2.1 我们周围的空气暑期预习-2026-2027学年九年级化学人教版上册

第二单元 课题1我们周围的空气 【预习总要求】 1.记住空气各成分体积分数，能区分纯净物、混合物； 2.掌握红磷测定空气中氧气含量实验：原理、现象、结论、误差分析； 3.熟记氮气、氧气、稀有气体性质与对应用途； 4.知道空气污染物、空气质量分级，树立保护空气的观念。 一、空气成分的研究史 1.拉瓦锡（法国化学家）经典实验 · 实验原料：汞（Hg）； · 实验过程：密闭容器加热汞，空气体积减少约 1/5； · 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 1/5。 2.现代精准测定空气成分（按体积计算，必背） 氮气：78% 氧气：21% 稀有气体：0.94% 二氧化碳：0.03% 其他气体和杂质：0.03% ⚠️ 易错提醒：是体积分数，不是质量分数，考试填空极易挖坑。 二、重点实验：红磷燃烧测定空气中氧气含量 1. 实验原理 红磷 + 氧气五氧化二磷 红磷燃烧消耗集气瓶内氧气，瓶内压强减小，冷却后烧杯中水被压入集气瓶，进入水的体积等于消耗氧气体积。 2. 实验现象 ①红磷燃烧，产生大量白烟，放热； ②冷却至室温、打开弹簧夹，烧杯水沿导管流入集气瓶，液面上升约占瓶内空气体积 1/5。 3. 实验结论 空气中氧气的体积约占空气总体积的五分之一； 剩余气体（主要是氮气）难溶于水、不燃烧也不支持燃烧。 4. 误差分析（广东中考简答高频考点） （1）进水体积小于 1/5（测量结果偏小） ①红磷量不足，氧气未完全消耗； ②装置气密性不好，冷却后外界空气进入瓶内； ③未冷却至室温就打开弹簧夹，瓶内温度高压强偏大。 （2）进水体积大于 1/5（测量结果偏大） 点燃红磷后，塞橡胶塞动作太慢，瓶内空气受热逸出； 弹簧夹未夹紧，燃烧时瓶内气体受热从导管溢出。 5. 药品选择禁忌 不能用木炭、硫、铁丝替代红磷： 木炭、硫燃烧生成气体，瓶内压强几乎不变；铁丝在空气中无法燃烧。 三、物质分类：纯净物 & 混合物 1. 定义对比 类别 定义 特征 举例 混合物 由两种或多种物质混合而成 各成分保持自身性质，无固定化学式 空气、人体呼出气体、海水、矿泉水 纯净物 只由一种物质组成 有固定组成，可用专属化学符号表示 氧气(O2)、氮气(N2)、红磷(P)、五氧化二磷(P2O5) 2. 判断小技巧 空气、河水、饮料、土壤、矿石一律是混合物； 单一气体、单一固体、蒸馏水属于纯净物。 四、空气是宝贵的自然资源 （一）氧气（O2） 化学性质：能供给呼吸、支持燃烧 用途：医疗急救、动植物呼吸、炼钢、气焊、航天。 （二）氮气（N2） 1.物理性质：无色无味气体，难溶于水； 2.化学性质：化学性质不活泼（稳定）； 3.用途： ①作保护气：食品充氮防腐、焊接金属保护气； ②液氮低温冷冻医疗； ③制氮肥、硝酸的原料。 （三）稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙） 1.化学性质极不活泼，曾叫 “惰性气体”； 2.特性：通电时发出不同颜色的光； 3.用途：霓虹灯、航标灯、激光；氦气充气球、液氦低温环境。 五、保护大气环境 1. 计入空气质量评价的主要污染物 二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物\(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、臭氧 ⚠️ 二氧化碳不属于空气污染物！ 2. 空气污染危害 损害人体健康、影响农作物生长、引发酸雨、破坏臭氧层、加剧温室效应。 3. 防治措施（简答背诵） ①使用太阳能、风能等清洁能源； ②工厂废气处理达标后排放； ③植树造林、种草； ④绿色出行，减少汽车尾气排放。 4. 空气质量分级 指数 0-50 优；51-100 良；数值越高，污染越严重。 六、预习易错点汇总 1.空气成分是体积分数，不是质量； 2.白烟≠白雾：红磷燃烧是固体小颗粒（白烟），水雾才是液体； 3.稀有气体化学性质很稳定，但在特殊条件下也能发生化学反应，不是绝对不反应； 4.二氧化碳不污染空气，但过多会造成温室效应； 5.冰水共存物只有水一种物质，属于纯净物；空气一定是混合物。 七、预习自测（贴合课本课后习题难度） 一、填空题 1.空气中体积分数最大的气体是______，占______；氧气占______。 2.测定氧气含量实验中，红磷燃烧现象是__________________，冷却后进水约______。 3.空气中属于纯净物的：氧气、空气、海水、氮气、矿泉水________。 4.稀有气体通电发光，利用________（物理 / 化学）性质。 二、简答题 1.测定氧气含量实验，红磷不足会导致什么结果？原因？ 2.为什么食品包装袋充氮气防腐？ 参考答案 填空 1.氮气；78%；21% 2.产生大量白烟、放热；空气体积的 1/5 3.