2.1我们周围的空气第2课时空气是一种宝贵的资源 保护大气环境课件--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及氧气、氮气、稀有气体的性质与用途展开，通过深呼吸体验和生活问题导入，结合思考讨论建立认知，再以表格呈现组成，逐步深入气体性质与用途，构建从生活到理论再到应用的学习支架。 其亮点在于突出科学探究与实践，设计“薯片袋气体探究”“空气占据空间实验”等活动，结合化学观念强调“性质决定用途”，通过思维导图小结知识。学生能提升用化学视角解释生活的能力，教师可借助丰富互动活动提高教学效率。

空气是一种宝贵的资源 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。在开始今天的奇妙旅程之前，老师想问问大家，我们每天都在做一件事，这件事从我们出生那一刻起就从未停止，而且我们一刻也离不开它。大家能猜到是什么吗？没错，就是呼吸！我们每时每刻都在呼吸着空气。但是，你有没有想过，我们吸进去的空气，它到底是什么样的？它里面都藏着哪些秘密成员？这些成员又有哪些超能力，在我们的生活中大显身手呢？今天，就让我们一起变身小小科学家，带上好奇心，深入探索我们身边最熟悉的朋友——空气。 ‹#› 学习目标 核心成员我了解 深入认识氧气、氮气及稀有气体的物理性质、化学特性，掌握它们在生产生活中的核心用途与应用场景。 学以致用我能行 学会用化学的视角观察生活现象，解释食品防腐、霓虹灯发光等日常问题，提升科学认知与实践应用能力。 1.7.2013 通过这节课的学习，我们将要解锁两个主要成就。首先，我们将重点认识三位“核心成员”：活泼好动的氧气、沉稳内敛的氮气，以及神秘又多才多艺的稀有气体。我们会深入了解它们各自的“性格”和“超能力”。其次，学完这节课，你将能够解释生活中的很多现象，比如为什么薯片袋子总是鼓鼓的？为什么霓虹灯会发出五彩斑斓的光？你将学会用化学的眼光去观察和理解这个世界。准备好了吗？让我们一起开启这场精彩的空气探秘之旅吧！ ‹#› 01 新课导入 🌿 课堂小体验：请大家闭上眼睛，跟老师一起做一个深呼吸——深深地吸气，再缓缓地呼气。 🤔 思考时刻：空气就在我们身边，我们时刻都在呼吸它。它看不见、摸不着，似乎平淡无奇。 但是，你真的了解它吗？它究竟是由什么组成的？为什么说它是地球上一切生命的基础？今天，就让我们一起走进空气的世界，揭开它的神秘面纱。 1.7.2013 同学们，请大家先跟老师一起做一个深呼吸。深深地吸一口气，再缓缓地呼出来。感觉怎么样？是不是觉得神清气爽？我们每天都在这样呼吸，空气似乎是最普通、最不起眼的东西。但它真的普通吗？让我们来思考几个问题。 ‹#› 空气是生命 存在的基础 思考与讨论 (1)如果没有空气，我们能活多久？这说明了什么？ (2)点燃的蜡烛为什么能燃烧？离开了空气还能继续燃烧吗？ 空气里含有 支持燃烧的物质 1.7.2013 大家可以讨论一下，如果没有空气，我们能活多久？这显然引出了空气对生命的重要性。再看第二个问题，大家看过魔术表演吗？其实，我们身边的空气，就像一个伟大的魔术师。比如，点燃的蜡烛为什么能燃烧？离开了空气，它还能燃烧吗？我们可以现场做一个简单的小实验：用烧杯罩住燃烧的蜡烛，观察其熄灭。刚刚的小实验告诉我们，空气里有一种物质，是支持燃烧必不可少的。它是谁呢？空气里除了它，还有没有其他成员呢？它们又在扮演着什么样的角色？这些问题的答案，就藏在我们今天的课程里。 ‹#› 空气的组成——一个庞大的“混合家族” 气体成分 体积分数（约） 氮气 (N₂) 78%（含量最高） 氧气 (O₂) 21%（维持生命） 稀有气体 0.94% CO₂ 及其他杂质 0.06%（微量） 💡 氮气：空气的“第一大户” 🔥 氧气：生命活动的“动力源” 【知识延伸】空气是典型的混合物，没有固定的熔沸点。氮气和氧气是其核心成分，二者合计占空气体积的99%左右。 1.7.2013 首先，让我们来揭开空气家族的神秘面纱。空气并不是一种单一的物质，而是由多种气体混合而成的。想象一下，空气是一个巨大的派对，里面来了很多客人。在这个派对上，有两位绝对的主角，它们占据了绝大部分空间。第一位主角是氮气，它非常低调，占据了派对大约78%的座位。第二位主角是氧气，它是派对里最活跃的明星，大约占了21%的座位。除了这两位主角，还有稀有气体、二氧化碳和其他杂质等特邀嘉宾。所以，同学们，记住这个重要的结论：空气是一种混合物，它的主要成分是氮气和氧气。 ‹#› （1）颜色气味：常温常压下，氧气是 的气体。 课堂探究 无色、无味 （4）实验应用：利用氧气不易溶于水的性质，实验室可采用法 收集；因其密度比空气略大，也可采用向上排空气法。 （2）密度特性：标准状况下，氧气的密度比空气密度 ，为1.429g/L（空气约1.293g/L） 。 （3）溶解能力：氧气溶于水，1L水约溶解30mL氧气，可供水中生物呼吸。 略大 1.429g/L 排水集气法 重要性质 密度更大 1.7.2013 接下来，我们来隆重介绍空气家族里最受大家欢迎的明星——氧气！首先看它的“性格”，也就是物理性质。氧气在常温常压下，是一种无色、无味的气体。它就像一个透明的精灵，我们看不见也摸不着。但它非常重要，在标准状况下，它的密度比空气略大一点。还有一个有趣的特点，它不容易溶于水，但鱼儿在水里能呼吸，就是因为水里溶解了一点点氧气。 ‹#› 4.课堂探究 知识点1 氧气的用途——供给呼吸 1.氧气的“超能力”解析 (1)供给呼吸：生命的能量引擎 万物生存之基 人类、动物及部分植物维持生命活动的核心，驱动体内能量代谢反应，保障机体正常运转。 医疗急救保障 为危重病人、呼吸困难者提供高浓度氧气支持，维持血氧饱和度，是抢救生命的关键手段。 极端环境补给 潜水员水下作业的“生命之源”，也是登山者应对高海拔空气稀薄、缺氧问题的必备装备。 1.7.2013 氧气最大的特点就是化学性质比较活泼，它就像一个热心肠的伙伴。它的第一个超能力就是供给呼吸，这是对我们最重要的超能力。我们吸入氧气，在体内进行复杂的化学反应，释放出能量，让我们能够跑步、学习、玩耍。比如，在医院里，危重病人需要吸氧；潜水员在水下，氧气瓶是他们的生命之源；登山运动员攀登高山时，也需要携带氧气瓶来补充氧气。 ‹#› 课堂探究：氧气的用途（2） 超能力二：支持燃烧 炼钢 化工 航天 气焊 气割 1.7.2013 氧气的第二个超能力是支持燃烧。这是氧气最广为人知的超能力。我们点燃火柴、蜡烛，家里烧菜用的天然气，工厂里炼钢，都需要氧气的帮助。氧气浓度越高，燃烧就越剧烈。比如，铁丝在空气中烧不起来，但在纯氧里就能剧烈燃烧，火星四射！大家看过火箭发射吗？火箭发动机里的燃料需要大量的氧气才能产生巨大的推力，所以火箭都会携带庞大的氧化剂。 ‹#› ①氮气在常温常压下，属于什么状态与气味？ 氮气的性质 无色、无味的气体 ④从外观特征来看，氮气与氧气的关系就像？ ②对比空气的平均密度，氮气的密度表现如何？ ③将氮气通入水中，其在水中的溶解性是？ 