2.1 我们周围的空气 第2课时（教学设计）化学新教材人教版五四学制八年级全一册

该初中化学教学设计聚焦空气各成分的性质与用途及空气污染防治，通过衔接空气组成旧知，结合大棚气肥、高压氧舱等生活实例引发兴趣，以开放性讨论搭建“性质决定用途”的学习支架。 以“性质决定用途”化学观念为主线，通过小组讨论推导氧气“养气”性质，结合红磷实验情境分析氮气用途，融入稀有气体发现史培养科学思维与严谨态度，帮助学生建立知识关联，教师可直接用实例突破难点，提升课堂效率。

课题1 我们周围的空气 第2课时 空气是一种宝贵的资源 年级 九年级 学科 化学 课型 新授课 教材 人教版八年级化学 第二单元 课题1 第2课时 教学目标 1.通过梳理氧气、氮气、稀有气体的主要性质与用途，感受空气是一种宝贵的自然资源。 2.通过分析生活中空气利用的实例，初步建立“性质决定用途”的化学观念。 3.通过了解空气污染的危害和治理，形成环境保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。 教学重点 空气中各成分的用途；空气污染的危害和治理。 教学难点 理清不同污染物对应的酸雨等环境问题的形成关联。 教材分析 本节教学内容源于新课标人教版五四学制八年级全一册第二单元《我们周围的空气》课题1《空气》的第2课时，是在第1课时探究完空气组成之后的延伸学习，承担着帮助学生从“认识空气组成”到“应用空气价值”的认知过渡，是本课题落实化学核心素养的核心内容。 按照课标要求，本节课设置“空气是一种宝贵的资源”“保护大气环境”两个教学模块，教材结合前1课时红磷测定氧气含量的实验结论设计探究问题，通过小组讨论梳理氧气、氮气、稀有气体的性质与用途，穿插化学史资料拓展学生视野，最终落脚于空气污染防治，既符合九年级学生的认知发展规律，也突出了“性质决定用途”这一核心化学观念的构建，同时帮助学生建立环境保护的社会责任意识，为后续学习其他身边的化学物质奠定方法基础。 学情分析 本节课的教学对象是刚接触化学学习不久的九年级学生，学生已经在第1课时掌握了空气的组成，完成了测定氧气含量的实验，对氧气、剩余氮气的性质有了初步的感性认知；日常生活中也积累了不少空气应用的经验，比如吸氧急救、食品充氮防腐、霓虹灯发光等，对雾霾、空气污染也有直观的生活感受，学习兴趣较为浓厚。 但学生还没有系统建立“性质决定用途”的化学思维，多数只是零散记忆物质用途，不会主动结合性质分析用途；对空气污染的相关概念容易混淆，常错把二氧化碳归为空气污染物，也难以理清不同污染物和酸雨等环境问题的对应关联，这正是本节课的认知难点，教学中需要结合学生已有经验，引导学生自主梳理知识关联，突破认知误区。 教学过程 教学内容 设计意图 环节一 情境导入 【衔接旧知，提问启思】同学们，上节课我们一起探究了空气的组成，已经知道空气不是单一物质，而是由氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等多种成分组成的混合物。那大家有没有思考过：这些我们看不见摸不着的空气成分，到底能在生产生活和科技发展中发挥什么作用呢？ 【展示实例，引发兴趣】老师给大家分享几个真实的应用例子：农民种植反季节蔬菜时，会往大棚里通入二氧化碳作气体肥料，促进蔬菜增产；病人呼吸困难时需要输氧，重症患者还可以进入高压氧舱辅助治疗；超导材料研究中，还需要液氮提供超低温环境，才能让超导材料显示出超导性能。大家发现了吗？这些不同的应用，其实都对应着空气里不同成分的特有性质，物质的性质和用途之间有着密不可分的关联。 【组织讨论，引入新课】现在请大家开动脑筋，同桌之间互相说一说：如果地球上没有空气，会发生什么？ 刚才同学们的分享都让我们感受到，空气真的一刻都离不开人类的生产生活，空气的每一种成分都有不可替代的价值，是非常宝贵的自然资源。今天我们就一起来学习《空气是一种宝贵的资源》，一起探究空气中各成分的性质和用途，再来聊聊我们该如何保护这珍贵的空气。 1.结合生活实例与国家科技成就，激发学习兴趣。 2.开放性讨论带动主动参与，调动所有学生参与讨论，让学生在交流中自主感受到空气的重要性，快速融入课堂学习氛围。 3.渗透核心化学观念：导入环节就点出“性质和用途密切关联”，呼应本节课“性质决定用途”的核心素养目标，为整节课的探究活动明确了方向。 