氧气、氮气 4.物理 简答 1：测得氧气体积偏小；红磷不足，瓶内氧气无法完全消耗。 2：氮气化学性质不活泼，不易和食品发生反应，可隔绝氧气，防止食品变质。 【巩固练习】 一、单选题（在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．化学学科的发展离不开杰出科学家们的贡献。在空气组成探究中作出卓越贡献的是（ ） A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．阿伏伽德罗 D．门捷列夫 2．历史上第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的科学家是（ ） A．波义耳 B．拉瓦锡 C．门捷列夫 D．道尔顿 3．鸡蛋在产出后，随着温度降低，空气通过主要集中于钝端(大头处)的气孔进入，在钝端形成气室。气室中含量最高的气体是（ ） A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．稀有气体 4．化学小组同学在“校园科技周”时制作了微型空气质量“检测站”，可监测校园空气中的污染物。下列物质属于监测项目的是（ ） A．二氧化硫 B．稀有气体 C．氧气 D．氮气 5．安全操作是一项基本实验技能，进行“测定空气中氧气含量”的实验时，不需要注意的是（ ） A． B． C． D． 6．如图装置是用于测定空气中氧气含量的实验(白磷的着火点为，红磷的着火点为)，下列说法正确的是（ ） A． 白磷的用量不会影响最终的实验结果 B．白磷燃烧结束后最终会导致试管内压强增大 C．量筒中的液面最终停留在处 D．试管中铺一层细沙可防止试管炸裂 7．在一次实验课上，同学们利用如图装置完成了空气中氧气含量的测定。以下分析正确的是（ ） A．实验过程中观察到产生大量白雾 B．红磷熄灭后应立即打开弹簧夹 C．红磷用量的多少会影响实验结果 D．用木炭代替红磷也能得到相同结论 8．空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，下列有关空气的说法正确的是（ ） A．空气是纯净物 B．空气中的氧气可与所有物质反应 C．稀有气体可用于制作霓虹灯 D．空气中的氮气易溶于水 9．高性能防爆轮胎通常是在轮胎中充入了空气中体积分数最大的气体，以提高行驶的稳定性和安全性。该气体是（ ） A．水蒸气 B．氧气 C．氦气 D．氮气 10．2025年世界环境日主题聚焦“空气污染防治”，下列物质计入空气污染指数的是（ ） A． B． C． D． 11．某同学利用监测仪检测到某日空气中部分主要污染物的数据如图所示。下列说法正确的是（ ） A．除监测到的物质外，还需监测污染物的数据 B．燃放烟花爆竹对空气质量没有影响 C．空气质量指数越高，空气质量越好 D．植树造林、绿色出行能改善空气质量 12．下列饮品中，属于纯净物的是（ ） A．牛奶 B．矿泉水 C．冰水混合物 D．雪碧 13．下列物质属于纯净物的是（ ） A．空气 B．自来水 C．冰水混合物 D．水泥砂浆 二、填空题 14．人们对空气成分的认识由模糊到清晰，是无数科学实验探究的结果。 (1)200多年前，拉瓦锡用下图装置研究了空气的成分，以下分析合理的是________。 A． 曲颈瓶中汞的用量会影响实验结果 B．实验前需要检查装置的气密性 C．装置内两处容器内的汞都是为了消耗氧气 D．反应结束后需要关闭火炉冷却至室温，再测量 (2)我们沿着科学家的足迹，对反应物和装置进行了优化，如图1装置用红磷来测定空气中氧气含量，并用气压传感器测定了装置内的压强变化，绘制曲线如图2，点燃红磷后的现象是____________________，该反应的文字表达式为______________。请分析BC、CD段压强变化的原因____________________。 试卷第1页，共3页 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C A C D C C D C 题号 11 12 13 答案 D C C 1．A 【详解】A. 拉瓦锡用定量的方法测定了空气的成分，得出空气是由氮气和氧气组成的，正确； B. 道尔顿提出了原子论，错误； C. 阿伏伽德罗提出了分子学说，错误； D. 门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表，错误。 2．B 【详解】A.波义耳是最早提出化学元素概念的科学家，不符合题意； B.拉瓦锡通过汞燃烧定量实验，首次明确提出空气由氧气和氮气组成，符合题意； C.门捷列夫的核心贡献是发现元素周期律、编制出元素周期表，不符合题意； D.道尔顿提出了近代原子学说，不符合题意。 3．C 【详解】气室的气体是外界空气通过蛋壳气孔进入形成的，成分与空气基本一致，只需结合空气各组分的体积分数判断即可。