第二单元 课题1我们周围的空气 暑假预习专项讲义2026-2027学年九年级上学期人教版化学

暑假预习专项讲义——课题1 我们周围的空气 一、学习目标 1. 能准确背诵空气各组分体积分数，区分体积分数与质量分数；熟练掌握混合物、纯净物定义、判断方法并自主举例辨析。 2. 完整吃透测定空气中氧气含量核心实验：试剂选择标准、装置构成、标准化操作步骤、分段实验现象、分层实验结论、全维度误差分析、瓶底水作用、装置改进方案、禁用试剂完整原因。 3. 系统掌握氮气、氧气、稀有气体的物理性质、化学性质，分工业、生活、医疗梳理三者对应用途，建立“性质决定用途，用途反映性质”化学核心思维。 4. 完整梳理空气污染物分类、各类污染物产生来源、空气污染对人体、植被、建筑、全球环境的多层危害；分能源、工业、生活、绿化四大角度熟记防治措施，读懂空气质量日报全部指标含义。 5. 规范本课题实验现象、简答题标准答题话术，汇总全课题所有易混、易错、易扣分陷阱。 6. 能结合红磷燃烧实验现象，推理氮气对应的物理性质与化学性质。 二、知识梳理 （一）空气的组成 1. 空气各成分体积分数（高频易错：为体积分数，不是质量分数） （1）氮气：78%，空气中含量最高的气体 （2）氧气：21%，支持呼吸、助燃的核心气体 （3）稀有气体：0.94%，俗称惰性气体 （4）二氧化碳：0.03% （5）其他气体和杂质：0.03%，包含水蒸气、微量杂质气体 2. 物质分类：混合物、纯净物 （1）混合物 ①定义：由两种或两种以上不同物质混合而成，混合无化学反应，各组分保持自身原有化学性质，无固定组成比例，无固定专属名称。 ②典型实例：空气、海水、矿泉水、澄清石灰水、生铁、铝合金、生理盐水、汽水、泥土 ③快速判断技巧：天然物质、水溶液、合金、多种物质混合产物均为混合物；带“洁净、清新”修饰词不改变类别，洁净空气仍属于混合物。 ④辨析例题：洁净空气中含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物。 （2）纯净物 ①定义：只由一种物质组成，组成固定，性质稳定，有唯一专属名称。 ②典型实例：氮气、氧气、红磷、五氧化二磷、二氧化碳、冰水混合物、液态氧 ③辨析补充：冰水混合物只含水一种物质，属于纯净物，不属于混合物。 （二）测定空气中氧气含量实验（本课题核心重难点，中考必考） 1. 实验试剂：红磷 （1）试剂选用三大硬性标准（简答题必背得分点） ①该物质能够在空气中正常燃烧； ②燃烧生成物为固态物质，不产生气体； ③仅与空气中氧气反应，不与氮气、稀有气体等其他空气成分发生反应。 （2）禁止选用试剂及完整原理分析 ①木炭、硫：燃烧生成气态物质，密闭容器内压强几乎不变，冷却后水无法压入集气瓶，无法测定氧气体积； ②铁丝：仅能在高浓度氧气中燃烧，空气中无法点燃，不能消耗瓶内氧气； ③镁条：可同时与氧气、氮气、二氧化碳反应，消耗多种气体，测量结果严重偏大。 2. 整套实验装置组成 集气瓶、带导管橡胶塞、燃烧匙、弹簧夹、烧杯、玻璃导管；集气瓶底部预先留存少量清水。 3. 标准化完整操作步骤（顺序不可颠倒） （1）组装整套实验仪器； （2）检查整套装置的气密性； （3）向集气瓶底部加入少量清水，将瓶内空气空间平均划分为五等份； （4）取足量红磷放置于燃烧匙内部； （5）用酒精灯点燃燃烧匙内红磷； （6）点燃后快速伸入集气瓶，立刻塞紧瓶口橡胶塞，防止瓶内高温气体向外逸出； （7）静置装置，等待集气瓶内部温度完全冷却至室温； （8）冷却完成后，打开导管上弹簧夹，观察液面变化并记录实验现象。 