环节二 空气是一种宝贵的资源 任务一 氧气的性质与用途 【引入】请同学们分组讨论两个问题：①过去氧气曾被称为“养气”，从这个名称你能推出氧气有什么性质？②我们之前做空气中氧气含量测定实验时，用红磷燃烧消耗氧气，这个现象体现了氧气的什么性质？ 【师生活动】（学生小组讨论后派代表发言） 生1：“养气”就是滋养生命，说明氧气能供给呼吸。 生2：红磷能在空气中燃烧，说明氧气能支持燃烧。 师：两位同学总结得非常准确！我们都知道化学里有一个非常重要的观念：性质决定用途，用途体现性质，那请同学们结合这两个性质，说一说生活中氧气都有哪些用途？ 生：我们呼吸需要氧气，潜水、登山要带氧气瓶，病人急救也要吸氧，还有炼钢的时候好像需要氧气。 师：非常棒，我们一起来梳理： 性质 用途 能供给呼吸 动植物呼吸、医疗急救、登山、潜水 能支持燃烧 炼钢、气焊气割、化工生产、航空航天 【讲解】大家要把这个对应关系记牢，核心就是“性质决定用途”哦。 任务二 氮气的性质与用途 【情景引入】在测定空气中氧气含量的实验中，红磷熄灭后，集气瓶内剩余的气体主 要就是氮气，我们从这个实验就能推导氮气的性质。 【师生活动】师：请大家思考两个问题，举手回答：①燃烧的红磷熄灭了，这个现象 说明氮气有什么化学性质？②集气瓶内水面上升到一定高度后就不再上升了，这个现 象说明氮气有什么物理性质？ 生1：红磷不能继续燃烧，说明氮气不能燃烧，也不支持燃烧。 生2：如果氮气易溶于水，水会充满整个集气瓶，现在只上升了1/5，说明氮气难溶于 水。 师：完全正确！我们结合表格，完整梳理氮气的性质： 物理性质 颜色 气味 熔点 沸点 密度 溶解性 无色 无臭 难溶于水 化学性质 不活泼（不可燃不助燃） 师：那我们还是用“性质决定用途”来推导，氮气都有什么用途呢？ 生1：化学性质不活泼，不容易和别的物质反应，所以可以做保护气啊，食品包装充氮气防变质，灯泡里充氮气延长寿命，焊接金属的时候也用氮气做保护气。 生2：我学过氮肥，氮气可以用来做氮肥对不对？ 师：对的，氮气在高温高压、催化剂条件下可以和氢气反应生成氨气，是制造硝酸和氮肥的重要原料。还有吗？大家听过液氮冷冻吗？ 生：哦对，液氮温度很低，可以做冷冻麻醉，超导材料在液氮的低温下才有超导性能。 师：非常好，我们整理对应关系： 性质 用途 一定条件下能发生反应 制造硝酸和氮肥的重要原料 化学性质不活泼 用作保护气（如焊接保护气、食品保鲜、灯泡填充气） 液氮沸点低 提供低温环境（如医疗上可利用液氮进行冷冻治疗。超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能） 任务三 稀有气体的性质与用途 【情景引入】稀有气体的发现非常有意思，叫做“第三位小数的胜利”，请大家阅读投影上的资料卡片，体会科学家严谨的探究精神。 【师生活动】师：谁能说一说，稀有气体包括哪些成分，物理性质是什么？ 生：稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙、氡，都是无色无味的气体。 师：那稀有气体最典型的化学性质是什么？ 生：化学性质非常不活泼，从名字就能看出来啊，氩的原意就是“不活泼”。 师：没错，那性质推用途，化学性质很不活泼对应什么用途？ 生：可以做保护气！而且氦气密度比空气小很多，所以可以做氦气球、飞艇啊。 师：那大家都见过霓虹灯，为什么霓虹灯能发出不同颜色的光？这和稀有气体的什么性质有关？ 生：稀有气体通电的时候会发出不同颜色的光！ 师：完全正确，这个性质对应什么用途？ 生齐答：做电光源，霓虹灯、航标灯、闪光灯！ 师：还有一个特殊用途：液氦汽化吸热，可以制造什么环境？ 生：低温环境，医疗上治疗肿瘤的氩氦刀就是用这个原理！ 师：非常好，我们就总结完了空气中所有重要成分的性质和用途，核心规律就是性质决定用途哦。 【例1】下列关于“物质——用途”的说法不正确的是(　　) A．氧气——作燃料　　　　　 B．液氮——制冷剂 C．氮气——食品防腐　　　　 D．稀有气体——霓虹灯 【答案】A 【解析】氧气具有助燃性，能支持燃烧，但本身没有可燃性，不能作燃料，A错误；液氮汽化吸热可提供低温环境，可作制冷剂，B正确；氮气化学性质不活泼，可用于食品防腐，C正确；稀有气体通电可发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯，D正确。 