空气各组分的体积分数为：约占78%，约占21%，稀有气体约占0.94%，约占0.03%，其余杂质约占0.03%，则氮气占比最高。 4．A 【详解】A.二氧化硫是有毒有害气体，会引发酸雨等环境问题，属于空气污染物，是监测项目，表述正确。 B、C、D.稀有气体、氧气、氮气均为空气的正常组成成分，无毒无害，不属于监测项目，表述错误。 5．C 【详解】A. 是热烫标识，实验中反应放热易造成烫伤，需要注意。 B. 是洗手标识，防止药品腐蚀损伤手部，需要注意。 C. 是用电标识，本实验不会用电，不需要注意。 D. 是排风标识，该实验会产生五氧化二磷烟尘，需要注意。 6．D 【详解】A.实验需要足量白磷才能完全耗尽试管内的氧气，若白磷用量不足，氧气无法完全消耗，会导致实验结果偏小，因此白磷用量会影响实验结果，错误。 B.白磷燃烧消耗试管内的氧气，生成物为固体五氧化二磷，冷却至室温后，试管内气体减少，最终压强比初始压强小，错误。 C.试管内空气体积为，空气中氧气体积约占，因此消耗的氧气体积为，即反应后会有水进入试管；量筒起始液面为，因此最终液面停留在处，不是，错误。 D.白磷燃烧放热，铺细沙可以防止高温生成物溅落炸裂试管，正确。 7．C 【详解】A.红磷燃烧生成五氧化二磷固体小颗粒，实验现象为产生大量白烟；白雾是液态小液滴，因此A错误。 B.红磷熄灭后需等装置冷却至室温再打开弹簧夹，若立即打开，瓶内气体受热膨胀，压强偏大，进入集气瓶的水的体积偏小，会导致测定结果偏低，因此B错误。 C.若红磷用量不足，无法将集气瓶内的氧气完全消耗，会使测定结果偏小，因此红磷用量会影响实验结果，C正确。 D.木炭燃烧生成二氧化碳气体，反应前后瓶内压强几乎无变化，水无法进入集气瓶，不能得到正确结论，因此D错误。 8．C 【详解】A.纯净物仅由一种物质组成，空气包含、、稀有气体、等多种物质，属于混合物，A错误。 B.氧气化学性质较活泼，能和大多数物质发生反应，但不能与所有物质反应（例如金单质常温、加热条件下都不与氧气反应），B错误。 C.稀有气体通电时会发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯，C正确。 D.氮气难溶于水，D错误。 9．D 【详解】空气各成分的体积分数为：约占78%，约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳及其他杂质共约占0.03%，其中体积分数最大的是氮气，且氮气化学性质稳定，适合充入轮胎提升安全性。 10．C 【详解】空气污染物包括可吸入颗粒物、细颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧。氮气、二氧化碳、氧气都是空气的组成成分，无毒，不是污染物。故选C。 11．D 【详解】A.是空气的固有组成成分，属于温室气体，但不属于空气质量监测的污染物，不需要额外监测，说法错误； B.燃放烟花爆竹会产生、可吸入颗粒物等空气污染物，会降低空气质量，说法错误； C.空气质量指数越高，代表空气污染程度越高，空气质量越差，说法错误； D.植树造林可以吸附空气中的污染物，绿色出行能减少化石燃料燃烧产生的污染物排放，二者都可以改善空气质量，说法正确。 12．C 【详解】A. 牛奶中含有水、蛋白质、脂肪等多种物质，属于混合物； B. 矿泉水中含有水、可溶性矿物质等多种物质，属于混合物； C. 冰是固态的水，冰水混合物由水一种物质组成，属于纯净物； D. 雪碧中含有水、二氧化碳、糖类等多种物质，属于混合物。 13．C 【详解】A.空气含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，A属于混合物； B.自来水含有水、可溶性矿物质、消毒剂残留等多种物质，B属于混合物； C.冰是水的固态形态，和液态水都由构成，是同一种物质，因此C冰水混合物属于纯净物； D.水泥砂浆含有水泥、砂石、水等多种物质，D属于混合物。 14．(1)ABD (2) 红磷剧烈燃烧，产生大量白烟，放热 BC段红磷燃烧放热，气体膨胀速度超过氧气被消耗速度，气体压强增大，CD段氧气被消耗，冷却至室温，气体压强减小 【详解】（1）A、汞需要足量才能完全耗尽装置内的氧气，若汞用量不足，氧气不能完全反应，会导致测定结果偏小，故A正确； B、正确； C、只有曲颈瓶中的汞是用来消耗氧气的，汞槽中汞的作用是液封、通过液面变化体现消耗氧气的体积，故C错误； D、反应结束后需冷却至室温再测量，若不冷却，装置内温度偏高、压强偏大，会导致测定结果偏小，故D正确。 （2）红磷在空气中剧烈燃烧，放出热量，产生大量白烟。 反应的文字表达式：略。 BC段：红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，压强增大；CD段：红磷燃烧消耗了装置内的氧气，反应结束后温度逐渐冷却至室温，装置内压强减小。 学科网（北京）股份有限公司 $