2.1我们周围的空气第1课空气的组成课件--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展开，涵盖空气成分测定、纯净物与混合物分类等核心知识点。通过“用实验或生活实例证明空气存在”的新课导入引发思考，结合拉瓦锡实验预习检测奠定基础，再以红磷燃烧实验探究氧气含量，形成从历史到实验再到概念的递进式学习支架。 其亮点在于突出科学探究与实践，通过拉瓦锡实验视频、红磷实验步骤及误差分析（如装置气密性、红磷用量等关键要点）培养学生探究能力，结合科学思维，通过典例剖析（如纯净物判断）和实验成败总结构建知识网络。学生能提升实验操作与分析能力，教师可借助系统资源高效教学。

第1课 空气的组成 R · 九年级化学上册 课题一 我们周围的空气 1.7.2013 同学们好，欢迎来到今天的化学课堂。今天，我们将一起探索一个与我们息息相关，却又常常被忽略的物质——空气。我们将揭开它神秘的面纱，了解它到底是由什么组成的。让我们一起开始今天的学习之旅吧！ ‹#› 学习目标 01 揭开空气的神秘面纱 探究空气的组成奥秘，弄清楚我们每天呼吸的气体由哪些成分构成，以及各成分所占的体积比例。 02 认识纯净物与混合物 建立基础的化学物质分类概念，理解由单一物质组成的“纯净物”与多种物质混合而成的“混合物”的本质区别。 1.7.2013 同学们好！今天我们要一起探索一个非常熟悉，但又充满奥秘的东西——我们周围的空气。通过这节课的学习，我们要达成两个小目标：第一，揭开空气的神秘面纱，弄清楚它的成分；第二，认识两个新朋友——纯净物和混合物。大家有没有信心和老师一起完成这两个目标呢？好，让我们开始今天的奇妙旅程吧！ ‹#› 预习检测 (1) 过程①：把银白色液态汞放在______容器里，连续加热12天。 (2) 现象①：部分汞变成______，容器内空气体积约减少1/5，剩余气体主要是______。 (3) 过程②：收集红色粉末加强热，将生成的气体放回原容器中。 (4) 现象②：混合后气体的性质与空气的性质______。 (5) 结论：空气由______和______组成，氧气约占空气体积的1/5。 密闭 红色粉末 氮气 1.拉瓦锡研究空气的成分 完全一样 氧气 氮气 1.7.2013 在上课之前，老师想先考考大家，看看谁是预习小能手！我们先来回顾一下伟大的化学家拉瓦锡的实验。他通过一系列精巧的操作，得出了一个划时代的结论：空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的五分之一。这个实验为我们认识空气打开了科学的大门。 ‹#› 预习检测 2.空气的成分按体积计算，大约是：氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.03%，其他气体和杂质约占0.03%。 3.混合物是由两种或两种以上的物质混合而成的物质；纯净物是只由一种物质组成的物质，具有固定的组成和性质。 1.7.2013 非常好！看来大家预习得都不错。那我们再来精确地看一下，空气这个大家庭里，到底都有哪些成员。按体积计算，氮气占了绝大部分，约78%，氧气约占21%。剩下的还有稀有气体、二氧化碳等。像空气这样由多种物质组成的，我们叫它混合物；而像氮气、氧气这样只由一种物质组成的，就叫纯净物。 ‹#› 新课导入 我们周围存在一种“看不到摸不着”的物质——空气，它与我们的生活息息相关。 你能用一个简单的实验或生活实例，来证明空气确实存在吗？ 1.7.2013 同学们，我们刚才一直在谈论空气。它看不见，也摸不着，但它确确实实地存在于我们周围。大家能开动脑筋，用一个简单的实验或者生活中的例子，向老师证明空气真的存在吗？比如吹气球、感受到风、或者把杯子倒扣在水里水进不去，这些都能证明空气的存在。空气不仅存在，而且和我们的生活息息相关。那么，今天我们就来深入地研究一下，这个神奇的空气到底是由什么组成的。 ‹#› 课堂探究 二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。 【点击观看拉瓦锡空气组成实验视频】 知识点1 拉瓦锡研究空气的成分实验 1.7.2013 要了解空气的组成，我们必须提到一位关键人物——二百多年前的法国化学家，拉瓦锡。他是第一个用“定量”的方法，也就是精确测量的方法，来研究空气成分的人。