2.1 空气的成分 第1课时（同步课件）化学新教材科粤版九年级上册

该初中化学课件聚焦空气的组成成分、氧气含量测定实验及氮气和稀有气体的性质与用途，通过酥脆饼干变软等生活情境导入，引导学生从历史实验（拉瓦锡）到红磷实验探究，构建从生活现象到科学原理的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与实践（红磷实验操作及误差分析）和科学思维（如拉瓦锡实验中汞体积变化推理氧气含量），强化“性质决定用途”的化学观念。通过分层研学、典例剖析帮助学生提升探究能力，教师可高效开展教学。

第二单元 空气、物质的构成与组成 第1节 第1课时 空气有哪些成分 空气的成分 新教材科粤版九年级上册 1 空气有哪些成分 1 氮气和稀有气体有用吗 2 学习内容导览 2 1. 知晓空气组成，掌握氧气含量测定实验； 2. 了解氮气、稀有气体性质与用途； 重点：1.空气中氧气含量测定实验； 2. 氮气、稀有气体的性质和用途。 难点：1. 空气中氧气含量实验误差分析； 2. 建立 “性质决定用途” 的化学思维。 素养锚定·课标定位 看不见的空气，藏着哪些秘密？ 空气的成分探究之旅 这些生活小事都说明空气不只是单一气体，里面藏着多种不同物质。 酥脆饼干敞开放久变软 冰镇矿泉水瓶外壁会挂满水珠 菜刀放久了会生锈 情境导入·问题启思 看不见的空气，藏着哪些秘密？ 空气的成分探究之旅 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 问题一 人类如何逐步认识空气？ 很久以前，人们认为空气只是单一的某种物质。 19 世纪末，英国物理学家瑞利发现空气分离出的氮气密度大于化学制取的纯氮气，推测空气里存在其他未知气体。 18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡第一次用定量的方法证明了空气中有氧气和氮气。 英国化学家拉姆西发现了稀有气体氩，以后各种稀有气体陆续被发现。 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 问题一 人类如何逐步认识空气？ 实验原理 在密闭容器里，用某种物质和空气中氧气反应生成 ，使容器内压强______，液体进入容器。 _____________________ 就是空气中氧气的体积。 进入容器中液体的体积 固体 减小 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 问题一 人类如何逐步认识空气？ 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 一部分银白色的液态汞变成红色粉末； 实验步骤 容器里空气的体积差不多减少了约1/5； 实验现象 汞槽里的汞升入钟罩。 图2.1-2 拉瓦锡研究空气成分所用的装置 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 问题一 人类如何逐步认识空气？ 对剩余的气体进行研究 既不供给呼吸也不支持燃烧 他认为这些气体全是氮气 空气由氧气(O2)和氮气(N2)组成 发 现 实验结论 其中氧气约占空气总体积的1/5 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 问题一 人类如何逐步认识空气？ 空气中氧气的体积大约占空气总体积的1/5​，因此进入钟罩内汞的体积约等于消耗氧气的体积，约占空气体积的1/5。 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？ 思考1 装置密闭，内部的氧气被不断消耗，钟罩内气体减少，压强降低，外界大气压大于钟罩内气压，把汞槽中的汞压入玻璃钟罩； 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 问题一 人类如何逐步认识空气？ 科学家是通过什么证据推理出剩余气体中除了氮气外还有其他成分的? 思考2 从空气中分离的 氮气的密度 化学方法制得的纯净 氮气的密度 说明空气中还含有其他不支持燃烧的气体 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 问题二 空气中氧气含量如何测定？ 