2.1 空气的成分（教学设计）化学新教材科粤版九年级上册

该初中化学教学设计聚焦空气成分、氧气含量测定实验及氮气和稀有气体性质用途，通过酥脆饼干变软等生活现象导入，衔接第一单元科学探究方法，以问题链和实验分析为支架，为后续氧气性质学习铺垫。 资料融合拉瓦锡实验史与红磷测定实验，通过误差分析培养科学思维，以氮气保护气等实例构建“性质决定用途”化学观念，观看实验视频增强直观性。助力学生提升证据推理能力，为教师提供结构化教学资源，高效落实核心素养。

第一节 空气的成分 第1课时 空气有哪些成分 年级 九年级 学科 化学 课型 新授课 教材 科粤版新教材九年级上册 第二章 第一节 第1课时 教学目标 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； 教学重点 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。 教学难点 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。 教材分析 本节教学内容源于科粤版九年级化学上册第二单元《空气、物质的构成》第一节《空气的成分》的第1课时《空气有哪些成分》。空气是学生最熟悉的身边物质，是初中化学研究混合物的典型代表，在化学学习和生活认知中具有十分重要的地位。它不仅是对第一单元物质变化、科学探究方法的巩固应用，更是后续学习氧气性质、气体制备等知识的重要铺垫。 教材首先结合生活经验引出空气真实存在的事实，初步引导学生感知空气是一种混合物。接着介绍拉瓦锡研究空气成分的经典化学史实，让学生体会空气成分探究的科学发展历程。然后通过红磷测定空气中氧气含量的演示实验，从实验现象、原理分析角度，推导得出空气中各主要成分及其体积分数，使学生能够从宏观层面认识空气的组成。通过课堂讨论、实例辨析和对应训练，帮助学生巩固空气成分相关知识，提高运用空气组成知识分析简单化学问题的能力。 学情分析 教学对象是九年级学生，他们在第一单元的学习中已经初步认识科学探究基本流程，能够区分物理变化、化学变化，具备基础实验观察与现象分析能力，知道空气真实存在，对氧气、二氧化碳有粗浅的生活认知。但对于空气的具体组成、各成分的体积分数，以及混合物、纯净物的概念还缺乏系统、深入的理解。 在思维能力方面，九年级学生正处于由具象经验思维向化学抽象思维过渡的阶段，已经具备一定的对比分析与简单逻辑推理能力，但对于定量化学实验（红磷测定空气中氧气含量）的实验原理、误差分析这类抽象内容，理解上还存在一定障碍。在学习方法上，部分学生习惯于记忆实验结论，对实验背后的原理思考不足，缺少从实验现象推导实验结论的证据意识。 因此，在教学过程中，教师要充分考虑学生的已有认知基础，结合生活实例、演示实验、史料阅读等多种教学手段，帮助学生理解定量实验的原理。通过设置递进式问题链，引导学生主动观察、分析实验现象，培养学生证据推理与科学探究的能力。同时，注重知识的循序渐进，帮助学生搭建从生活经验到化学概念的认知框架，提升学生运用空气组成知识分析、解决简单化学问题的能力。 教学过程 教学内容 设计意图 课堂导入 【展示生活实例】同学们，化学就在我们身边。大家观察下面几组生活现象：酥脆饼干敞开放久会变软，冰镇矿泉水瓶外壁挂满水珠，菜刀放置久了会生锈。这些司空见惯的生活小事，背后都和空气息息相关。 【教师讲解】饼干变软说明空气中含有水蒸气，菜刀生锈是空气中的氧气参与反应，这些现象都说明空气并不是单一的气体，里面含有多种不同的物质。 【提出问题引导思考】空气看不见也摸不着，那空气里面究竟含有哪些成分？科学家又是怎样探究发现空气成分的？我们又该如何保护宝贵的空气资源呢？带着这些疑问，让我们开启今天的探究之旅——空气的成分。 1. 激发学生兴趣：借助熟悉的生活现象导入，调动学生探究空气成分的好奇心。 2. 引发探究思考：结合实例抛出问题，引出课题，开启空气成分的探究。 环节一 空气有哪些成分 问题一 人类如何逐步认识空气 【引入】同学们，空气时刻围绕在我们身边，那人类从古至今是怎样一步步揭开空气成分的面纱呢，我们一起来了解空气成分的发现历程。 【教师提问】阅读时间轴，说一说人类对空气的认识经历了哪几个关键阶段？ 【学生思考】学生能够读取时间线上关键人物与事件，但难以梳理实验之间的逻辑递进，不理解发现稀有气体的推理依据。 【讲解】很久以前，人们认为空气只是单一的某种物质。18世纪70年代，拉瓦锡利用定量实验，证明空气中含有氧气和氮气。19世纪末，瑞利发现从空气中分离得到的氮气密度大于化学制取的纯氮气，推测空气中存在未知气体。后续拉姆西发现稀有气体氩气，各类稀有气体陆续被人们发现。 【过渡】拉瓦锡的实验具有里程碑意义，我们一起来剖析这个经典定量实验，先搞懂它的实验原理。 【教师提问】阅读实验原理，想一想该实验实现定量测定的核心逻辑是什么？ 【学生思考】学生可以读懂文字，但是不容易理解消耗氧气、压强减小、进水体积等于氧气体积这一套逻辑关系。 【讲解】在密闭容器中，利用物质与空气中的氧气发生反应，生成固体，容器内压强减小，外界大气压将液体压入容器，进入容器内液体的体积，就等于容器内消耗氧气的体积。 【过渡】明白了原理，我们来看拉瓦锡整套实验的操作、现象。 【教师提问】观察实验装置图，阅读实验步骤，找一找实验操作以及观察到的实验现象。 【学生思考】学生能够梳理出操作：将液态汞放在密闭容器连续加热12天，能够记录部分现象，但是对体积减少1/5这一关键定量现象不够重视。 【讲解】 ✅实验步骤：把银白色液态汞置于密闭玻璃容器中，连续加热12天。 ✅实验现象： ①一部分银白色液态汞变成红色粉末； ②容器内空气体积大约减少1/5； ③汞槽中的汞升入钟罩。 【过渡】实验结束后，拉瓦锡对容器中剩余气体继续开展研究，我们来看实验得到的结论。 【教师提问】结合剩余气体的性质，思考拉瓦锡得到了什么实验结论？ 【学生思考】学生知道剩余气体不支持燃烧、不能供给呼吸，直接认定全部为氮气，不清楚拉瓦锡结论的局限性。 【讲解】拉瓦锡研究剩余气体，发现它既不能供给呼吸，也不支持燃烧，于是认为剩余气体全部是氮气。 ✅实验结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。 【过渡】看完完整实验，我们来深度思考实验背后的原理。 【教师提问】思考1：汞槽里的汞为什么会升入钟罩，并且升入体积约占容器空气体积的1/5？ 【学生思考】学生可以记住现象，但是压强变化的逻辑链条表述不完整，容易遗漏内外压强对比。 【讲解】装置密闭，内部氧气被消耗，钟罩内气体减少，压强降低，外界大气压大于钟罩内部气压，将汞槽中的汞压入钟罩；空气中氧气体积约占空气总体积的1/5，因此进入钟罩汞的体积约等于消耗氧气的体积，约占空气体积的1/5。 【过渡】拉瓦锡当时认为剩余气体全部是氮气，后来科学家发现这个结论并不完整。 【教师提问】思考2：科学家依靠什么证据，推理出剩余气体除氮气以外，还含有其他成分？ 【学生思考】学生能看到密度数据对比，但不会把密度差异推导为存在其他气体。 【讲解】从空气中分离出来的氮气密度，大于化学方法制得的纯净氮气的密度。这一证据说明，空气中除氮气、氧气之外，还含有其他不支持燃烧的气体，也就是后来发现的稀有气体。 【过渡】了解人类探究空气的科学史，知道空气中含有氧气、氮气、稀有气体，那空气中各成分的体积分数具体是多少？进入下一部分学习。 问题二 空气中氧气含量的测定 【引入】拉瓦锡用汞的实验测定出氧气约占空气体积1/5，汞有毒，实验室不适合使用，我们改用红磷来完成这个测定实验。 【教师提问】观察实验装置，阅读实验原理，想一想这套装置测定氧气含量的核心原理是什么？ 【学生思考】学生能看懂文字，但是不容易理清“消耗氧气→压强减小→进水体积等于氧气体积”整套逻辑。 【讲解】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。本实验需要在通风橱中进行。 【过渡】下面我们观看实验视频，完整观察红磷测定空气中氧气含量的实验全过程。 【教师提问】请大家仔细观看视频，关注实验操作步骤、实验现象。 【学生思考】学生观看视频，能记录部分现象，容易忽略冷却至室温这一关键操作要点。 【讲解】 ✅实验操作： 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，实验前检查装置气密性。 2、点燃燃烧匙中的红磷，迅速插入集气瓶中，塞好胶塞。 3、反应停止后，待集气瓶冷却至室温，松开止水夹。 ✅实验现象： ①红磷燃烧，产生大量白烟； ②冷却打开止水夹后，水进入集气瓶，流入水的体积约占瓶内空气体积的1/5。 ✅原理解释：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。 ✅实验结论：氧气约占空气总体积的1/5。 