2.1空气的成分第1课时课件--2026-2027学年九年级化学科粤版上册

该初中化学课件聚焦空气的主要成分及体积分数，通过“塑料袋内物质”“证明空气存在”等生活情境问题导入，引导学生从生活现象过渡到科学探究，结合拉瓦锡实验、红磷燃烧测定氧气含量实验（含原理、操作、误差分析）构建知识支架，最终总结空气组成及氮气、稀有气体的用途。 其亮点在于融合科学探究与实践，通过红磷燃烧实验的误差分析表格、装置改进（如白磷水浴加热）及数字化实验（传感器测温度压强）培养学生严谨态度，以“性质决定用途”（如氮气防腐、稀有气体制光源）建立化学观念。典例与当堂诊学助学生巩固，教师可借分层研学提升教学效率。

第二单元 空气、物质的构成与组成 2.1 空气的成分 第1课时 1 氮气和稀有气体有用吗 2 空气有哪些成分 1 学习内容导航 2 1.通过本课题的学习，能够说出空气的主要成分及各成分体积分数，记住氧气、氮气、稀有气体的核心用途。 2.通过观察红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验，完整描述实验现象、分析误差，初步建立 “物质性质决定用途” 的化学认知模型。。 3.通过认识空气各组分的作用，体会空气资源对人类生存的重要性，形成严谨规范的实验探究科学态度，感悟化学在保护大气环境中的应用价值。 重点：掌握空气的组成，利用红磷实验测定空气中氧气含量，建立性质决定用途的认知模型 难点：理解测氧实验的原理与误差分析，从宏观现象推导实验的压强变化微观逻辑。 素养锚定·课标定位 观察生活中的各种变化 塑料袋内有没有物质，如果有，是什么？ 空气是一种 “看不到摸不着” 的物质，它与我们的生活最密切。你能提出什么例子证明空气是确实存在的？ 空气是由一种物质还是多种物质组成的呢？ 情境导入 情境导入·问题启思 问题探讨 情境导入·问题启思 空气有哪些成分 01 6 一、空气有哪些成分 1.空气发现史 18世纪初 拉瓦锡定量测定空气的成分 卢瑟福发现氮气 通过燃烧发现空气的复杂性 1772年 1772-1774年 舍勒和普利斯特里 1777年 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 2.拉瓦锡研究空气的成分 图2.1-2 拉瓦锡研究空气成分所用的装置 实验步骤 实验现象 把银白色的液态汞(水银)放在密闭的玻璃容器中，连续加热12天 实验原理 部分汞变成红色粉末，容器里的空气体积则减少了约 ，汞槽里的汞升入钟罩 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 他对剩余的气体进行研究，发现这部分气体既不供给呼吸也不支持燃烧。他认为这些气体全部都是氮气 2.拉瓦锡研究空气的成分 拉瓦锡得出了什么实验结论？ 空气由氮气和氧气组成， 其中氧气约占空气总体积的 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 思考：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？ 2.拉瓦锡研究空气的成分 钟罩液面上升是因为瓶内压强减小。汞与氧气发生化学反应，消耗了容器内的氧气，生成物氧化汞是固体，所以密闭容器压强减小，在外界大气压强的作用下，汞液面上升。由于氧气约占空气体积的1/5，因此水进入集气瓶内的体积也约占容器中空气体积的1/5 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 陆续发现了稀有气体还有氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）等成分 3. 稀有气体的发现 经多位科学家的实验和探究 英国瑞利 1894年稀有气体 英国拉姆齐 1894年稀有气体:氩 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 目的 空气中氧气含量的测定 【实验2-1】实验装置如图2.1-3所示 请在通风橱中进行实验 提示信息 图2.1-3 测定空气中氧气的含量 实验药品： 红磷（暗红色固体） 实验原理： 分层研学·探理悟新 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 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？ 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？ 水和空气 红磷燃烧，发出黄光，产生大量白烟，放热 氧气 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 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 利用红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，使集气瓶内压强减小，集气瓶内外产生压强差。