请在通风橱中进行实验 提示信息 止水夹 导管 烧杯 燃烧匙 集气瓶 实验原理 利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，水进入容器，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 问题二 实验：测定空气中氧气含量 空气中氧气含量如何测定？ 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 问题二 实验操作 观察与思考 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？ 。 请你根据上述实验事实作出结论： 。 空气 红磷燃烧，产生大量白烟 氧气 水进入集气瓶且流入水的体积约占瓶内空气体积的1/5 氧气约占空气总体积的1/5 开始前先检查装置气密性 红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，生成固体五氧化二磷；瓶内气体减少，压强减小，冷却至室温后，在外界大气压作用下水被压进集气瓶，进入水的体积等于被消耗的氧气体积。 空气中氧气含量如何测定？ 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 问题二 讨论与交流>>> 1. 若集气瓶内的水未上升至1/5处，可能的原因有哪些？ 2.能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？ 3.剩余气体的主要成分是什么？ 装置漏气；红磷的量不足；未完全冷却就打开止水夹。 不能，因为蜡烛、木炭与氧气反应产生了二氧化碳，影响测量结果。 剩余气体主要是氮气。 空气中氧气含量如何测定？ 分层研学·探理悟新 一、空气有哪些成分 知识总结 空气的组成成分（体积分数） 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 氧气 氮气 【注意】1、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。 2、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 一、空气有哪些成分 例1 空气中体积分数最大的气体是（ ） A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体 B 典例剖析·逻辑释疑 一、空气有哪些成分 例2 测定空气中氧气含量实验，最终进入瓶中水体积小于 1/5，原因不可能是（ ） A. 红磷用量不足 B. 装置气密性较差 C. 未冷却至室温打开弹簧夹 D. 点燃红磷后缓慢塞紧瓶塞 D 典例剖析·逻辑释疑 氮气和稀有气体有用吗？ 02 20 二、氮气和稀有气体有用吗？ 问题三 性质决定用途 —— 氮气、稀有气体的应用探究 其实氮气、稀有气体都有广泛用途。 要认识它们的用途，先要了解它们有什么性质。 性质 用途 决定 在组成空气的各种成分中，氮气含量最多，稀有气体含量很少。 它们是不是没有太大的作用？ 思考 规律：物质的用途是由它们的性质决定的。 分层研学·探理悟新 21 二、氮气和稀有气体有用吗？ 问题四 探究氮气的用途及其对应性质 色态味  密度  溶解性  熔点  沸点      -209.9℃ -195.8℃ 无色无味气体 略小于空气 不易溶于水 氮气物理性质 液态氮气在医学上作冷冻剂 沸点低 分层研学·探理悟新 22 二、氮气和稀有气体有用吗？ 问题四 探究氮气的用途及其对应性质 思考1 零食包装袋中充入氮气、灯泡内填充氮气，利用氮气什么特点？ 常温下，氮气化学性质稳定，不容易和食品发生反应，也不容易和炽热的灯丝发生反应。 结论1 常温、低温下，氮气化学性质稳定，不易发生化学反应，可以作保护气。 分层研学·探理悟新 23 二、氮气和稀有气体有用吗？ 思考2 问题四 探究氮气的用途及其对应性质 氮气化学性质稳定，是不是意味着氮气永远不能发生化学反应？ 氮气的稳定性是有条件的，在高温等特殊条件下，氮气可以和其他物质发生化学反应。 思考3 工业上利用氮气生产氮肥、制造炸药，这个事实说明什么？ 制取氮肥 合成染料 制造炸药 分层研学·探理悟新 24 二、氮气和稀有气体有用吗？ 问题四 探究氮气的用途及其对应性质 请将氮气对应的性质与用途用直线相连 常温下化学性质稳定 医疗冷冻剂 高温下可以发生化学反应 食品保鲜、灯泡保护气 沸点低，液氮汽化吸热 制造氮肥、炸药 分层研学·探理悟新 25 二、氮气和稀有气体有用吗？ 探究氮气的用途及其对应性质 知识总结 氮气 低温、常温条件下化学性质稳定 高温等条件下可参与化学反应 制取氮肥 合成染料 制造炸药 充氮包装，保存食品 充氮灯泡 拓展： 氮气不活泼，不支持燃烧 氮气化学性质： 分层研学·探理悟新 26 二、氮气和稀有气体有用吗？ 思考1 问题五 探究稀有气体用途及性质 焊接金属时，工人会用稀有气体隔绝空气保护金属不被氧化，体现稀有气体什么性质？ 稀有气体化学性质很不活泼，一般很难与其他物质发生化学反应，曾经被称作 “惰性气体”。 分层研学·探理悟新 27 二、氮气和稀有气体有用吗？ 问题五 探究稀有气体用途及性质 思考2 城市夜晚绚丽多彩的霓虹灯，灯管内部填充了稀有气体。大家思考：稀有气体通电之后发出五颜六色的光，这个变化属于物理变化还是化学变化？ 没有新物质生成，属于物理变化。 稀有气体通电时，能发出不同颜色的光（物理性质）。 分层研学·探理悟新 28 二、氮气和稀有气体有用吗？ 思考3 问题五 探究稀有气体用途及性质 探空气球填充氦气，不利用氦气什么性质？ 氦气密度很小，同时化学性质稳定，安全性更高，可以用来填充探空气球。 氢气具有可燃性，遇明火、高温容易发生燃烧、爆炸，安全风险极高； 思考4 氢气密度比氦气更小，为什么大型探空气球优先选用氦气，不选择氢气？ 分层研学·探理悟新 29 二、氮气和稀有气体有用吗？ 知识总结 探究稀有气体用途及性质 稀有气体一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体” 焊接保护气 稀有气体通电时，会发出各种颜色的光： 氦气——粉红色光 氖气——红光 氩气——蓝紫色光 氙气——特强白光 氦气是密度很小的气体， 很稳定(化学性质) 激光技术 霓虹灯 用于 用于 用于 探空气球 分层研学·探理悟新 30 二、氮气和稀有气体有用吗？ ①常温氮气化学性质稳定 → 用作食品保护气 ②稀有气体通电发光 → 制作霓虹灯 知识总结 物质性质与用途的关系 性质 用途 决定 反映 性质 用途 ①焊接金属用稀有气体保护 → 反映稀有气体化学性质不活泼 ②氦气填充探空气球 → 反映氦气密度小、性质稳定 反映 性质 用途 决定 分层研学·探理悟新 31 二、氮气和稀有气体有用吗？ 例1 食品包装袋中常充入氮气防腐，利用氮气的性质是（ ） A. 无色无味气体 B. 化学性质稳定 C. 难溶于水 D. 密度略小于空气 B 典例剖析·逻辑释疑 二、氮气和稀有气体有用吗？ 例2 关于稀有气体用途，说法错误的是（ ） A. 稀有气体通电发光，制作霓虹灯 B. 氦气密度小，可填充探空气球 C. 稀有气体化学性质极活泼，用作助燃剂 D. 稀有气体可用作焊接金属保护气 C 典例剖析·逻辑释疑 身边的化学 空气成分的发现史 空气的组成 氮气和稀有气体 的用途 空气中氧气含量的测定 空气的组成 氮气的性质与用途 稀有气体的性质与用途 体系梳整·认知升华 1.下列关于空气说法正确的是（ ） A. 空气中氮气和氧气体积比约 5:1 B. 分离液态空气得到氧气，发生化学变化 C. 空气中稀有气体可制造电光源 D. 空气中含量最少的气体是二氧化碳 C 当堂诊学·成效校验 2.选测定空气中氧气含量的实验中，红磷燃烧的现象是（ ） A. 产生大量白雾　　B. 产生大量白烟　　C. 发出耀眼白光　　D. 火星四射 B 当堂诊学·成效校验 3.如图是测定空气中氧气含量实验，下列说法正确的是（ ） A. 红磷燃烧产生大量白色烟雾 B. 燃烧匙中的红磷可以换成木炭 C. 若实验结果小于 1/5，可能是装置漏气 D. 实验证明空气中氮气易溶于水 C 当堂诊学·成效校验 4.空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是（ ） A. 氧气　　B. 氮气　　C. 二氧化碳　　D. 稀有气体 D 当堂诊学·成效校验 5.下列有关空气相关知识说法正确的是（ ） A. 红磷燃烧测定氧气含量实验中，换成硫粉也能达到实验目的 B. 氮气用作食品保护气，是利用氮气物理性质 C. 稀有气体通电发光属于物理变化，可制作电光源 D. 冰水共存物由两种物质组成，属于混合物 C 当堂诊学·成效校验 更多练习见分层作业 感谢观看 新教材科粤版九年级上册 40 $