密度比空气略小 难溶于水 一对“双胞胎” 1.7.2013 介绍完活泼的氧气，我们再来认识一下它的邻居——氮气。如果说氧气是‘火’，那氮气就是‘冰’。它的性格和氧气截然相反。氮气在常温常压下，也是无色、无味的气体。它的密度比空气略小一点，也难溶于水。从外表看，它和氧气简直像一对双胞胎。 ‹#› 课堂探究 氮气的用途（一）：作保护气 为什么能做保护气？ 氮气的化学性质极不活泼，在常温下很难与其他物质发生化学反应，被称为“惰性气体”之一。 这种“懒惰”的特性，使它能有效隔绝氧气，防止物质被氧化、腐蚀或腐烂，是理想的天然保护气。 01 食品防腐与保鲜 薯片、饼干等膨化食品包装袋中充入氮气，既能防止食品被挤压破碎，又能隔绝氧气和水分，抑制细菌繁殖，防止食品氧化变质，延长货架期。 02 保护精密灯丝 在白炽灯等电光源中充入氮气，可防止钨丝在高温下与氧气发生氧化反应而烧断，同时能减少钨丝的蒸发损耗，显著延长灯泡的使用寿命。 03 金属焊接防护 在金属焊接或切割过程中，通入氮气作为保护气，能隔绝空气，防止高温下的金属与氧气、氮气发生反应而产生脆性化合物，确保焊接质量。 1.7.2013 氮气最大的特点是化学性质不活泼，非常稳定。在常温下，它像一个沉默寡言的‘和平主义者’。正是这个‘懒惰’的特性，让它在生活中有了大用处。它的第一个超能力就是作保护气。因为它不活泼，所以可以用来隔绝氧气，防止物质被氧化或腐烂。比如，大家爱吃的薯片包装袋里就充的是氮气，既能防止食品被压碎，又能防腐。我们用的电灯泡里也会充入氮气来保护灯丝。 ‹#› 课堂探究 2.超能力二：制造氮肥 01 核心制备原理 在高温、高压条件下，以铁触媒为催化剂，氮气与氢气发生反应生成氨气(NH₃)，这是工业合成氮肥的第一步。 02 农业的“粮食” “庄稼一枝花，全靠肥当家”。氮肥能促进作物茎叶生长，增强光合作用，是保障粮食高产的关键肥料。 关键概念：氮的固定 将空气中游离态的氮气(N₂)转化为含氮化合物（如氨气、硝酸盐等）的过程，称为“氮的固定”。这是让大气中的氮元素能够被生物利用的关键步骤。 固氮的两种方式： ①自然固氮：雷电作用下的大气固氮、豆科植物根瘤菌的生物固氮； ②人工固氮：工业合成氨（哈伯法），是目前人类获取氮肥的主要途径。 1.7.2013 氮气的第二个超能力是制造氮肥。虽然氮气在常温下很稳定，但在高温、高压和催化剂的作用下，它可以和氢气反应，生成氨气，进而制造出各种氮肥。俗话说‘庄稼一枝花，全靠肥当家’，氮肥是农业生产中不可或缺的重要肥料，能让庄稼长得更茁壮。这一将空气中的氮气转化为可被植物利用的氮元素的过程，我们称之为‘氮的固定’。 ‹#› 课堂探究 3.氮气的医疗与科技用途 01 生物冷冻保存 利用-196℃的超低温环境，长期稳定存储干细胞、疫苗、人体组织及珍贵生物样本，被誉为生物医学的“生命银行”。 02 冷冻麻醉技术 在外科手术（如氩氦刀微创治疗）中充当冷冻麻醉剂，通过极速降温阻断神经传导，实现局部无痛并减少术中出血。 03 低温超导基石 为超导材料提供临界低温环境，使其呈现零电阻特性，是磁悬浮列车、核磁共振（MRI）等高科技的核心支撑。 液氮：解锁超低温的“冷能密码” 液氮是氮气的液态形态，标准大气压下沸点为-196℃，具有无色、无味、无腐蚀性且易挥发的物理特性。这种极致低温赋予了它独特的应用价值，使其成为连接基础科学与尖端技术的桥梁。 在医疗领域，它不仅是保存生命样本的“保鲜剂”，更是微创治疗的“手术刀”；在科技前沿，它为超导技术提供必要的低温环境，让电能传输损耗降至零，推动着能源、交通与医学影像技术的不断革新。 