他的实验非常经典，让我们通过一个视频，一起穿越回那个年代，看看拉瓦锡是如何一步步揭开空气神秘面纱的。 ‹#› 拉瓦锡得出了什么实验结论？ 课堂探究 实验证明，空气并非单一物质，而是由氮气（N₂）和氧气（O₂）组成的混合物。 其中，氧气约占空气总体积的1/5（即20%），氮气约占4/5。这一发现彻底否定了“燃素说”，开启了近代化学定量研究的新纪元。 1.7.2013 视频看完了，相信大家对拉瓦锡的实验有了更直观的感受。那么，谁能告诉老师，通过这个著名的实验，拉瓦锡最终得出了什么结论呢？没错！拉瓦锡的结论就是：空气主要是由氮气和氧气组成的，其中氧气约占空气总体积的五分之一。这个结论，为我们现代化学奠定了重要的基础。 ‹#› 仿照拉瓦锡实验原理 测定空气中氧气含量 思考与讨论 01.集气瓶内加少量水，将水面上方空间用记号笔平均分成5等份并标记。 02.用弹簧夹夹紧乳胶管，在燃烧匙中放入足量红磷，点燃使其燃烧。 03.迅速将燃烧匙伸入集气瓶并塞紧瓶塞，待红磷熄灭后冷却至室温。 04.打开弹簧夹，观察烧杯中的水进入集气瓶的体积及位置变化。 注意：装置气密性需良好 实验步骤： 1.7.2013 拉瓦锡的实验虽然经典，但操作起来比较复杂。所以，在我们的实验室里，通常会用一个更简单、更安全的实验来验证这个结论。这个实验的主角是红磷。下面是实验步骤，请大家仔细看，想一想每一步的目的是什么。 ‹#› 上述实验的实验原理是什么？ 思考与讨论 红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，其燃烧产物为固体五氧化二磷，不会占据气体体积，导致容器内气压减小。在外界大气压的作用下，烧杯中的水会被压入集气瓶，进入容器内水的体积，即为容器内被消耗的氧气的体积。 1.7.2013 实验看完了，现象非常明显。那大家有没有想过，这个实验的原理是什么呢？为什么水会进入集气瓶呢？其实原理很简单：首先，红磷燃烧消耗了瓶内的氧气；其次，瓶内气压减小；最后，外面的大气压就把水压进了瓶子里。所以，进入瓶内水的体积，就等于被消耗掉的氧气体积。 ‹#› 01. 实验现象观察： ① 红磷剧烈燃烧，产生浓厚的白色烟雾，放出大量的热，随后火焰逐渐熄灭； ② 待装置完全冷却至室温后，打开止水夹，烧杯中的水沿导管倒吸入集气瓶中，最终水面上升约占瓶内空气体积的1/5。 【实验结论】由此证明，空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5（剩余气体主要为氮气）。 【反应原理】红磷 + 氧气$\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$五氧化二磷 （现象解释：红磷燃烧消耗氧气，使瓶内压强减小，导致水倒吸） 思考与讨论 1.7.2013 我们再来回顾一下实验中观察到的现象和得出的结论。实验中，我们看到红磷燃烧产生大量白烟，放热。冷却后打开夹子，水进入集气瓶约五分之一。这就证明了我们的结论：氧气约占空气总体积的五分之一。这个反应的文字表达式是：红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷。 ‹#› 思考与讨论 实验测得氧气体积小于 1/5 的主要原因分析： ① 红磷的用量不足，未能将集气瓶内的氧气完全消耗殆尽； ② 装置的气密性不佳，实验过程中外界空气进入瓶内或内部气体逸出； ③ 装置未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内剩余气体受热膨胀，占据了部分体积。 (1) 拉瓦锡通过定量实验得出“氧气约占空气总体积 1/5”的结论。但在我们的分组实验中，为何测得进入集气瓶的水的体积往往小于 1/5 呢？ 1.7.2013 理论上，我们测得的氧气体积应该正好是1/5。但在实际操作中，我们常常发现，进入集气瓶的水会少于1/5。这是为什么呢？主要有三个可能的原因：第一，红磷不够多，没把氧气烧完；第二，装置漏气了，外面的空气跑进去了；第三，没等冷却就打开夹子，气体还在膨胀。 ‹#› 思考与讨论 (2)红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气？ 随着燃烧的进行，瓶内氧气含量逐渐降低。当氧气浓度不足以支持红磷继续燃烧时，红磷就会熄灭，因此瓶内通常会残留少量的氧气。