【例2】用空气泵向鱼池中鼓入空气，主要目的是补充能供给鱼呼吸的(　　) A．氮气 B．二氧化碳 C．水蒸气 D．氧气 【答案】D 【解析】氧气能供给呼吸，鱼类呼吸需要氧气，向鱼池鼓入空气是为了补充氧气，D正确。 【变式】下列空气中各组分的性质与用途具有对应关系的是(　　) A．氧气无色、无味，可用于医疗急救 B．氮气不支持燃烧，可用于制造硝酸 C．氦气的密度小，可用于制造低温环境 D．氩气的化学性质稳定，可用作保护气 【答案】D 【解析】A 、性质氧气无色无味，用途医疗急救，对应关系错误。氧气能急救的原理是氧气可以供给呼吸，无色无味只是外观气味，和救人没有关联；B 、性质氮气不支持燃烧，用途制造硝酸，对应关系错误。制硝酸是利用氮气中含氮元素，能通过化学反应转化为含氮物质；不支持燃烧的性质用来灭火，二者不匹配；C 、性质氦气密度小，用途制造低温环境，对应关系错误。氦气密度小，用来充气球；液态氦汽化吸收大量热，才用来制造低温，性质和用途不对应；D 、性质氩气化学性质稳定（很难和其他物质发生反应），用途作保护气，对应关系正确。焊接金属、填充灯泡时充氩气，隔绝氧气防止物质被氧化，正是利用它化学性质稳定的特点。综上选 D。 结合已有实验经验和生活常识，通过问题引导学生自主推导“性质-用途”的对应关系，初步建立“性质决定用途”的化学核心观念，小组讨论调动学生参与度，降低认知难度。 依托已有实验情境推导氮气性质，再让学生自主推导用途，进一步强化“性质决定用途”的核心观念，建立化学知识和生产生活的联系。 通过化学史故事激发学生学习兴趣，培养学生严谨的科学探究意识，进一步巩固“性质决定用途”的核心观念，了解化学在医疗领域的应用。 环节三 保护大气环境 【引入】空气是一种宝贵的自然资源，但是随着工业发展，空气污染已经成为我们必 须面对的问题，大家看投影：工业废气、汽车尾气、雾霾天气，空气污染和我们每个 人都息息相关。 【师生活动】师：请大家结合生活经验说一说，空气污染都有哪些危害呢？ 生1：污染的空气吸进去会生病，危害人体健康，还会影响庄稼生长，酸雨会腐蚀建筑、烧死树木。 生2：臭氧层空洞、全球变暖都和空气污染有关。 师：大家说得非常对，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，臭氧层破坏、酸雨都和空气污染有关。那谁知道，现在我们空气质量监测中，计入空气质量评价的主要污染物都有哪些？ 生：二氧化硫、二氧化氮、PM2.5，还有一氧化碳对吧？ 师：没错，目前计入的主要污染物是：二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物PM10、细颗粒物PM2.55、臭氧(O3)。大家要记住：空气质量指数越大，空气质量级别越高，空气质量越差哦。那要注意哦，二氧化碳不属于空气污染物，但是过量排放会加剧温室效应。那为了保护空气，我们能做些什么呢？ 生1：用清洁能源，多植树种草，绿色出行少开车。 生2：工厂要处理废气才能排放，要加强空气质量监测。 师：说得都对，保护大气环境不只是国家和企业的责任，我们每个人都要从身边小事做起，节约资源、绿色出行，共同保护我们赖以生存的环境。 【例3】为了打赢蓝天保卫战，我们要加强大气质量监测。下列气体属于空气污染物的是(　　) A．氧气 B．二氧化硫 C．氮气 D．水蒸气 【答案】B 【解析】二氧化硫是计入空气质量评价的主要污染物，会引发酸雨，氧气、氮气、水蒸气是空气的正常组成成分，不属于污染物，故选B。 【例4】为防治大气污染，下列做法不可行的是(　　) A．加强扬尘管控 B．使用清洁能源 C．直接排放工业废气 D．加强大气质量监测 【答案】C 【解析】直接排放工业废气会排放大量污染物，造成空气污染，该做法不可行，加强扬尘管控、使用清洁能源、加强大气质量监测都有利于大气污染防治，故选C。 【变式】某地主城区某日的空气质量报告如图，下列说法错误的是(　　) A．空气质量指数越大，空气质量越好 B．报告中的NO2、SO2与酸雨的形成有关 C．当日CO未对主城区空气造成污染 D．