1.7.2013 氮气的第三个超能力体现在医疗与科技领域。液态氮的温度极低，达到零下196℃，可以用来冷冻和保存生物样本，或者在外科手术中作为冷冻麻醉剂。此外，许多超导材料也需要在液氮提供的低温环境下才能显示出超导特性，这在磁悬浮列车等高科技领域有重要应用。 ‹#› 课堂探究 (1)稀有气体家族成员众多，核心包含氦、氖、氩、氪、氙等，它们在空气中的体积分数极低，自然存量稀少。 (2)稀有气体是无色无味的气体，因在大气中含量远低于氮气、氧气，分布稀缺，故而被称作“稀有气体”。 (3)稀有气体的化学性质极不活泼，比氮气更难与其他物质发生化学反应，因此也被称为“惰性气体”，常作保护气。 (4)稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可制霓虹灯、航标灯等电光源；氦气还可填充探空气球，也用于激光与低温技术。 1.7.2013 最后，我们来认识一下空气家族里那群神秘的‘贵族’——稀有气体。它们包括氦、氖、氩、氪、氙等。它们之所以被称为‘稀有’，是因为在空气中的含量非常少。它们都是无色、无味的气体，化学性质比氮气还要‘懒惰’，是真正的‘隐士’，极难与其他物质发生反应。因此，它们也被称为‘惰性气体’。 ‹#› 课堂探究 稀有气体的用途（1）：制造霓虹灯 💡 霓虹灯光源的秘密：辉光放电 将稀有气体充入真空玻璃管中，通电后原子受激会释放出不同波长的可见光，这便是霓虹灯色彩的来源。 ● 氖气 Ne：发出鲜艳夺目的红光，是传统霓虹灯的标志性色彩。 ● 氩气 Ar：呈现深邃的蓝紫色冷光，常作为填充气增强亮度。 ● 氦气 He：透出柔和浪漫的粉红色光，多用于营造温馨氛围。 ● 氪气 Kr：释放明亮的黄绿色光，适用于户外高亮指示牌。 1.7.2013 别看稀有气体平时‘不理人’，一旦给它们施加能量，比如通电，它们就会展现出惊人的‘才艺’。它们的第一个超能力就是制造霓虹灯。这是稀有气体最炫酷的应用！将不同的稀有气体充入玻璃管中，通电后，它们会发出不同颜色的光。比如，充入氖气会发红光，充入氩气会发蓝紫色的光。人们把这些不同颜色的灯管组合起来，就变成了我们夜晚看到的五彩斑斓的霓虹灯广告。 ‹#› 课堂探究 稀有气体的用途（2） 01 焊接工艺的“安全盾” 利用稀有气体“极不活泼”的惰性，氩气常作为焊接精密仪器、半导体元件的保护气，隔绝氧气防止金属氧化，保证焊接精度。 02 安全的“浮空大师” 氦气密度仅大于氢气，且化学性质稳定、不可燃，是填充气球和飞艇的首选。氢气因易燃易爆被明令禁止用于民用气球填充。 ⚠ 安全警示 市面上所谓的“氢气球”极其危险，遇明火或静电会剧烈爆炸。正规的庆典气球均应填充氦气。 1.7.2013 稀有气体的第二个超能力是作保护气和填充气球。利用它们‘懒惰’的特性，氩气常被用作焊接精密仪器时的保护气，效果比氮气更好。而氦气是密度第二小的气体，而且化学性质稳定，不会燃烧，非常安全，所以我们用来放飞的气球，里面充的就是氦气。大家要记住，氢气虽然密度更小，但易燃易爆，非常危险，不能用来充气球！ ‹#› 02 互动探究 01 观察寻踪 生活中哪些现象能证明空气的存在？开动脑筋，试着列举出3个身边的实例，和同桌分享你的发现。 02 实验验证 利用塑料瓶、气球和吸管，设计一个简单实验来验证“空气占据空间”。小组合作动手试一试，观察实验现象。 03 环保行动 空气是我们的共同家园。分组讨论：作为小学生，我们能做哪些力所能及的小事来减少空气污染？ 💡 探究锦囊：小组合作效率更高哦！