这正是导致我们在实验中测定出的氧气体积分数往往小于理论值的重要原因之一。 1.7.2013 刚才我们讨论了结果偏小的原因。现在老师再问大家一个更深层次的问题：当红磷熄灭后，瓶内还有没有剩余的氧气呢？答案是：很可能有！因为当氧气浓度太低时，红磷就无法继续燃烧了。所以，瓶底很可能还残留着少量的氧气，这也是导致我们测定结果偏小的一个原因。 ‹#› 总结归纳 测定空气中氧气的含量 · 实验成败关键 01 点燃后迅速伸入 防止白烟逸散造成误差，确保反应在密闭环境中瞬间启动，减少热量与气体损失。 02 立即塞紧瓶塞 装置气密性是核心，若漏气会导致外界空气进入，使最终进入的水量小于1/5体积。 03 红磷必须过量 足量红磷才能将瓶内氧气完全耗尽，若红磷不足，氧气残留会导致实验结果偏小。 04 伸入集气瓶中下部 使红磷燃烧范围覆盖瓶内主要区域，让氧气与红磷充分接触反应，避免局部残留。 05 瓶底预先加少量水 双重作用：一是吸收有毒的五氧化二磷白烟，二是吸收反应放出的热量，加速冷却。 06 冷却至室温再开止水夹 反应放热使瓶内气压偏高，若未冷却就读数，瓶内压强大于理论值，进水量会偏少。 07 准确观测进水体积 进入瓶内的水的体积，即为消耗的氧气体积，约占集气瓶容积的五分之一。 1.7.2013 通过刚才的讨论，我们知道了这个实验要成功，每一步都至关重要。老师帮大家总结了几个关键的“注意事项”：点燃后要迅速伸入、塞紧瓶塞、红磷要过量、瓶底要加水、必须冷却后再打开夹子。这些细节决定了我们实验的成败。 ‹#› 典例剖析 测定空气里氧气含量的实验装置和步骤如下(气密性已检查): ① 在集气瓶内加入少量水，并将水面上方空间分为5等份； ② 用弹簧夹夹紧乳胶管，确保装置气密性良好； ③ 点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并塞紧瓶塞； ④ 红磷熄灭后，立即打开弹簧夹，观察水进入集气瓶的体积。 问题：以上步骤中存在操作错误的是哪一步？ ( ) A. ① B. ② C. ③ D. ④ 答案：D解析：红磷熄灭后不能立即打开弹簧夹，必须待装置“冷却至室温”后再打开。若立即打开，瓶内剩余气体因受热膨胀，会导致进入的水体积偏小，使测量结果偏低。 1.7.2013 理论学完了，我们来练练手。下面这道题考察的就是我们刚才总结的实验步骤。大家仔细看，找出其中有错误的步骤。问题出在步骤④，我们刚刚反复强调，必须“待红磷熄灭并冷却至室温”后才能打开弹簧夹。如果“立即”打开，会因为气体受热膨胀导致结果偏小。所以这道题选D。 ‹#› (1)纯净物有固定的组成，混合物没有固定的组成。 (2)组成混合物的各物质之间不发生化学反应，它们各自保持各自的性质。如空气中的氧气和氮气就各自保持了自己的性质。 同学们，你们还能举出哪些例子呢？ 思考与讨论 1.7.2013 很好！实验部分我们掌握得不错。现在我们回到概念部分，再深入理解一下纯净物和混合物。纯净物有固定的组成，而混合物没有。并且，混合物里的各种物质不会发生化学反应，各自保持自己的性质。比如空气中的氧气仍然支持燃烧。同学们，你们还能举出哪些生活中常见的纯净物和混合物的例子呢？ ‹#› 下列物质中，属于纯净物的是( ) 典例剖析 A.新鲜空气 B.矿泉水 C.澄清的石灰水 D.冰水共存物 (由氮气、氧气等多种物质组成，属于混合物) (含有水和矿物质等多种成分，属于混合物) (冰和水是同种物质的不同状态，属于纯净物) (含有水和氢氧化钙两种物质，属于混合物) D √ × × × 1.7.2013 概念清楚了，我们来做一道题巩固一下。判断下面哪个是纯净物。新鲜空气、矿泉水、澄清石灰水，都是由多种物质组成的混合物。而冰水共存物，冰和水只是同一种物质的不同状态，本质上还是一种物质，所以它是纯净物。因此，正确答案是D。 ‹#› 课堂总结与回顾 梳理核心知识点 · 回顾实验探究逻辑 · 巩固科学认知体系 通过对本节课重点内容的系统复盘，我们将零散的知识点串联成完整的知识网络， 不仅加深对核心概念的理解，更能发现学习中的薄弱环节，为后续的深入学习筑牢基础。 1.7.2013 好了，同学们，今天的新知识我们已经学习完毕。接下来，让我们一起对本节课的内容进行一个全面的总结，看看大家都掌握了多少。 ‹#› 空气是由什么组成的 测定氧气含量 空气的成分 混合与纯净物 核心要点：利用红磷燃烧消耗密闭容器内的氧气，使容器内压强减小，通过进入水的体积确定氧气含量。现象为产生大量白烟，水进入约1/5体积。 01 体积分数：氮气(N₂)约78%，氧气(O₂)约21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%。 02 概念辨析：混合物由多种物质组成（如空气），无固定性质；纯净物由一种物质组成（如氧气、氮气），有固定的组成和性质。 课堂小结 1.7.2013 这节课我们主要围绕“空气的组成”展开了学习，核心内容可以概括为三点：第一，我们学习了如何用红磷燃烧实验来测定空气中氧气的含量，并掌握了其原理、现象和结论。第二，我们明确了空气的具体成分和各成分的体积分数。第三，我们区分了混合物和纯净物这两个重要概念。大家都掌握了吗？ ‹#› 课后练习 1. 臭氧(O₃)主要分布在距地面10~50 km的高空，它能吸收大部分紫外线，保护地球生物。臭氧属于（ ）。 A. 纯净物 B. 混合物 C. 氧气 D. 稀有气体 答案：A 2. 空气的成分以______和氮气为主，其中按体积计，氮气约占空气体积的78%，氧气约占空气体积的21%。 答案：氧气 1.7.2013 非常好！现在是检验大家学习成果的时候了。我们来做几道课后练习题。第一题，臭氧（O₃）是由一种物质组成的，所以它是纯净物，选A。第二题，空气的成分以氧气和氮气为主。 ‹#› 课后练习 3.用来测定空气成分的方法有很多，如图1所示是用红磷在空气中燃烧来测定。 第一步：将集气瓶的容积分为五等份，并做好标记。 第二步：点燃燃烧匙内的红磷，伸入集气瓶中并把塞子塞紧。 第三步：待红磷熄灭并冷却后打开弹簧夹，水被吸入集气瓶，进入的水的体积约为总容积的______。 参考答案：1/5（约占集气瓶内空气体积的五分之一） 图 1 红磷燃烧实验装置 1.7.2013 我们再来看一道综合性的实验题。这是我们课堂上做过的红磷燃烧实验。根据我们的实验结论，进入集气瓶中的水的体积应该约为集气瓶总容积的五分之一。 ‹#› 课后练习 (3)某同学对实验过程进行反思后，提出了改进方法如图2所示，你认为改进后的优点是操作简便、实验更准确且环保。 图2 请回答下列问题： (1)集气瓶中剩余的气体主要是氮气(N₂)。 (2)若进入水的体积不到1/5，原因可能是装置气密性不佳，红磷的量不足（或未冷却至室温就打开止水夹）。 1.7.2013 继续看这道题的后续问题。第一问，集气瓶中剩余的气体主要是什么？第二问，如果水不到五分之一，可能的原因有哪些？第三问，看图2，这个改进装置有什么优点？大家可以先思考一下。 ‹#› 【实验解析】 01 气体成分与现象原理 空气中氧气约占总体积的1/5，氮气约占4/5。红磷燃烧消耗瓶内氧气，使瓶内压强减小，外界大气压将烧杯中的水压入集气瓶，最终剩余气体主要为氮气。 02 实验结果偏小的三大原因 ① 红磷用量不足，瓶内氧气未被完全消耗；② 装置气密性差，实验过程中发生漏气；③ 未冷却至室温就打开弹簧夹，气体受热膨胀导致压强偏大。 03 改进装置的核心优势 实验全程在密闭环境中进行，从根本上避免了装置漏气的问题，同时减少了生成物逸散，既保证了实验结果的准确性，也更符合绿色环保的实验要求。 1.7.2013 这道题的答案是什么呢？我们一起来分析一下。第一问，剩余气体主要是氮气。第二问，导致结果偏小的原因，就是我们课堂上讨论过的：红磷量不足、装置漏气、没有冷却就打开夹子。第三问，改进装置的优点是，它始终在密闭环境中进行，避免了漏气，让实验结果更准确，也更环保。 ‹#› 课后练习 (3)某同学对实验过程进行反思后，提出了改进方法如图2所示，你认为改进后的优点是？ 图2 请回答下列问题： (1)集气瓶中剩余的气体主要是？ (2)实验完毕，若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5，原因是？ 经分析，导致该结果的可能因素为： ①装置漏气；②红磷量不足； ③未冷却至室温就打开弹簧夹。 氮气 装置始终密闭，无空气逸出； 实验结果更准确，且更环保无污染。 1.7.2013 好了，现在老师公布这道题的完整答案。第一问是氮气。第二问的原因有装置漏气、红磷量不足、未冷却到室温就打开弹簧夹等等。第三问改进后的优点是装置始终密闭，实验结果更准确，也更环保。大家都答对了吗？ ‹#› $