当日的首要污染物为O3 【答案】A 【解析】A、空气质量指数（AQI）数值越大，代表污染物浓度越高，空气质量越差；数值越小空气质量越好。说法错误；B、二氧化氮、二氧化硫排放到空气中，和雨水反应生成硝酸、硫酸，会形成酸雨，说法正确；C、CO 一氧化碳的污染物数值为 0，说明当日没有一氧化碳污染，说法正确；D、首要污染物是当日浓度占比最高、污染最突出的物质，臭氧 O3 为当日首要污染物，说法正确。 结合生活实例引导学生认识空气污染的危害，落实课标要求，帮助学生形成环境保护的可持续发展意识与社会责任。 课堂小结 七、板书设计 课题1 我们周围的空气 第 2课时 空气是一种宝贵的资源 一、空气是一种宝贵的资源 空气成分 主要性质 主要用途 氧气 能供给呼吸；能支持燃烧 医疗急救、登山潜水；炼钢、气焊、航空航天 氮气 无色无臭、难溶于水；化学性质不活泼；沸点低 制硝酸和氮肥；作保护气（食品防腐、焊接保护）；液氮冷冻麻醉 稀有气体 无色无臭；化学性质极不活泼；通电发光；液氦汽化吸热 作保护气；霓虹灯等电光源；制造低温环境 二、保护大气环境 1.空气污染的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡，引发酸雨、臭氧层破坏。 2.计入空气质量评价的污染物：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、PM10、PM2.5、臭氧 注：二氧化碳不属于空气污染物，会引起温室效应。 3.防治措施：使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草等。 随堂练习 1.“嫦娥”揽月胜利归来。采回的月壤真空解压后保存在氮气环境中，主要是因为氮气(　　) A．沸点较低 B．无色无味 C．化学性质不活泼 D．在空气中含量最多 【答案】C 【解析】将月壤保存在氮气环境中是为了隔绝氧气，防止月壤被氧化变质。氮气化学性质不活泼，常温下很难与其他物质发生反应，适合作保护气，其余选项描述的性质与该用途无关，因此选C。 2.空气质量日报是关注空气污染状况的重要举措，其中的一项重要内容是空气污染指数，简称 API。下列项目没有列入空气污染指数的项目的是(　　) A．二氧化碳　　　B．二氧化硫　　　C．一氧化碳　　　D．PM2.5 【答案】B 【解析】目前计入空气质量评价的空气污染物包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等，二氧化碳是空气的固有组成成分，不属于空气污染物，因此未列入空气污染指数，选A。 3.空气是一种宝贵的资源。请回答下列问题： （1）空气中含有氮气、氧气、稀有气体等，是一种 _______（填“纯净物”或“混合物”）。 （2）洁净的空气对于人类非常重要。下列做法有利于保护大气的是 _______ （填序号）。 　　A．使用清洁能源　　　　　　　 B．燃放烟花爆竹 　　C．大量植树　　　　　　　　 　D．推广私家汽车出行 （3）食品的包装袋中充满氮气可以防止食品腐坏，利用的氮气性质是_____________________。 【答案】（1）混合物 （2）AC （3）化学性质不活泼 【解析】（1）由两种或两种以上物质组成的物质是混合物，空气中含有多种成分，因此属于混合物。 （2） 使用清洁能源可以减少污染物排放，大量植树可以净化空气，AC做法正确；燃放烟花爆竹会产生大量有害气体和烟尘，推广私家车出行会增加汽车尾气排放，二者都会污染空气，BD错误，因此选AC。 （3）氮气常温下化学性质不活泼，不易和食品发生反应，还能隔绝氧气防止食品氧化变质，因此可用于食品充气防腐。 教学反思 本节课以“性质决定用途”的核心化学观念贯穿教学，通过小组讨论结合生活实例引导学生自主梳理知识，学生参与度高，较好落实了环保意识等素养目标，也突破了“氧气不能作燃料”“二氧化碳不属于空气污染物”等易混点。但教学中发现，部分学生对污染物和环境问题的对应关系理解不够清晰，仍有学生混淆二氧化碳是否为空气污染物，课后需要通过针对性练习强化。后续可补充简单原理示意图帮助学生突破难点，整体基本达成预设教学目标。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $