2.2空气的组成与应用 同步练习-2026-2027学年九年级化学北京版上册

**基本信息** 初中化学新授课同步练，通过基础概念辨析、生活情境应用到实验探究的三层设计，系统巩固空气组成与应用知识，培养化学观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|空气组成、纯净物混合物判断|12道单选题直接考查核心概念，如氮气用途、污染物判断，夯实化学观念| |提升层|空气污染、气调保鲜原理|结合茶叶咖啡因提取等生活情境（填空题15题），体现性质决定用途的学科逻辑| |拓展层|氧气含量测定实验|通过红磷燃烧装置分析、误差讨论（实验题20题），培养科学思维与实验探究能力|

2.2空气的组成与应用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列关于空气的说法正确的是 A．空气中的氮气约占空气总质量的78% B．空气中的氧气能燃烧 C．空气中的稀有气体没有任何用途 D．空气中的氮气可用于食品包装 2．下列物质排放到空气中，不会造成空气污染的是 A．二氧化硫 B．一氧化碳 C．氮气 D．二氧化氮 3．下列物质中，属于纯净物的是 ①液态氧  ②生理盐水  ③洁净的空气  ④冰  ⑤酒精燃烧后的产物 A．①③④ B．②③④ C．③④⑤ D．①④ 4．空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是 A．稀有气体在通电时能发光，可制成霓虹灯 B．空气中含有氧气，氧气的质量分数约为21% C．空气中氮气的化学性质较活泼，可用作保护气 D．目前计入空气污染指数的有害气体有二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳等 5．下列物质属于纯净物的是 A．生铁 B．盐酸 C．干冰 D．矿泉水 6．如图所示装置也可用来测定空气中氧气的含量。对该实验认识不正确的是 A．集气瓶内气体压强的减小会导致水面上升 B．装置不漏气是实验成功的重要因素之一 C．将红磷改为蜡烛也能得到正确的实验结论 D．红磷的量不足会影响实验结论 7．我国城市及周围地区的环境中，造成空气污染的主要污染物是 A．二氧化硫、二氧化氮、氮气 B．二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫 C．二氧化硫、臭氧、氩气 D．二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳 8．科学家对火星大气进行分析，得到气体的体积分数为二氧化碳95%，氮气2.7%，氩气1.6%与地球大气相比，火星大气中含量更高的是 A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳和氩气 D．二氧化碳和氮气 9．兴趣小组的同学在老师的带领下组装了微型空气质量“检测站”，用于监测当地空气中的主要污染物。某日相关数据如图。下列说法不正确的是 A．空气质量指数越大表示空气质量越好 B．空气中过多会形成酸雨 C．除已监测到的污染物外，还需监测CO D．为改善空气质量，提倡“绿色出行” 10．空气是一种宝贵资源。下列有关空气的说法正确的是 A．空气污染指数越高，说明空气质量越好 B．空气中氧气的质量约占空气质量的 C．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作保护气 D．被污染的空气是混合物，洁净的空气是纯净物 11．微型空气质量检测仪是一种检测空气污染指数的仪器。化学兴趣小组同学利用该仪器检测某工业园区气体的成分（见图①），同时用实验探究的方法测定氧气的含量（见图②），并绘制相关图像（见图③）。集气瓶的内部体积，实验前在集气瓶中预先放入了的水，实验后瓶内水的体积为，分析如图信息，所得结论正确的是 A．①中显示屏上可显示出的含量 B．③中Q点对应的实验操作是打开止水夹 C．②中装置气密性不好会使测量结果偏大 D．该实验测得空气中氧气体积分数是21% 12．如图为拉瓦锡用定量的方法研究空气成分的实验装置。下列有关说法中不正确的是 资料卡片： 汞 密度： 沸点： 加热至沸时与氧气反应 氧化汞 密度： 不能溶于汞 分解温度： A．汞在加热的条件下只与氧气反应 B．汞几乎能将密闭装置中的氧气耗尽 C．无法观察到装置中气体体积的变化 D．汞槽中的汞起到了液封的作用 二、填空题 13．下列物质中，①液态氧 ②汽水 ③二氧化碳 ④米酒 ⑤水 ⑥冰水混合物 ⑦澄清石灰水，属于混合物的有(填序号)___________；属于纯净物的有___________。 14．空气是一种宝贵的自然资源，人类在利用空气的同时还必须要保护空气。 冰箱中常用“气调保鲜”来达到对食物保鲜的效果。下图是工业上用膜分离技术实现“气调保鲜”的流程： (1)在将空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是______（填“富氧空气”或“富氮空气”），原因主要是______。 (2)空气质量指数越小说明空气质量越好。以下几种气体中，不属于空气污染物的是______（填字母）。 A．二氧化硫 B．二氧化碳 C．二氧化氮 D．臭氧 15．阅读下面文章，并回答问题。 中国是“茶之国”，喝茶已有四千多年的历史。茶叶中含有多种生物碱，咖啡因（）是其中之一，咖啡因具有刺激心脏、促进血液循环及兴奋大脑等作用。 茶叶中提取咖啡因的过程，如图1，咖啡因能溶于水，可使用分光光度法比较不同茶叶水提物中咖啡因的含量，结果如表。吸光度值越高，咖啡因含量越高。 表：四种茶叶咖啡因吸光度值 茶叶品种 铁观音 滇红茶 白毫银针 龙井 吸光度值 0.076 0.103 0.123 0.047 实验人员使用信阳毛尖、控制茶叶与水的质量比为1∶75进行其他研究，结果如图2、图3. 咖啡因摄入过多容易刺激胃肠道，引起骨质疏松等，生活中应将其摄入量控制在合理范围内。 依据文章内容回答下列问题。 (1)茶水属于______（填“纯净物”或“混合物”）。 (2)喝茶能提神的原因是______。 (3)由表1可知，四种茶叶中咖啡因含量最高的是______。 (4)如图1是从茶叶中提取咖啡因的过程，从茶叶末到咖啡因需要经过的操作有______个。 (5)由图2可知，当用信阳毛尖、控制茶叶与水的质量比为1：75，且单次浸泡时，茶水中咖啡因含量与浸泡时间、______有关。 (6)咖啡因不易摄入过多的原因是：______。 (7)由图3得出的结论是：在如图所示实验研究范围内，当使用信阳毛尖、控制茶叶与水的质量比为1：75、______、浸泡时间为3 min等条件相同时，______。 16．为改善空气质量，合理的做法是( ) A．煤炭直接燃烧    B．秸秆焚烧还田    C．开发清洁能源    D．______ 三、简答题 17．化学是以实验为基础的科学，通过实验可探究物质的组成，如图所示实验可测定空气中氧气的含量： (1)红磷燃烧消耗氧气，该反应的文字表达式为___________。 (2)实验时，需检查装置的气密性，其方法是：连接装置，打开乳胶管上的弹簧夹，将导管一端伸入水中，___________，观察到___________(填现象)，说明装置气密性良好。 (3)实验时，将燃着的红磷伸入集气瓶中后应该迅速塞紧橡胶塞，否则会产生较大的实验误差，其原因是___________。 (4)红磷燃烧停止后，待集气瓶冷却至室温，打开弹簧夹、观察到烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，集气瓶中液面在刻度1附近，由此可得出的结论为___________。 18．某实验小组用如图所示装置测定空气里氧气的含量。已知装置气密性良好，试管容积为45 mL，红磷足量，起始时注射器的活塞在10 mL 刻度处。夹紧弹簧夹，用酒精灯加热红磷使其燃烧，反应结束后，待装置冷却至室温，松开弹簧夹。 (1)红磷足量的目的是什么? (2)待装置冷却至室温，松开弹簧夹后，理论上可观察到什么现象? 19．完成下列问题 (1)空气中氧气含量的测定实验，测定结果偏小的原因有哪些？(写出两点) (2)测定结果偏大的原因有哪些？(写出一点) 四、实验题 20．空气中含有多少氧气呢？某学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。 资料：①相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比；②相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比。 【史料研究】二百多年前，化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理，采用图1装置进行实验，得出空气由氧气和氮气组成的结论。 (1)加热时，曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末，玻璃钟罩内的现象是______，产生该现象的原因是______。 【设计与实验】设计并利用图2装置测空气里氧气含量。 (2)主要步骤如下，正确的顺序为______（填序号）。 ①弹簧夹夹紧乳胶管 ②红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹 ③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子 ④在集气瓶中加入少量水，将水面上方空间分成5等份 【优化与实验】同学们利用图2装置多次实验，水面均未上升到刻度“1”。经讨论后，分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验，记录并处理数据分别如图4、图5。 (3)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是______。 (4)图5中BC段压强增大，原因是______。白磷消耗的氧气占空气体积的______（计算结果精确到0.01%）。 《2.2空气的组成与应用》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D A C C B C A C 题号 11 12 答案 B C 1．D 【详解】A、空气中氮气的体积分数约为78%，故A选项不符合题意； B、氧气能支持燃烧，本身不能燃烧，故B选项不符合题意； C、空气中的稀有气体化学性质稳定，可用作保护气；稀有气体通电能发光，可用于制作电光源等，故C选项不符合题意； D、氮气的化学性质稳定，可用于食品包装，故D选项符合题意。 故选D。 2．C 【详解】A、二氧化硫会引起酸雨，属于空气污染物，该选项不符合题意； B、一氧化碳为空气污染物，该选项不符合题意； C、氮气为空气中的成分，不属于空气污染物，该选项符合题意； D、二氧化氮会引起酸雨，属于空气污染物，该选项不符合题意。 故选C。 3．D 【详解】纯净物只含一种物质。 ①液态氧是氧气的液态形式，只由氧分子构成，属于纯净物。 ②生理盐水是氯化钠的水溶液，含有氯化钠和水两种物质，属于混合物。 ③洁净的空气含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物。 ④冰是固态的水，只由水分子构成，属于纯净物。 ⑤酒精燃烧生成二氧化碳和水，产物含有两种物质，属于混合物。 综上，①和④属于纯净物，故选D。 4．A 【详解】A、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于制成不同用途的电光源，符合题意； B、空气中含有氧气，氧气约占空气体积的21%，不是质量，不符合题意； C、空气中氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，如可填充于食品包装中用于防腐，不符合题意； D、二氧化硫能与水反应生成酸性物质，导致酸雨的发生，属于空气污染物，一氧化碳有毒，属于空气污染物，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】A、生铁是铁和碳的合金，通常还含有硅、锰等杂质，合金属于混合物，因为其组成不固定，各成分（如铁、碳）的性质未改变，因此，生铁是混合物，此选项错误； B、盐酸是氯化氢（HCl）气体的水溶液，由氯化氢和水两种物质组成，溶液（如盐酸）属于混合物，因为其成分可以按不同比例混合，且水与氯化氢各自保持性质，因此，盐酸是混合物，此选项错误； C、干冰是固态二氧化碳（化学式 ），只由二氧化碳一种物质组成，它属于纯净物，因为其组成固定（分子），性质单一，此选项正确； D、矿泉水是天然水，含有溶解的矿物质（如钙、镁、钾等），它由水和多种矿物质混合而成，属于混合物，因为成分不固定且各成分性质未变，因此，矿泉水是混合物，此选项错误。 故选C。 6．C 【详解】A、集气瓶中，红磷燃烧生成五氧化二磷，消耗氧气，瓶中的气体减少，压强减小，在大气压的作用下，水槽中的水进入集气瓶，导致水面上升，选项正确； B、该反应消耗气体，装置不漏气是实验成功的重要因素之一，选项正确； C、蜡烛燃烧生成二氧化碳，将红磷改为蜡烛，实验后，剩余的气体的体积变化不大或无变化，会影响实验结果，选项错误； D、红磷的量不足，氧气不能完全反应，会影响实验结论，选项正确； 故选C。 7．B 【详解】A、二氧化硫、二氧化氮属于空气污染物；氮气是空气成分之一，不属于空气污染物，说法错误，不符合题意； B、二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫属于空气污染物，说法正确，符合题意； C、二氧化硫、臭氧属于空气污染物；氩气是空气成分之一，不属于空气污染物，说法错误，不符合题意； D、二氧化氮、一氧化碳属于空气污染物；二氧化碳是空气成分之一，不属于空气污染物，说法错误，不符合题意。 故选：B。 8．C 【详解】空气的成分按体积分数计算，氮气约占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%（氩气是稀有气体中的一种），二氧化碳占0.03%，其他占0.03%。对比可知，火星大气二氧化碳含量95%>0.03%，氮气含量2.7%<78%，氩气含量1.6%>0.94%。所以与地球大气的成分相比，火星大气中含量更高的是二氧化碳和氩气。 故选C。 9．A 【详解】A、空气质量指数越大表示空气质量越差，A不正确； B、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）是形成酸雨的主要污染物质，B正确； C、目前列入空气质量监测标准的基本项目有：二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧，因此除已监测到的污染物外，还需监测一氧化碳，C正确； D、提倡“绿色出行”，可减少化石燃料的使用，从而改善空气质量，D正确。 故选A。 10．C 【详解】A、空气污染指数是衡量空气污染程度的指标，指数越高，表示污染物浓度越高，空气质量越差（如指数0-50为优，51-100为良，101以上为污染）。因此，该说法错误。 B、空气中氧气的体积分数约为21%（即 ），因此，该说法错误。 C、氮气是空气的主要成分（体积分数约78%），化学性质稳定（不易与其他物质反应）。常用于保护气（如食品包装防氧化、焊接防金属腐蚀）。因此，该说法正确。 D、空气由氮气、氧气、稀有气体等多种气体组成，无论是否污染，都是混合物（混合物含多种物质）。因此，该说法错误。 故选C。 11．B 【详解】A、CO2不属于空气污染物，不计入空气污染指数，所以①中显示屏不能显示出CO2的含量，A 错误； B、红磷燃烧消耗氧气，使装置内压强减小，打开止水夹后，水进入集气瓶，装置内压强逐渐恢复。③中 Q 点后压强增大，对应的实验操作是打开止水夹，水进入集气瓶，B 正确； C、②中装置气密性不好，会使外界空气进入集气瓶，导致进入集气瓶内水的体积减少，测量结果偏小，C 错误； D、集气瓶内空气体积为，进入水的体积即氧气的体积为，则空气中氧气体积分数为，D 错误。 故选B。 12．C 【详解】A、加热时，汞只和氧气反应，该选项说法正确； B、汞能将装置中的氧气几乎耗尽，该选项说法正确； C、汞消耗氧气，装置中的气体减少，压强减小，则玻璃钟罩中的液面上升，且液面上升的体积为消耗的氧气的体积，该选项说法不正确； D、汞槽中的汞起到液封的作用，该选项说法正确。 故选C。 13． ②④⑦ ①③⑤⑥ 【详解】纯净物由一种物质组成；混合物由多种物质组成； ①液氧是液态氧气，是由一种物质组成，属于纯净物； ②汽水含有水、糖等多种物质，属于混合物。 ③二氧化碳是由一种物质组成，属于纯净物； ④米酒是存在水、酒精等，属于混合物； ⑤水是由一种物质组成 ，纯净物； ⑥冰水混合物中只有水，是由一种物质组成 ，纯净物； ⑦澄清石灰水中存在水和氢氧化钙，属于混合物。 属于混合物的有②④⑦；属于纯净物的有①③⑤⑥ 14．(1) 富氮空气 氮气化学性质比较稳定 (2)B 【详解】（1）氮气化学性质比较稳定，所以在将空气分离后，进入冰箱保鲜室内的气体是富氧空气，避免了食物因氧化而发生变质。故填：富氮空气；氮气化学性质比较稳定。 （2）目前计入空气污染物的物质有：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等，二氧化碳属于空气中的成分，是植物光合作用的原料，所以二氧化碳不属于空气污染物。故填：B。 15．(1)混合物 (2)茶叶中含有咖啡因，咖啡因具有刺激心脏、促进血液循环及兴奋大脑等作用 (3)白毫银针 (4)4/四 (5)浸泡水温 (6)咖啡因摄入过多容易刺激胃肠道，引起骨质疏松等 (7) 浸泡水温为85℃ 咖啡因的含量随浸泡次数的增多而减少 【分析】本题主要考查对科普短文的阅读理解，涉及茶叶中咖啡因相关知识，包括提神原因、实验操作目的、影响咖啡因含量的因素以及实验目的分析等。 【详解】（1）茶水中含有水、咖啡因等物质，故是混合物。 （2）根据短文内容，茶叶中含有咖啡因，而咖啡因具有刺激心脏、促进血液循环及兴奋大脑等作用，所以喝茶能提神。 （3）吸光度值越高，咖啡因含量越高。表1中白毫银针的吸光度值最高(0.123)，说明其咖啡因含量最高。 （4）从图1可看出，从茶叶末到得到咖啡因大致需经过“浸取(与乙醇混合提取)→蒸馏→焙炒→加热升华”四个主要操作步骤。 （5）由图2可看出，不同浸泡温度下，随时间延长，茶水中咖啡因含量不同，说明单次浸泡时咖啡因含量与浸泡时间和浸泡温度都有关。 （6）由短文可知，咖啡因摄入过多容易刺激胃肠道，引起骨质疏松等，所以生活中应将其摄入量控制在合理范围内。 （7）图3表明在控制茶叶种类为信阳毛尖、茶叶与水的质量比为1：75、浸泡温度为85℃、浸泡时间为3 min等条件相同时，随着浸泡次数增加，测得咖啡因含量明显递减。因此答案依次为：浸泡温度为85 ℃；随着浸泡次数增加，茶水中咖啡因含量逐渐降低 【点睛】从题目中的信息和图像中提取有用的信息，并结合平时所学进行解答是解题的关键。 16． C 乘坐公交车出行（合理即可） 【详解】A、煤炭直接燃烧会产生大量的空气污染物，加剧空气污染，不利于改善空气质量，故A错误； B、秸秆焚烧还田会加剧空气污染，不利于提高空气质量，故B错误； C、开发清洁能源，可以保护环境，利于提高空气质量，故C正确； D、为改善空气质量，合理的做法还有乘坐公交车出行、积极植树造林等。 故填：C；乘坐公交车出行（合理即可）。 17．(1) (2) 用热毛巾捂住集气瓶 导管口有气泡冒出 (3)燃着的红磷伸入集气瓶，由于燃烧放热，气体膨胀，会导致瓶内气体外溢 (4)氧气约占空气体积的五分之一 【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为，故填：； （2）连接装置，打开乳胶管上的弹簧夹，将导管一端伸入水中，用热毛巾捂住集气瓶，观察到导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好，故填：用热毛巾捂住集气瓶；导管口有气泡冒出； （3）燃着的红磷伸入集气瓶，由于燃烧放热，气体膨胀，会导致瓶内气体外溢，所以应该迅速塞紧橡胶塞，故填：燃着的红磷伸入集气瓶，由于燃烧放热，气体膨胀，会导致瓶内气体外溢； （4）红磷燃烧停止后，待集气瓶冷却至室温，打开弹簧夹，观察到烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，集气瓶中液面在刻度1附近，由此可得出的结论为氧气约占空气体积的五分之一，故填：氧气约占空气体积的五分之一。 18．(1)尽可能使氧气完全反应 (2)注射器活塞向左移，最终停留在刻度1mL处 【详解】（1）试管中加入足量红磷的目的是尽可能使氧气完全反应； （2）红磷燃烧消耗氧气，气体减少，压强减小，则反应结束冷却至室温后，松开弹簧夹，会观察注射器活塞向左移，氧气约占空气总体积的，故注射器活塞最终停留在刻度处，故填：注射器活塞向左移，最终停留在刻度1mL处。 19．(1)红磷少量、装置漏气等 (2)弹簧夹没有夹紧（合理即可） 【详解】（1）测定空气中氧气含量时，红磷少量，氧气不能完全消耗，会使结果偏小；若装置漏气，会有气体进入，也会使结果偏小；若未冷却就打开弹簧夹，进入的水的体积偏少，结果也会偏小等。 （2）点燃红磷后伸入过慢，装置中的气体受热逸出，会使结果偏大；弹簧夹没有夹紧，装置中的气体受热会从导管中逸出，也会使结果偏大等。 20．(1) 汞液面上升 汞与氧气反应，玻璃钟罩内气体减少，气压减小 (2)④①③② (3)反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀/温度下降，水蒸气变成液态，氧气含量增大 (4) 反应刚开始，温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37% 【详解】（1）汞与氧气反应生成氧化汞，玻璃钟罩内气体减少，气压减小，在大气压的作用下，玻璃钟罩内汞液面上升； （2）首先要在集气瓶中加入少量水并划分空间（④），这是为了后续观察水进入体积做准备；然后夹紧弹簧夹（①），防止装置内气体受热逸出；接着点燃红磷并迅速伸入瓶中塞紧塞子（③），保证装置气密性良好且红磷能在相对封闭体系内燃烧；最后等红磷熄灭冷却后打开弹簧夹（②），此时装置内温度恢复常温，压强稳定，能准确测量进入水的体积；故填④①③②； （3）图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%，原因可能是反应结束后，温度下降，气体逐渐混合均匀（或温度下降，水蒸气变成液态，氧气含量增大）； （4）燃烧反应是放热反应，红磷燃烧消耗氧气，同时释放大量热，装置内气体受热，根据热胀冷缩原理，气体体积膨胀，此时温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响更大，所以装置内压强增大； 相同的温度和体积下，气体压强与分子数成正比，相同的温度和压强下，气体体积与分子数成正比；反应前装置内压强为103.15kPa，反应结束后为83.17kPa，则白磷消耗的氧气占空气体积的。 学科网（北京）股份有限公司 $