2.1 我们周围的空气（第二课时） 导学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

《课题1 我们周围的空气（第二课时）》

班级：__________ 姓名：__________ 日期：__________

一、学习目标

化学观念：掌握氧气、氮气、稀有气体的核心性质与用途，建立“性质决定用途、用途体现性质”的基础化学观念，明晰空气是珍贵的自然资源。

科学思维：通过对比归纳气体用途、分析空气污染问题，培养逻辑推理与归纳思辨能力。

科学探究与实践：结合生活实例探究空气成分应用与污染问题，提升学以致用的实践能力。

科学态度与责任：树立绿色环保理念，主动关注空气质量，养成保护大气环境的责任意识。

二、新知导入

上节课我们通过实验测定了空气的组成，明确了空气是由多种成分组成的混合物。我们每天呼吸空气、依赖空气生存，看似普通的空气却维系着世间万物的生命活动。空气中的氧气、氮气、稀有气体各有什么独特本领？生活中焊接金属、食品防腐、霓虹灯发光等现象和空气成分有什么关联？当下雾霾、酸雨等空气污染问题频发，我们该如何科学保护空气？本节课将逐一探究这些问题。

三、课堂探究

板块一：空气是一种宝贵的资源

空气是人类和动植物赖以生存的基础自然资源，空气中各组分气体性质不同，用途也各不相同。本板块通过系列探究题，梳理氧气、氮气、稀有气体的性质与用途，构建性质与用途的对应关系。

探究1：氧气的性质与用途探究

1. 结合生活经验和已有知识，简述氧气的核心功能，列举生活、生产中氧气的常见应用场景。

2. 医疗急救中，危重病人需要吸氧维持生命，高原旅行人员会携带氧气瓶，请分析该应用体现了氧气的什么核心性质？

3. 工业炼钢、气焊、气割作业中，会大量使用纯氧替代空气，请说明纯氧在该类作业中的作用，对比普通空气燃烧与纯氧燃烧的差异。

4. 小组讨论：氧气的用途均由其化学性质决定，请总结氧气的两大核心化学性质，并对应匹配所有用途，验证“性质决定用途”的化学规律。

5. 拓展思考：氧气对人类生存至关重要，是否氧气含量越高对人类和自然越有利？请结合生活常识简要分析原因。

氧气是空气中含量第二的气体，也是生命活动不可或缺的物质。通过上述探究可发现，氧气的用途完全依托其化学性质展开。供给呼吸是氧气最基础的用途，一切动植物的呼吸作用都需要氧气参与，人体缺氧会出现头晕、窒息甚至死亡，因此医疗急救、潜水、登山、航天等场景都必须配备供氧设备。而支持燃烧是氧气的另一重要性质，可燃物在氧气中燃烧更剧烈、更充分，能够释放大量热量，因此被广泛用于工业炼钢、金属焊接与切割、火箭助燃等工业生产领域。同时我们也要明确，氧气并非越多越好，高浓度氧气会加速物质氧化、引发可燃物自燃，还会对人体呼吸系统造成损伤，维持空气中氧气的稳定含量，是生态平衡的重要保障。

探究2：氮气的性质与用途探究

1. 结合教材内容，归纳氮气的物理性质（颜色、状态、气味、溶解性）和核心化学性质。

2. 超市中的膨化食品包装袋内都会充入大量气体防止食品压碎、变质，该填充气体为氮气，请结合氮气性质分析氮气可作食品保护气的原因。

3. 工业生产中，金属焊接时常将氮气作为保护气，隔绝空气使用，请分析该操作的原理。

4. 医疗领域可利用液氮制作冷冻剂，用于冷冻治疗、保存生物样本，请推测液氮能实现低温冷冻的物理原因。

5. 农业生产中，氮气是合成氮肥的核心原料，请简述氮气对农业生产的重要意义。

6. 归纳总结：结合以上用途，完整梳理氮气的性质与用途的对应关系，强化性质决定用途的认知。

氮气是空气中含量最高的气体，占空气体积的78%左右，是空气中含量最丰富的自然资源。氮气常温下是无色、无味的气体，难溶于水，物理性质稳定；最核心的特点是化学性质不活泼，常温下很难与其他物质发生化学反应，这也是氮气大多数用途的核心依据。正是因为化学性质稳定，氮气可以隔绝氧气和水分，防止食品被氧化变质、受潮损坏，因此广泛用于食品防腐保鲜；同时能隔绝空气中的氧气，避免高温焊接时金属被氧化，保障焊接质量。液氮沸点极低，汽化过程中会吸收大量热量，能够营造超低温环境，因此可用于医疗冷冻、食品速冻、科研低温保存等场景。此外，氮气是植物生长所需氮元素的重要来源，工业上利用氮气合成氨气、制作氮肥，有效提升农作物产量，支撑农业发展。氮气的各类用途，无一不体现出物质性质与用途的紧密关联。

探究3：稀有气体的性质与用途探究

1. 稀有气体包含哪些气体？为什么稀有气体曾被称为“惰性气体”？

2. 城市夜晚的霓虹灯、节日的彩色灯光绚烂多彩，其灯管内填充的是稀有气体，请分析稀有气体可制作电光源的原理。

3. 氦气可用于填充探空气球，替代易燃易爆的氢气，请结合氦气的性质分析其优势。

4. 精密仪器、激光设备生产中，常使用稀有气体作保护气，对比氮气保护气，分析稀有气体的特性优势。

5. 全面梳理稀有气体的物理、化学性质，分类总结其在照明、工业、科研、医疗领域的用途。

稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称，在空气中含量极低，因此得名稀有气体。其最核心的特征是化学性质极不活泼，常温、高温条件下都很难与其他物质发生化学反应，稳定性远高于氮气，因此旧称“惰性气体”。除此之外，稀有气体通电时能发出不同颜色的有色光，这是其独特的物理性质，也是霓虹灯、航标灯、闪光灯等电光源的制作原理，不同稀有气体通电发光颜色不同，可制作各类彩色照明设备。氦气密度远小于空气，且化学性质稳定、不易燃烧爆炸，安全性远超氢气，是探空气球、飞艇的理想填充气体。凭借极强的化学稳定性，稀有气体可作为高端保护气，用于精密仪器制造、激光焊接、半导体生产等高精度工业场景，防止设备和工件被氧化。部分稀有气体还可用于医疗麻醉、科研探测等领域，用途十分广泛。

板块二：保护大气环境

空气是宝贵的资源，但随着工业发展、人类活动加剧，大气污染问题日益严重，破坏了生态平衡，危害人体健康。本板块通过探究题目，掌握空气污染物、污染来源、危害及防治措施，树立环保责任意识。

探究4：空气污染物与污染来源探究

1. 结合生活所见，列举生活中常见的空气污染现象，初步判断对应的污染物。

2. 教材定义的计入空气质量指数的空气污染物主要有哪些？空气污染物是否包含空气中原有的氮气、氧气？说明理