将你们的探究结果记录在实验手册上，稍后我们一起交流展示！ 1.7.2013 好了，小小科学家们，我们已经认识了空气家族的主要成员。现在，是时候开动脑筋，检验一下我们的学习成果了！让我们一起来完成下面的挑战吧！ ‹#› 是氮气！化学性质稳定，能防腐 探究一：我是小侦探 情景：小明买的薯片袋鼓鼓的。袋子里最可能是什么气体？为什么？ 如果用点燃的火柴靠近薯片袋开口，会发生什么现象？原因是什么？ 火柴会熄灭！因为氮气不支持燃烧，也不可燃 1.7.2013 第一个挑战：我是小侦探。情景是小明买了一包薯片，打开包装前，他发现袋子鼓鼓的，像个小枕头。他想知道里面装的是什么气体。大家来推理一下，袋子里最有可能装的是什么气体？为什么？对，是氮气，因为它化学性质稳定，可以防腐。那如果小明用点燃的火柴去靠近包装袋的开口，会发生什么现象？为什么？没错，火柴会熄灭，因为氮气不支持燃烧。 ‹#› 光合作用释氧 空气湿度适宜 探究二：生活中的化学 01为什么走进森林等绿植繁茂的地方，会感觉空气特别清新、呼吸更舒畅？ 02冬天从寒冷的室外进入温暖的室内，眼镜片上会立刻蒙上一层白雾状的水雾，这一现象能说明空气中含有什么成分？ 说明空气中含有水蒸气，遇冷液化成小水滴 1.7.2013 第二个挑战：生活中的化学。第一个问题，为什么在一些风景优美的地方，比如森林里，我们会感觉空气特别清新，呼吸特别舒畅？这是因为植物光合作用释放了大量的氧气。第二个问题，冬天，从寒冷的室外走进温暖的室内，眼镜片上会蒙上一层水雾。这说明了空气中含有什么成分？对，是水蒸气。 ‹#› 探究三：小组讨论 (1)任务：任选一种气体，列举3个世界变化 (2)氧气消失：燃烧熄灭、生物窒息、金属锈蚀停止 (3)氮气消失：食品易腐、化肥停产、大气压力骤降 (4)稀有气体消失：霓虹无光、焊接易氧化、灯泡寿命减短 结论：空气成分缺一不可，保护大气环境至关重要！ 1.7.2013 第三个挑战是小组讨论。主题是：“假如空气中没有了氧气、氮气或者稀有气体，我们的世界会变成什么样？”请各小组选择一个气体，讨论并列出至少3个可能发生的变化。比如选择氧气的小组可以从燃烧、呼吸等方面思考；选择氮气的小组可以从食品保存、化肥生产等方面思考。给大家几分钟时间讨论一下。 ‹#› 03 课堂小结 01 成分：多元混合体 由氮气(78%)、氧气(21%)及稀有气体、二氧化碳等组成。它是一种混合物，各成分保持自身特性，共同构筑了生命的大气圈层。 02 价值：工业与生命 氧气支持呼吸与燃烧，是生命动力源；氮气用于化肥与防腐；稀有气体化作霓虹与保护气。每一种成分都是工农业发展的宝贵基石。 03 行动：守护蓝天 拒绝废气排放，践行绿色出行；参与植树造林，减少化石燃料。保护空气不仅是科学课题，更是我们对地球家园最真挚的承诺。 1.7.2013 同学们，今天的空气探秘之旅即将结束。让我们一起回顾一下今天的核心发现吧！ ‹#› 课堂小结 稀有气体 空气是一种 宝贵的资源 氮气 (1)供给呼吸 (2)支持燃烧 保护空气 氧气 关注：污染物 · 危害 · 防治措施 性质 决定 体现 用途 (1)重要化工原料 (制氮肥等) (2)焊接/食品防腐保护气 (3)医疗冷冻/超导低温环境 (1)焊接/精密仪器保护气 (2)霓虹灯/航标灯电光源 (3)激光技术与麻醉应用 1.7.2013 我们认识了空气这个庞大的混合家族，它主要由氮气和氧气组成。我们还深入了解了三位核心成员：活泼的氧气，主要用于供给呼吸和支持燃烧；沉稳的氮气，用作保护气和制造氮肥；以及神秘的稀有气体，用于制造霓虹灯和作保护气。记住这些关键点，你就掌握了空气作为宝贵资源的核心秘密。空气不仅是我们生命的基础，更是现代工业、科技和生活不可或缺的重要原料。 ‹#› 04 课后练习 01 知识梳理 回顾本节课的核心知识点，尝试用思维导图的形式，梳理出知识点之间的层级与逻辑联系，加深记忆理解。 02 生活实践 观察日常生活场景，寻找3个运用本课原理的真实案例，简单记录案例现象与背后的原理关联。 03 深度思考 假设改变一个关键条件，分析相关现象会发生怎样的变化？提出一个合理的假设，并简要说明你的推理依据。 ✨ 温馨提示：请大家独立完成练习，下节课我们将以小组为单位进行分享与讨论，期待看到你的独特见解！ 1.7.2013 今天的课程非常精彩，大家表现得都非常棒！为了让大家更好地巩固今天所学的知识，老师给大家留了几个有趣的小任务。 ‹#› 课后练习：选择题 基础巩固 · 空气的组成、性质与用途 Tips 01. 空气中含量（体积分数）最多的气体是下列哪一项？ A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体 02. 炼钢炉中通入富氧空气，主要利用了氧气的什么性质？ A. 供给呼吸 B. 密度比空气大 C. 支持燃烧 D. 无色无味 03. 下列选项中，不属于空气主要成分，但属于稀有气体的是？ A. 氦气 B. 氢气 C. 二氧化硫 D. 一氧化碳 核心考点速记： 氮气占空气体积的78%，是含量最高的气体；氧气具有助燃性，是炼钢的关键助燃剂。 1.7.2013 首先是选择题。第一题，空气中含量最多的气体是什么？对，是氮气。第二题，哪个用途利用了氧气支持燃烧的性质？是炼钢。第三题，哪个属于稀有气体？是氦气。大家都做对了吗？ ‹#› 课后练习 (1)空气是一种物 ，它的主要成分是 和 。 混合物 氮气 氧气 (2)氮气由于化学性质________，因此常被用作保护气。 不活泼 (3)稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，因此可用于制作_电光源 。 拓展：物质的性质决定其用途，用途反映物质的性质。 成分→性质 学以致用 1.7.2013 接下来是填空题。第一题，空气是一种什么物？混合物。主要成分是？氮气和氧气。第二题，氮气由于化学性质怎么样，常被用作保护气？不活泼。第三题，稀有气体通电发光，可用于制作什么？电光源，比如霓虹灯。 ‹#› 01 家庭小调查 化身小小观察家，寻找家里至少三种与空气成分用途相关的物品或现象。例如：利用氧气助燃的燃气灶、利用氮气保鲜的食品包装、利用稀有气体发光的霓虹灯等，记录下它们的名称和原理。 02 创意小制作 发挥无限想象力，用文字描述或绘画的形式，设计一座你心目中的“空气资源利用工厂”。大胆设想它的功能、结构与运作方式，探索空气资源的更多可能性！ 课后作业 1.7.2013 最后是我们的实践作业。小科学家们，真正的学习来自于观察和实践！请大家完成两个任务：第一，回家后做个小调查，观察家里有哪些物品或现象与我们今天学的空气成分用途有关。第二，发挥你的想象力，用文字或图画描述一下，你心目中的“空气资源利用工厂”是什么样子的？希望大家课后能积极完成，我们下节课一起来分享大家的发现和创意！ ‹#› 感谢聆听 R · 九年级化学上册 下课 1.7.2013 今天的课就到这里，同学们表现得都非常出色！希望通过今天的学习，大家能更加珍惜我们身边的空气资源。下课！ ‹#› $