4. 分阶段完整实验现象（描述用词严格规范，禁止写错别字） （1）红磷燃烧阶段 红磷在集气瓶内剧烈燃烧，释放大量热量，产生大量浓厚白色白烟。 补充规范：只能描述白烟，不可写白雾；白烟代表固体小颗粒，白雾代表液态小液滴。 （2）冷却打开弹簧夹阶段 烧杯内清水沿导管流入集气瓶，集气瓶内部液面持续上升，最终液面高度达到集气瓶原空气总体积五分之一刻度线处。 5.实验原理 6. 分层实验结论 （1）定量结论：空气中氧气的体积，约占空气总体积的五分之一； （2）定性推导结论（剩余气体主要为氮气） ①物理性质：氮气难溶于水； ②化学性质：氮气不能燃烧，也不支持红磷燃烧，常温下化学性质稳定。 7. 全维度误差分析（分测量偏小、测量偏大两类，每条配套原理讲解） （1）进入瓶内水体积小于1/5，测量结果偏小 ①红磷试剂用量不足，集气瓶内氧气无法完全消耗，残留氧气，消耗气体总体积偏小； ②整套装置气密性较差，装置冷却过程中外界空气从缝隙进入集气瓶，抵消压强差，进水量变少； ③未等待装置冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内气体受热膨胀，内部压强偏大，压入的水体积减少。 （2）进入瓶内水体积大于1/5，测量结果偏大 ①点燃红磷后，伸入集气瓶、塞紧瓶塞动作过慢，瓶内空气受热大量向外逸出，瓶内气体总损耗增多； ②实验开始前弹簧夹未夹紧橡胶导管，红磷燃烧放热，瓶内高温气体顺着导管向外溢出，气体损耗增加。 8. 集气瓶底部预留清水的两大作用（标准简答题答案） （1）吸收红磷燃烧生成的有毒固体五氧化二磷，防止有害物质扩散污染空气； （2）吸收红磷燃烧释放的大量热量，快速降低瓶内温度，缩短冷却等待时长。 9. 实验装置改进核心思路（拓展拔高考点） （1）改进点燃方式：利用放大镜聚光、内置电热丝点燃红磷，全程装置完全密闭，消除开盖漏气带来的误差； （2）更换刻度容器：使用带精确刻度硬质玻璃管替代普通集气瓶，直接读取消耗气体体积，减少人为读数误差； （3）尾气优化设计：装置末端增加吸收结构，完全吸收燃烧固体产物，避免有毒物质排放。 （三）空气中各主要气体的性质与用途（核心逻辑：性质决定用途） 1. 氮气 （1）物理性质：无色无味气体，难溶于水，密度略小于空气； （2）化学性质：常温下化学性质极稳定，很难与其他物质发生化学反应，自身不可燃烧，也不支持燃烧； （3）多场景用途 ①食品工业：填充零食包装袋作保护气，隔绝氧气，防止食物氧化腐烂变质； ②农业生产：以氮气为工业原料制作氮肥，供给农作物生长； ③医疗行业：液氮汽化吸收大量热量，用于手术冷冻麻醉、低温保存生物细胞样本； ④金属工业：高温冶炼、金属仓储保护气，隔绝空气防止金属高温氧化。 2. 氧气 （1）物理性质：无色无味气体，不易溶于水，密度略大于空气；液态、固态氧气均为淡蓝色； （2）化学性质：具有助燃性，能供给呼吸，可与多种物质发生氧化反应； （3）多场景用途 ①供给呼吸类用途 a.医疗急救：危重病人、缺氧病人输氧，维持正常呼吸； b.登山潜水：高原登山、深海潜水人员携带氧气瓶，弥补环境氧气不足； c.航天航空：宇航员太空活动全程供氧； ②支持燃烧类用途 a.工业冶炼：炼钢过程通入纯氧，提高炉温，除去生铁中杂质； b.金属切割焊接：乙炔与氧气混合形成氧炔焰，高温切割、焊接金属； c.火箭推进：液态氧用作火箭燃料助燃剂，提供充足氧气支持燃料剧烈燃烧。 3. 稀有气体（包含氦、氖、氩、氪、氙多种气体，属于混合物） （1）物理性质：无色无味气体，通电后能够发出不同颜色的有色光；氦气密度远小于空气； （2）化学性质：化学性质极不活泼，常规条件下不与任何物质反应；极端特殊条件下可发生极少化学反应； （3）多场景用途 ①焊接工业：焊接不锈钢、铝合金时作保护气，隔绝氧气，避免高温金属氧化； ②电光源产业：填充霓虹灯、城市航标灯、相机闪光灯，依靠通电发光制作彩色照明设备； ③气象航空：氦气密度小且不可燃，替代氢气填充探空气球、气象探测气球，规避爆炸风险； ④医疗设备：氙气用于手术室强光照明灯。 （四）保护空气 1. 空气污染物完整分类 （1）有害气体污染物 ①二氧化硫：主要来源煤炭燃烧、金属冶炼工厂废气； ②二氧化氮：主要来源机动车尾气、化工生产废气； ③一氧化碳：主要来源含碳燃料不完全燃烧、汽车尾气； （2）固体颗粒物污染物：可吸入颗粒物、细颗粒物（PM2.5），来源工地扬尘、秸秆焚烧、工厂粉尘排放。 补充关键知识点：二氧化碳不属于空气污染物，过量二氧化碳仅会加剧温室效应。 2. 空气污染多层危害 （1）对人体健康：刺激呼吸道，诱发支气管炎、哮喘；有害气体损伤心肺器官，颗粒物易诱发肺部病变； （2）对自然植被：有害气体灼伤植物叶片，阻碍光合作用，造成农作物大面积减产、森林枯萎； （3）对建筑与水体：二氧化硫、二氧化氮溶于雨水形成酸雨，腐蚀大理石雕像、金属建筑，酸化土壤、河流，破坏水生生物生存环境； （4）全球环境：温室气体过量排放，加剧全球变暖，引发冰川融化、极端天气频发。 3. 分维度空气污染防治措施（答题多角度作答，多写多得分） （1）能源优化层面：推广太阳能、风能、水能等清洁能源，减少煤炭、汽油等化石燃料燃烧； （2）工业生产层面：工厂生产废气经过净化处理，检测达标后再向外排放；工厂增设除尘设备，减少粉尘释放； （3）居民生活层面：绿色出行，优先乘坐公共交通、骑行、步行，减少私家车尾气排放；禁止露天焚烧秸秆、垃圾； （4）生态绿化层面：大面积植树造林，利用植物吸附空气中粉尘、吸收有害气体。 4. 空气质量日报基础指标 （1）空气质量指数； （2）首要污染物； （3）空气质量级别； （4）空气质量状况。 结论：空气质量指数越大，空气质量越差。 三、典型例题（基础+拔高） 1. 基础选择题 （1）题目：下列物质中，属于纯净物的是（ ） A. 洁净空气 B. 矿泉水 C. 液态氮气 D. 澄清石灰水 （2）题目：下列不属于氧气用途的是（ ） A. 炼钢 B. 食品防腐 C. 潜水供氧 D. 金属切割 （3）题目：测定空气中氧气含量实验，不能选用木炭作为实验试剂的原因是？ 2. 拔高简答题 （1）题目：氮气可以用作食品包装袋保护气，请结合性质说明原因。 （2）题目：登山运动员攀登高山时需要携带氧气瓶，请说明氧气对应的用途。 四、分层基础练习 1. 填空题 （1）空气中体积分数最高的气体是______，体积占比约为______。 （2）稀有气体通电发光的过程，发生的是______（填“物理变化”或“化学变化”）。 （3）红磷燃烧实验中，集气瓶底部加水的作用是吸收五氧化二磷、______。 （4）工业炼钢、金属切割利用氧气的性质是______；医院抢救病人输氧利用氧气的性质是______。 2. 选择题 （1）下列试剂不适合用于测定空气中氧气含量的是（ ） A. 红磷 B. 木炭 C. 足量白磷 D.铜粉 （2）下列物质不属于空气污染物的是（ ） A. 二氧化碳 B. 二氧化硫 C. PM2.5 D.一氧化碳 （3）下列用途与稀有气体无关的是（ ） A. 霓虹灯 B. 探空气球填充气 C. 食品保鲜 3. 简答题 （1）简述红磷实验进水体积小于五分之一的两条原因。 （2）写出两条减少空气污染的可行措施。 （3）分两类写出氧气的主要用途，各举一例。 五、知识小结 1. 空气属于混合物，熟记各组分体积分数，掌握混合物、纯净物区分判断方法，能够正确举例。 2. 红磷测定氧气含量为本课题核心实验，熟记试剂选择标准、完整操作、实验现象、实验结论、全套误差分析、装置改进思路。 3. 氮气、稀有气体常温下化学性质稳定，常作为保护气；稀有气体通电发光，可制作各类彩色电光源；氧气有助燃、供给呼吸两大核心用途。 4. 明确空气污染物具体种类、污染带来的多层危害，掌握多维度空气污染防治措施；二氧化碳不属于空气污染物。 六、高频易错警示 1. 空气成分数值标注为体积分数，不可写成质量分数，考试答题极易扣分。 2. 红磷燃烧产物为固体，描述现象只能写“白烟”，禁止写“白雾”，二者概念完全不同。 3. 稀有气体化学性质稳定，但不是绝对不发生化学反应，极端条件下可以发生反应，不可表述为“稀有气体不会发生任何反应”。 4. 二氧化碳不属于空气污染物，温室效应属于环境问题，不属于空气污染。 5. “冰水混合物”名称带“混合”二字，但只含水一种物质，属于纯净物，极易判断错误。 6. 实验必须冷却至室温再打开弹簧夹，未冷却读数结果一定偏小，不可忽略该步骤。 7. 氧气只有助燃性，自身不能燃烧，不可描述为“氧气可以燃烧”。 参考答案与解析 （一）三、典型例题 答案+解析 1. 基础选择题 （1）答案：C 解析：空气、矿泉水、澄清石灰水均含多种物质，属于混合物；液态氮气只含氮气一种物质，属于纯净物。 （2）答案：B 解析：食品防腐使用氮气，氮气化学性质稳定；炼钢、潜水供氧、金属切割均为氧气用途。 （3）标准答案：木炭燃烧生成二氧化碳气体，密闭容器内压强无明显减小，水无法进入集气瓶，无法测量氧气的体积。 2. 拔高简答题 （1）标准答案：氮气常温下化学性质稳定，不易和食品发生反应，能够隔绝氧气，防止食品氧化变质，且氮气无毒无害。 （2）标准答案：高山空气稀薄，氧气含量低，氧气可以供给呼吸，保障登山运动员正常呼吸。 （二）四、分层基础练习 答案+解析 1. 填空题 （1）答案：氮气；78% 解析：空气中氮气体积分数78%，是含量最高的气体。 （2）答案：物理变化 解析：稀有气体通电发光无新物质生成，仅改变发光状态，属于物理变化。 （3）答案：快速降温 解析：瓶底清水一是吸收有毒产物五氧化二磷，二是吸收热量快速冷却装置。 （4）答案：助燃性；能供给呼吸 解析：炼钢、切割金属依靠氧气助燃提高温度；医疗输氧依靠氧气供给人体呼吸。 2. 选择题 （1）答案：B 解析：木炭燃烧生成气体，无法完成氧气体积测定，不能选用。 （2）答案：A 解析：二氧化碳是空气原有成分，不属于空气污染物。 （3）答案：C 解析：食品保鲜使用氮气，和稀有气体无关。 3. 简答题 （1）参考答案：①红磷试剂用量不足，氧气未完全消耗；②装置气密性不好，冷却时外界空气进入瓶内。 （2）参考答案：①推广太阳能、风能清洁能源；②多植树造林吸附粉尘、吸收有害气体。 （3）参考答案：①供给呼吸：医院急救输氧；②支持燃烧：氧气用于炼钢。 1 学科网（北京）股份有限公司 $