在大气压作用下，烧杯中的水被压入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积即为减小的氧气的体积。 实验原理 上述实验的实验原理是什么？ 实验结论 氧气约占空气体积的1/5 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 1.若集气瓶内的水未上升至处，可能的原因有哪些? ①未冷却到室温就打开止水夹 ②装置气密性不好，使瓶外空气进入集气瓶内； ③红磷量不足或燃烧不完全，没有将集气瓶内空气中的氧气完全反应掉； ④ 有部分水留在导管中未进入集气瓶 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 2.能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验? 不能；木炭、蜡烛、硫粉燃烧都会生成气体，使瓶内的气体压强变化不大，导致测定结果不准确；而不能用铁丝，是因为铁丝在空气中不能燃烧。 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 由此可知，测定空气中氧气体积实验的物质要满足两个条件： ①该物质在空气中能燃烧且只与氧气反应。如不能选用铁、镁等，因为铁在空气中难以燃烧，镁在消耗氧气的同时，还会与氮气、二氧化碳反应。 ②该物质燃烧后的生成物应为固态或液态，所占的空间体积可忽略不计。如不能选用硫、木炭等，因为硫和木炭燃烧后会生成气体。 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 3.剩余气体的主要成分是什么? 科学家们通过许多科学实验证明： 剩下不支持燃烧的气体约占 4/5，其成分是氮气和少量其他气体，如稀有气体、二氧化碳和水蒸气等。 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 总 结 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 拓展延申 装置缺点： ①在空气中点燃红磷，会造成空气污染； ②将燃着的红磷伸入集气瓶时，瓶内气体温度升高，部分气体逸出。 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 拓展延申 Ⅱ. 常见的改进方法 ①当所用耗氧剂红磷不变时，一种办法是改变点燃红磷的方法 (如图 1 所示)；另一种办法是直接用注射器来标示空气中氧气的体积 (如图 2 所示)。 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 拓展延申 Ⅱ.常见的改进方法 ②改用白磷作耗氧剂，点燃白磷的方法主要有水浴加热 (如图 3 所示)、电热板加热 (如图 4 所示) 和灼热的铜丝加热 (如图 5 所示) 等方法，无论哪种加热方法其目的都是不打开装置点燃白磷。 分层研学·探理悟新 空气中氧气含量测定实验的误差分析 原因 影响 测定结果小于1/5 （进入瓶中的水的体积偏小） 装置漏气 冷却至室温后，导致外界空气进入装置 红磷量不足 不能将装置中的氧气消耗完全 导管中事先没有注满水 燃烧冷却后，一小部分水滞留于导管中 未待装置冷却至室温就打开弹簧夹 集气瓶中气体还处于受热膨胀状态，压强变化不明显 测定结果大于1/5 点燃红磷后插入集气瓶的速度太慢或未立即塞上橡胶塞 使集气瓶中部分气体受热逸出 实验前未夹紧弹簧夹 一、空气有哪些成分 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 数字化实验 红磷燃烧利用传感器精确测定空气中氧气含量 利用传感器能精确测定装置内温度和压强的变化 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 曲线上的点 A~B B B~C C~D D~E E 反应程度 反应未开始 刚开始点燃红磷 红磷燃烧 红磷熄灭 装置已恢复至室温 打开弹簧夹后，水倒吸入集气瓶 集气瓶中温度、压强变化 温度、压强不变 温度升高，气体受热膨胀，压强增大 温度升高，集气瓶中氧气被消耗，且一开始反应放热对压强的影响大于反应消耗氧气对压强的影响，压强先增大后减小 温度降低，逐渐恢复至室温，压强减小 温度、压强均无明显变化 温度不变，压强骤然增大 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 注意：各成分的含量是体积分数而不是质量分数 5. 空气的组成成分 气体成分 占空气总体积的百分比/% 氮气 78 氧气 21 稀有气体(氦氖氩氪氙氡) 0.94 二氧化碳 0.03 其他 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。 分层研学·探理悟新 【例1】如图为测定空气中氧气含量的实验装置，下列做法合理的是（ ） A. 用过量的红磷进行实验 B. 红磷点燃后，缓慢伸入瓶中并塞紧橡胶塞 C. 红磷熄灭后，立即打开止水夹 D. 用木炭代替红磷进行实验 A 一、空气有哪些成分 典例剖析·逻辑释疑 【变式】用燃烧红磷法测定空气中氧气的含量时，常常会出现各种操作失误。下列各项操作对实验结果没有任何影响的是（ ） A. 实验开始时，导管处未夹止水夹 B. 实验时燃烧匙中加入过量红磷 C. 橡胶塞未塞紧，部分空气进入集气瓶 D. 实验前不检查装置的气密性 B 一、空气有哪些成分 典例剖析·逻辑释疑 氮气和稀有气体有用吗 02 30 二、氮气和稀有气体有用吗 1. 氮 气 物理性质 ① 通常状况下，氮气是一种无色无味的气体 ② 在标准状况下的密度1.251g·L-1，比空气的密度略小 ③ 难溶于水 ④ 熔点为-209.9℃， 沸点为−195.8℃  分层研学·探理悟新 二、氮气和稀有气体有用吗 1. 氮气 化学性质 化学性质很稳定，常温下难与其他物质发生反应； 一般不燃烧也不支持燃烧 分层研学·探理悟新 二、氮气和稀有气体有用吗 2. 稀有气体 定义 稀有气体一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体” 内容 氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称，属于混合物 性质 物理性质：通常状况下，没有颜色、没有气味、难溶于水的气体，通电时发出不同颜色的光； 化学性质：很不活泼 分层研学·探理悟新 二、氮气和稀有气体有用吗 2. 稀有气体 稀有气体一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体” 氦气——粉红色光 氖气——红光 氩气——蓝紫色光 氙气——特强白光 分层研学·探理悟新 【例2】如图是空气中各成分体积分数示意图。其中 “b” 代表的是（ ） A. 氮气　　　　B. 氧气 C. 二氧化碳　　D. 稀有气体 B 一、空气有哪些成分 典例剖析·逻辑释疑 【变式】关于空气及其成分的说法，不正确的是（ ） A. 氮气化学性质稳定，可作保护气 B. 氦气可代替氢气作探空气球 C. 稀有气体通电发出不同颜色的光，可制作电光源 D. 液氮可用于冷冻麻醉，是利用其化学性质稳定 D 一、空气有哪些成分 典例剖析·逻辑释疑 （一）空气发现史 （二）拉瓦锡空气成分的测定 （三）空气中氧气含量的测定 结论：氧气约占空气体积的1/5 （四）空气的组成 充氮包装 （一）氮气 低温、常温条件下化学性质稳定 充氮灯泡 高温等条件下可参与化学反应 制取氮肥 合成染料 惰性气体用于焊接作保护气 （二）稀有气体 通电发出各种颜色的光：用于制作霓虹灯、激光技术 氦气密度很小，化学性质稳定，用于探空气球 空气的成分 空气的组成 氮气和稀有气体的用途 体系梳整·认知升华 1．下列说法中不正确的是（ ） A. 食品包装中充入氮气以防腐 B. 稀有气体用于制成多种用途的电光源 C. 氧气用于医疗急救和炼钢等 D. 氧气约占空气质量的1/5 D 当堂诊学·成效校验 2．实验是科学探究的重要方法。如图甲、乙所示为测定空气中氧气含量的两套实验装置，请结合图示回答问题： 查阅资料可知，铜粉与氧气在加热的条件下会发生反应，生成氧化铜固体。 当堂诊学·成效校验 (1) 写出红磷燃烧的文字表达式：              (2) 选择图乙装置进行空气中氧气含量测定实验，打开止水夹，进行实验，在整个实验过程中，可观察到活塞的移动情况是              (3) 图乙装置的试管中空气的体积为 25 mL，反应前注射器活塞位于 15 mL 刻度处，反应后注射器活塞位于 9 mL 刻度处，实验测得的氧气的含量       （填 “偏大” 或 “偏小”），其原因可能是          先向右移动，然后再向左移动 偏小 铜粉的量不足（或装置漏气或没有冷却至室温就读数） 当堂诊学·成效校验 (4) 与图甲实验相比，图乙实验的优点是         (5) 为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师利用传感器技术定时测定了图甲装置内的压强、温度和氧气浓度，其变化趋势如图丙所示。 ① Ⅰ 曲线表示的是    的变化趋势。 ②结合 Ⅰ、Ⅱ 两条曲线，解释图丙中 BC 段压强变化的原因：               实验结果更准确（或无污染） 温度 BC 段红磷燃烧放热导致的压强增大程度大于氧气减少导致的压强减小程度。 当堂诊学·成效校验 感谢观看 42 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) $