【过渡】实验做完之后，我们一起来交流讨论几个关键问题。 【教师提问】思考1：如果集气瓶内的水没有上升到1/5处，有哪些可能的原因？ 【学生思考】学生能想到部分原因，但容易遗漏“未冷却至室温打开止水夹”这一点。 【讲解】结果偏小常见原因：①装置漏气；②红磷的量不足，氧气没有耗尽；③没有完全冷却就打开止水夹。 【教师提问】思考2，能不能用蜡烛、木炭代替红磷完成本实验？ 【学生思考】部分学生认为只要可以燃烧就可以替换，不清楚生成物状态对压强的影响。 【讲解】不能。蜡烛、木炭燃烧会生成二氧化碳气体，瓶内压强几乎不变，会干扰测量结果，因此不能替换。 【教师提问】思考3，实验结束之后集气瓶内剩余气体主要是什么？ 【学生思考】结合前面拉瓦锡实验，学生可以推断出主要成分。 【讲解】剩余气体的主要成分是氮气。 【过渡】通过科学家的探究以及红磷实验，我们知道空气是由多种气体组成的，我们来梳理空气各组分的体积分数。 【教师提问】阅读表格，记住空气中各成分的体积分数，同时留意两个注意点。 【学生思考】容易混淆体积分数和质量分数，忽略水蒸气、二氧化碳含量是可变的。 【讲解】 空气各成分体积分数： 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% ⚠注意： 1.空气中水蒸气含量不固定，受天气、地区影响，阴雨天水蒸气含量更大。 2.二氧化碳含量会受人类活动影响发生改变。 【过渡】空气中除氧气以外，占比最大的就是氮气，还有少量的稀有气体，那氮气和稀有气体有用吗？接下来我们一起来探究。 阅读屏幕上科学探究的定义，找一找科学探究的核心工作是什么？ 【学生思考】学生阅读文本，标记“收集证据、作出解释”等关键词，但还不理解完整科学探究流程。 【讲解】科学探究是收集证据和作出解释，进行发现、创造与应用的科学实践活动，也是获取科学知识、理解科学本质、认识客观世界的重要途径。简单说：研究物质性质不能只靠课本阅读，要动手实验、收集证据，再分析推理得到结论。 【过渡】只学习理论比较抽象，接下来我们就通过铜受热变黑的实验，完整体验科学探究的全过程。 知识总结 一、空气成分的发现史 1. 古代认知：认为空气是单一物质。 2. 拉瓦锡汞实验：定量研究，得出空气由氧气和氮气组成，氧气约占空气总体积1/5。 3. 瑞利、拉姆西：根据氮气密度差异，发现稀有气体。 二、空气中氧气含量的测定（红磷实验） 1. 实验原理：红磷燃烧消耗密闭容器内的氧气，生成固体，瓶内压强减小，大气压将水压入集气瓶，进入水的体积等于消耗氧气的体积。 2. 实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟；冷却至室温打开止水夹，进水体积约占瓶内空气体积1/5。 3. 实验结论：氧气约占空气总体积1/5。 4. 结果偏小原因：装置漏气；红磷量不足；未冷却至室温就打开止水夹。 5. 药品选择要求：燃烧产物不能生成气体，木炭、蜡烛不能代替红磷。 6. 剩余气体主要为氮气。 三、空气各成分体积分数 - 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% >注意：水蒸气、二氧化碳含量不是固定不变，会受环境和人类活动影响。 【对应训练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 【答案】B 【解析】空气中各成分按体积分数计算，氮气约占78%，是空气中体积分数最大的气体；氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.03%。A、C、D错误，B正确。 故选 B。 【对应训练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 【答案】D 【解析】 A.红磷用量不足，氧气不能被完全消耗，进水体积小于1/5； B.装置气密性较差，外界空气进入瓶内，进水体积小于1/5； C.未冷却至室温打开弹簧夹，瓶内压强偏大，进水体积小于1/5； D.点燃红磷后缓慢塞紧瓶塞，瓶内部分受热气体逸出，会导致进水体积大于1/5。 因此A、B、C均会造成进水小于1/5，D不可能造成该结果。 故选 D。 1.本环节围绕认识空气组成为核心展开教学，以空气成分发现科学史为切入点，依托拉瓦锡经典实验、红磷测定空气中氧气含量演示实验，借助问题链引导学生理解定量实验“消耗气体‑压强变化‑体积测定”的核心逻辑，梳理空气各成分的体积分数。 2.通过史料研读、实验现象分析、误差讨论、易混问题辨析，帮助学生掌握测定空气中氧气含量的实验原理、操作要点与注意事项，认识证据在化学探究中的重要作用，同时认识科学探究的内涵，夯实本课时知识框架，落实“宏观辨识”“科学探究与创新意识”的化学核心素养目标。 环节二 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 【引入】同学们，空气成分里氮气含量最多，稀有气体含量却很少，那它们是不是没有太大作用呢？ 【教师提问】氮气、稀有气体在生活中有很多用途，物质的用途和什么有关？ 【学生思考】学生知道氮气、稀有气体有诸多应用，但不清楚用途背后的原因，不能建立性质和用途之间的联系。 【讲解】氮气、稀有气体都有着十分广泛的用途。想要了解它们的用途，首先要掌握对应的物质性质。 ✅规律：物质的用途是由它的性质决定的。 性质 用途 【过渡】接下来我们就结合氮气、稀有气体的性质，进一步学习它们在生产生活中的实际用途。 问题四 探究氮气的用途及其对应性质 【引入】同学们，前面我们知道物质的用途由性质决定，接下来我们一起来学习氮气的物理、化学性质，分析氮气的各种实际用途。 【教师提问】观察表格，说一说氮气有哪些物理性质？液态氮气为什么可以在医学上用作冷冻剂？ 【学生思考】学生可以读出颜色、状态等信息，但难以把低沸点的物理性质和冷冻剂用途建立对应关系。 【讲解】 ✅氮气物理性质：无色无味气体，密度略小于空气，不易溶于水，熔点‑209.9℃，沸点‑195.8℃。 氮气沸点低，液氮汽化会吸收大量热量，因此液态氮气在医学上可以作冷冻剂。 【过渡】了解完氮气的物理性质，我们再来分析氮气的化学性质对应的用途。 【教师提问】零食包装袋中充入氮气、灯泡内填充氮气，这是利用氮气的什么特点？ 【学生思考】知道充氮气可以保护食品、保护灯丝，但不清楚背后对应的化学性质。 【讲解】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。 【过渡】氮气化学性质稳定，那是不是代表氮气永远不能发生化学反应呢？ 【教师提问】思考2：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？工业上利用氮气生产氮肥、制造炸药，这个事实说明了什么？ 【学生思考】学生容易形成认知误区，认为性质稳定就不会发生任何化学反应。 【讲解】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，可用于制取氮肥、合成染料、制造炸药。 【过渡】我们来做连线练习，巩固氮气性质与用途的对应关系。 【教师提问】请大家把氮气对应的性质和用途一一连线。 【学生思考】学生容易混淆不同性质所对应的用途，不能熟练建立“性质决定用途”的关联。 【讲解】 常温下化学性质稳定——食品保鲜、灯泡保护气 高温下可以发生化学反应——制造氮肥、炸药 沸点低，液氮汽化吸热——医疗冷冻剂 【过渡】我们对氮气的性质与用途进行整体梳理总结。 【讲解】 ✅氮气化学性质总结： ①低温、常温条件下化学性质稳定，可用于充氮包装保存食品、充氮灯泡；氮气不活泼，不支持燃烧。 ②高温等条件下可参与化学反应，可用来制取氮肥、合成染料、制造炸药。 问题五 探究稀有气体用途及其性质 【引入】同学们，我们已经知道物质的用途由性质决定，接下来我们一起来学习稀有气体的性质，分析稀有气体在生活生产中的实际用途。 【教师提问】思考1：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，这体现稀有气体什么性质？ 【学生思考】学生知道稀有气体可以做保护气，但不能准确说出对应的化学性质。 【讲解】 ✅稀有气体化学性质：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”。 利用该性质，稀有气体可以在焊接金属时隔绝空气，防止金属被氧化，用作焊接保护气。 【过渡】了解稀有气体用作保护气的化学性质，我们再来认识稀有气体另一个特点。 【教师提问】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。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？ 【学生思考】学生能看到发光现象，容易误以为生成新物质，错判为化学变化。 【讲解】稀有气体通电发光的过程，没有新物质生成，属于物理变化。 ✅结论2：稀有气体通电时，能发出不同颜色的光，属于物理性质，可以用来制作霓虹灯、用于激光技术。 补充：不同稀有气体通电发光颜色：氦气——粉红色光；氖气——红光；氩气——蓝紫色光；氙气——特强白光。 【过渡】稀有气体还有别的用途，我们再来看探空气球。 【教师提问】思考3：探空气球填充氦气，利用氦气什么性质？ 【学生思考】学生只知道气球可以升空，容易遗漏化学性质角度。 【讲解】 ✅氦气物理性质：密度很小； ✅氦气化学性质：化学性质稳定。 氦气密度小可以让气球升空，化学性质稳定安全性更高，因此可以用来填充探空气球。 【过渡】有同学会想到氢气密度比氦气还要小，为什么探空气球不用氢气呢？ 【教师提问】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？ 【学生思考】学生只对比密度，忽略安全因素。 【讲解】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；氦气化学性质稳定，不会燃烧爆炸，安全性更好，所以探空气球选氦气而不用氢气。 【过渡】我们做小结练习，巩固稀有气体性质与用途的对应关系。 【教师提问】请大家把稀有气体对应的性质和用途一一对应。 【学生思考】学生容易混淆物理性质、化学性质分别对应的用途。 【讲解】 化学性质很不活泼（惰性）——焊接金属保护气 通电时能发出不同颜色的光——霓虹灯、激光技术 氦气密度小、化学性质稳定——填充探空气球 【过渡】我们对稀有气体的性质与用途进行整体梳理总结。 【讲解】 ✅稀有气体性质与用途总结： ①化学性质很不活泼，一般很难和其他物质反应，可用作焊接保护气； ②通电时可发出不同颜色的光（物理性质），可制作霓虹灯、应用于激光技术； ③氦气密度小、化学性质稳定，可填充探空气球。 【过渡】我们综合氮气、稀有气体的学习，提炼物质性质和用途之间的逻辑关系。 【教师提问】回顾氮气、稀有气体的实例，说一说物质性质和用途是什么关系？ 【学生思考】学生可以记住用途，但分不清“性质决定用途”和“用途反映性质”双向逻辑。 【讲解】 ✅物质性质与用途的关系： 性质决定用途，用途反映性质。 例子： 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。 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。 双向关系： 知识总结 一、核心规律 性质决定用途，用途反映性质，二者为双向对应关系。 二、氮气 1. 物理性质 无色、无味气体，密度略小于空气，不易溶于水； 熔点‑209.9℃，沸点‑195.8℃，沸点低，液氮汽化吸收大量热。 👉用途：医疗冷冻剂。 2. 化学性质与用途 1. 常温、低温下化学性质稳定，不易发生化学反应 👉用途：食品保鲜、灯泡保护气（作保护气）；氮气不支持燃烧。 2. 高温等特殊条件下可以发生化学反应 👉用途：制取氮肥、合成染料、制造炸药。 氮气性质‑用途对应 - 沸点低，液氮汽化吸热 → 医疗冷冻剂 - 常温化学性质稳定  → 食品保鲜、灯泡保护气 - 高温可发生反应  → 制氮肥、炸药、染料 三、稀有气体（曾叫惰性气体） 1. 化学性质 化学性质很不活泼，一般很难和其他物质发生化学反应。 👉用途：焊接金属的保护气。 2. 物理性质 1. 通电时，能发出不同颜色的光，属于物理变化，无新物质生成 氦气—粉红色光；氖气—红光；氩气—蓝紫色光；氙气—特强白光 👉用途：制作霓虹灯、激光技术。 2. 氦气：密度很小，同时化学性质稳定 👉用途：填充探空气球。 >对比：氢气密度更小，但氢气具有可燃性，遇明火、高温易燃烧爆炸，安全风险高，因此探空气球选用氦气，不选用氢气。 稀有气体性质‑用途对应 - 化学性质很不活泼  → 焊接保护气 - 通电发出不同颜色的光 → 霓虹灯、激光技术 - 氦气密度小、化学性质稳定 → 探空气球 四、性质与用途双向关系实例 1. 性质→用途（性质决定用途） 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 2. 用途→性质（用途反映性质） ①焊接用稀有气体作保护气 → 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、化学性质稳定 【对应训练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 【答案】B 【解析】氮气用作食品防腐保护气，是利用氮气化学性质稳定，不易和食品发生化学反应。故选 B。 【对应训练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 【答案】C 【解析】稀有气体化学性质很不活泼，不可以作助燃剂；通电发光可制霓虹灯，氦气密度小可填充气球，化学性质稳定可作焊接保护气。故选 C。 1. 本环节以氮气、稀有气体的性质与用途探究为主线，依托问题、实例、练习、总结的闭环探究，结合生活生产情境，帮助学生建立“性质决定用途，用途反映性质”的思维模型，落实宏观辨识与微观探析、科学态度与社会责任核心素养。 2. 针对学生典型认知误区设置问题链，结合真实实例开展证据推理，借助生活应用素材打通化学与现实联系，纠正“含量少就无价值”的片面观点，树立合理利用物质资源的意识。 课堂小结 七、板书设计 2.1 空气的成分 第1课时 空气有哪些成分 一、空气成分（体积分数） N2：78%　O2：21% 稀有气体：0.94%　CO2：0.03% 其他气体杂质：0.03% 二、测定空气中氧气含量（红磷） 1. 原理：耗O2，生成固体，压强减小，进水体积 = 氧气体积 2. 现象：大量白烟；冷却后进水约占1/5。 3. 结论：O2约占空气1/5。 4. 偏小原因：红磷不足、装置漏气、未冷却至室温 ⚠木炭、蜡烛不能替换红磷 三、氮气、稀有气体 性质 用途（性质决定用途，用途反映性质） 1. 氮气 常温稳定→保护气；液氮汽化吸热→医疗冷冻；高温反应→制氮肥、炸药 2. 稀有气体 很不活泼→焊接保护气；通电发光 (物理变化)→霓虹灯； 氦气（密度小、稳定）→探空气球，不用氢气（可燃易爆） 随堂练习 【例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 【答案】C 【解析】氮气、氧气体积比约4:1；分离液态空气没有新物质生成，属于物理变化；空气中稀有气体通电发光，可制造电光源；空气中含量最少的不是二氧化碳。故选C。 【例2】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 【答案】B 【解析】红磷燃烧，产生大量白烟；“雾”是液体小液滴，不能描述为白雾。故选B。 【例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 【答案】C 【解析】红磷燃烧只产生白烟；木炭燃烧生成气体，瓶内压强几乎不变，不能替换红磷；装置漏气会造成进水体积小于1/5；该实验说明氮气难溶于水。故选C。 【例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 【答案】B 【解析】空气中氮气体积分数最大，约78%，化学性质不活泼。故选B。 【例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 【答案】C 【解析】硫燃烧生成二氧化硫气体，不能替换红磷；氮气作保护气利用其化学性质稳定；稀有气体通电发光无新物质生成，属于物理变化；冰水共存物只含水一种物质，属于纯净物。故选C。 教学反思 本节课围绕空气的成分展开教学，依托化学史料、红磷测定空气中氧气含量演示实验、氮气与稀有气体性质用途探究等活动开展课堂学习，学生对实验探究、生活情境化化学知识兴趣较高，能够记住空气各成分的体积分数，初步掌握红磷实验的基本现象与结论，建立“性质决定用途”的基本观念。 但教学中也暴露出一些问题：部分学生容易混淆体积分数与质量分数，对红磷实验的压强变化内在原理理解不到位，对实验误差分析思考不全面；容易把稀有气体通电发光误判为化学变化，难以自主辨析物理、化学性质对应的实际用途。课堂以教师演示、问题引导为主，学生自主分析推理的训练还不够充分。 后续教学中，要强化实验原理与误差的对比辨析，多用实例帮助学生厘清性质与用途的对应关系；设置阶梯式问题链训练学生证据推理能力，增加课堂思考讨论环节，帮助学生破除典型认知误区，落实宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识的化学核心素养。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $