于维护和清洁 供氧器的产品分类 按动力来源分类 1.气动供氧器： 通常采用气动驱动泵或压缩机来加压提供气氧混合物。 它具有气源质量稳定、噪声小、便携等特点，被广泛应用于医院、急救车、家庭护理等场合。 2.电动供氧器： 采用电动泵或压缩机来加压氧气。 具有自动化、便携等特点，常被用于支持长期的家庭护理。 供氧器的产品分类 按供氧方式分类 1.连续供氧器： 能够持续不断地为患者提供氧气支持。 适用于需要长时间氧疗的患者。 2.按需供氧器： 根据患者的呼吸需求自动调节氧气输出。 能够更精确地满足患者的氧疗需求，同时避免不必要的氧气浪费。 03 供氧器的设计理念与理论基础 基本原理介绍 分子筛式制氧技术 原理基于物理方法——变压吸附（PSA）技术，该技术利用分子筛对空气中氧气和氮气吸附能力的差异来分离氧气。 原理及步骤： 空气压缩：制氧机首先使用压缩机将空气压缩成高压气体，通常为大气压的2~3倍。 冷凝分离：高压气体进入冷凝器，被冷却降温。在冷却过程中，大部分水蒸气和液 态杂质会凝结成液态水，并与其他杂质一同被去除。 c 吸附分离：冷却后的气体进入吸附剂床，通常使用称为分子筛的物质。分子筛有选 择性地吸附氮气和其他杂质，而将纯氧分离出来。 d. 氧气输出：经过吸附分离后，纯氧被释放出来，并通过管道输送到用户所需的地方， 如氧气面罩或氧气瓶。 特点： 制氧过程无需任何添加剂，常温下接通电源即可工作。 制氧迅速，氧浓度高，通常可达93%±3%。 整个过程为周期性地动态循环过程，分子筛本身并不消耗。 安全性高，不存在高压易燃易爆等危险。 基本原理介绍 2.化学反应制氧技术 该类制氧机通常使用特定的化学药剂或材料，在特定条件下发生化学反应，从而释放出氧气。 原理： 利用化学药剂的氧化还原反应，通过控制反应条件（如温度、压力、催化剂等）来促使氧气的生成。 特点： 化学反应制氧机通常体积较小，便于携带和使用。 制氧速度较快，但可能需要定期更换或补充化学药剂。 产生的氧气纯度可能因化学反应条件和药剂质量而异。 3. 其他制氧原理 电解水制氧、高分子富氧膜制氧等 认识供氧器-便携式制氧器 认识供氧器-便携式制氧器 2Na2CO3·3H2O2== 2Na2CO3+3H2O2 2H2O2 2H2O+O2↑。 装置结构图 制氧原理： MnO2 便携式供氧器操作步骤 01 向过滤加湿仓和反应仓中加清水至对应水位线 02 向反应仓中先加入制氧剂A（过碳酸钠），再加入制氧剂B（二氧化锰） ，反应迅速发生 03 盖好密封盖，保证装置气密性良好，扳正提手，插好吸氧管。当从观察窗中看到有连续均匀的气泡冒出时，即可开始吸氧 04 若反应仓内不再冒气泡，表示供氧完毕，打开密封盖，取出内桶，倒出残液，清洗干净。 便携式制氧器操作视频 便携式供氧器与实验室制取氧气对比分析   制氧原理 收集方法 仪器装置 便携式供氧器 过碳酸钠和过氧化氢分解 不收集，用水润湿后直接使用 固液常温型 实验室制取氧气 高锰酸钾或过氧化氢分解 排水法或向上排空气法 固体加热型或固液常温型 其他供氧器-氧烛 其他供氧器-分子筛制氧 其他供氧器-氢氧机 04 设计与制作简易供氧器 设计与制作 设计 以小组为单位合作完成简易供氧器的设计图的绘制 展示 以小组为单位进行展示和介绍 制作 按设计图制作简易供氧器 试验 各小组对自己所设计的产品进行试验，了解其供氧效果 拓展训练 1.如图所示是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置，请回答下列问题。 （1）写出图中标有序号的仪器名称:①________；②________。 活动一 了解实验室和工业制取和收集氧气的方法和原理 铁架台 集气瓶 特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需求设计和制作简易供氧器呢？在老师的指导下，同学们开展了下列活动。 【界定任务】 (1)小英同学认为，首先了解制作简易供氧器的供氧原理再确定制取装置。同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根据__________________________确定发生装置，根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。 反应物状态和反应条件 中考考法 23 MnO2 【建构模型】 老师提供了以下实验装置，同学们选择装置用过氧化氢分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气。 (2)仪器a 的名称：__________；仪器b 的名称：_________。 (3)加热高锰酸钾制取氧气应选择的制取装置是_________________(填字母)，用过氧化氢制取氧气的化学方程式为___________________________。 锥形瓶 水槽 A、C(或A、E) 2H2O2====2H2O+O2 ↑ 中考考法 24 【模仿改造】 化学制氧机(原理图见图2)利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠(Na2CO3·3H2O2)加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变 得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 中考考法 25 (4)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质，还可以利用氧气______溶于水的性质，使氧气变得湿润；而且根据__________________来判断产生氧气的速率。 (5)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法：________________________________________________。 (6)制氧机内部气流采用高压进低压出(即产生的气体在高处聚集，经导管从低处进入加湿过滤仓)的方式，可能的原因有________________________________________。 不易 产生气泡的快慢 将带火星的木条放在导管口,若木条复燃,则说明为氧气 更利于气体排出，有利于提纯氧气 中考考法 26 B (7)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是_______(填字母)。 A. 原料是否价廉易得 B. 所制气体的性质 C. 反应速率是否适中 D. 制得气体是否纯净 E. 实验条件是否易于控制 F. 是否安全、环保 中考考法 27 【评价反思】 展示环节，小英同学所在小组制作的简易供氧器(如图3 所示)得到了大家的好评，并提出如下修改意见：在导管出口处加装一个带有调气阀的鼻氧管，以提高适用性。 中考考法 28 【点拨】 (1)根据反应物状态和反应条件确定发生装置，根据氧气的密度和溶解性等确定收集装置。(2)由图可知，仪器a 的名称是锥形瓶，仪器b 的名称是水槽。(3)加热高锰酸钾制取氧气为固体加热型反应，发生装置选A；氧气密度比空气大，可用C 向上排空气法收集，氧气不易溶于水，可用E 排水法收集，则加热高锰酸钾制取氧气应选择的制取装置是A、C 或A、E；过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，据此书写化学方程式。 中考考法 29 (4)加湿过滤仓可通过过滤除去不溶性杂质；利用氧气不易溶于水的性质，使氧气变得湿润，根据产生气泡的快慢可判断产生氧气的速率。(5)氧气具有助燃性，将带火星的木条放在导管口，若木条复燃，则说明为氧气。(6)制氧机内部气流采用高压进低压出的方式，有利于气体排出，更有利于提纯氧气。(7)选择制作简易供氧器的反应原理时，需要考虑的因素是原料是否价廉易得，反应速率是否适中，制得气体是否纯净，实验条件是否易于控制，是否安全、环保，不需要考虑所制气体的性质。 中考考法 30 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $