2.2空气的组成与应用教案--2026-2027学年九年级化学北京版上册

该初中化学教案聚焦空气的组成与应用，涵盖混合物与纯净物辨析、氧气含量测定实验、空气资源利用与保护。通过设问科学家研究燃烧与空气组成的关系，结合跨学科知识回顾和生活实例证明空气存在及组成，搭建学习支架。 特色在于融入科学史分析（对比梅猷、舍勒等实验培养科学思维），红磷实验操作与误差分析落实科学探究与实践，空气质量监测实践体现科学态度与责任。实验探究与史实推理结合的教学方法，助学生提升证据推理能力和环保意识，为教师提供素养落实路径和教学资源。

第二节 空气的组成与应用 教案 一、教学基本信息 项目 内容 学科 化学 课时 1 课时 课标依据 《义务教育化学课程标准（2022 版）》：通过实验探究认识空气的成分；区分纯净物和混合物；了解空气中各组分的主要用途；认识空气污染的危害，树立保护空气资源的意识。 教材版本 北京 2024 版化学教材 教学内容 空气是混合物；空气中氧气含量的测定；空气资源的利用与保护 二、教学目标 化学观念 （1）知道空气按体积分数的组成，能够区分纯净物、混合物，会书写氮气、氧气等物质的化学符号。 （2）了解氮气、稀有气体的主要性质与用途。 （3）知道空气主要污染物，了解酸雨的成因与危害，认识保护空气的重要意义。 科学思维 （1）通过分析梅猷、舍勒、普里斯特利、拉瓦锡探究空气组成的史实，体会实验证据与推理在化学研究中的作用。 （2）能根据红磷测定空气中氧气含量实验现象进行分析推理，建立实验现象‑实验结论的逻辑关系。 科学探究与实践 （1）掌握红磷测定空气中氧气含量实验的操作要点，能够完整描述实验现象，分析操作注意事项的原因。 科学态度与责任 （1）感受科学家严谨求实的科学精神；认识空气是宝贵的自然资源，树立保护大气环境的责任意识。 三、教学重难点 教学重点 ①空气的体积组成；纯净物与混合物的辨析；②红磷测定空气中氧气含量实验；③氮气、稀有气体用途；空气污染物与保护空气。 教学难点 ①测定空气中氧气含量的实验原理、误差分析；②结合史实理解空气组成研究的科学推理过程。 四、教学准备 多媒体课件（教材图片：空气组成饼状图、拉瓦锡实验装置、红磷测氧气体积实验装置、稀有气体用途、酸雨形成示意图） 红磷测定空气中氧气含量实验器材：集气瓶、燃烧匙、弹簧夹、烧杯、橡胶塞、导管、红磷、酒精灯、水。 五、教学过程 环节 1 情境导入（5min） 教师设问：科学家研究燃烧离不开对空气组成的研究。我们知道空气中含有氧气、氮气。如何用化学方法测定空气各成分含量？空气作为资源如何利用？怎样保护空气？引出本节课课题 ——空气的组成与应用。 组织【交流・分享】课堂活动： 回顾梳理科学、生物、地理课中学过的空气相关知识。 列举生活实例或者实验事实，证明空气真实存在，且空气由多种物质组成。 环节 2 空气是一种混合物（10min） 空气的组成 讲解：通常状况下，空气无色、无味。按体积计，干燥洁净空气：氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、其他气体和杂质。 说明：上述分数均为体积分数，是混合物中某成分体积除以混合物总体积得到的百分数。 补充：空气组成不是固定不变，受环境影响，城市、山区、密闭教室中空气成分会发生变化。 纯净物与混合物 混合物：由两种或两种以上物质混合而成；各组分不发生化学反应，各自保持原有化学性质；没有固定组成，没有确定性质。举例：空气。 纯净物：由一种物质组成，有固定组成、确定性质，可以用化学符号表示。举例：氮气、氧气。 补充：绝对纯净的物质很难得到，日常所说纯净物指杂质含量很低的物质。 物质分类框图：物质分为纯净物、混合物。 课堂小练习：判断空气、氮气、氧气属于纯净物还是混合物。 环节 3 空气中氧气含量的测定（18min） 活动 1：分析化学史实 展示表 2‑2 历史上关于燃烧及空气组成研究的实验 实验者和时间 主要实验装置示意图与实验现象 主要实验结论 梅猷（1674 年前后） 一段时间后蜡烛熄灭，玻璃球中水面上升；进入水的体积约占玻璃球空气体积的 1/30。 空气由 “火‑气粒子” 和 “另一种粒子” 组成。 舍勒（1773 年前后） 氢气在空气中燃烧，水立刻开始上升，直到占据烧瓶体积的 1/4 时，火焰熄灭。 空气由 “火空气” 和 “浊空气” 组成。 普里斯特利（1774 年前后） 置于架子上的锡失去金属光泽，水进入试管约 1/4 的位置。 空气由 “脱燃素空气” 和 “燃素化空气” 组成。 抛出思考问题： 三个实验化学反应相同点、不同点？ 实验装置相同点、不同点？ 为什么水会进入装置？进入水的体积为什么各不相同？ 过渡：后续科学家确认 “火空气” 就是氧气，拉瓦锡实验设计更加严谨。 阅读拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验史实： 拉瓦锡将液态汞放在密闭容器加热，汞表面生成红色小颗粒；持续加热 12 天红色颗粒不再增加。玻璃钟罩内汞液面上升，容器内空气体积减少约。剩余气体不能供给呼吸、不支持燃烧，即为氮气。 红色固体氧化汞加强热，重新得到汞和氧气，氧气体积等于密闭容器减少的气体体积；把氧气加入剩余体积气体，得到和空气性质完全一样的混合气体。 拉瓦锡结论：空气由体积氧气和体积氮气组成。 思考讨论： 和蜡烛、氢气、锡对比，汞作为消耗氧气物质的优点？ 汞槽中汞的作用，对比早期实验中水的作用？ 为什么加热 12 天？ 加热氧化汞得到的实验，为最终结论提供哪些证据？ 活动 2 探究・实践：实验室红磷测定空气中氧气含量 探究目的：测定空气中氧气的含量。 实验步骤 按图连接仪器，检查装置气密性； 集气瓶加少量水，将水位上方空间五等分，弹簧夹夹紧胶皮管； 取足量红磷，酒精灯点燃，迅速伸入集气瓶，塞紧橡皮塞； 红磷熄灭，冷却至室温，打开弹簧夹，观察记录现象。 完善表格： 实验现象 分析与解释 红磷燃烧，产生大量白烟，放热；冷却至室温打开弹簧夹，烧杯中水沿导管流入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内原空气体积的。 红磷燃烧消耗集气瓶内氧气，生成固体五氧化二磷；瓶内气体减少，冷却后瓶内压强小于外界大气压，大气压将烧杯中的水压入集气瓶；进入水的体积等于被消耗氧气体积。 得出结论：。 文字表达式： 反思交流 操作 “夹紧、足量、迅速、塞紧、冷却至室温” 的原因。 集气瓶中水的作用。 环节 4 空气资源的利用与保护（10min） 空气属于自然资源，重点学习氮气、稀有气体。 氮气 氮气是合成化肥原料；化学性质不活泼，用作保护气（焊接金属、灯泡填充、粮食蔬菜仓储、食品防腐）；液氮可作深度冷冻剂，用于超低温实验、医疗手术。 【交流・分享】结合氧气测定实验、氮气用途，归纳氮气主要性质。 稀有气体 包含氦、氖、氩、氪、氙、氡等。 一般条件下很难发生化学反应，用作保护气；通电发出不同颜色光，制作电光源；氦气填充飞艇、潜水服；液氦用于超导研究。 空气的污染与保护 （1）污染物来源：自然来源（火山喷发）；人为来源：化石燃料燃烧、金属冶炼、化工生产。 主要污染物：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物。 带来环境问题：酸雨、臭氧层破坏、温室效应。 拓展阅读：酸雨及其危害 酸雨：小于 5.6 的雨雪或者其他形式降水；化石燃料燃烧释放硫、氮的氧化物，溶于雨水形成酸雨；酸雨腐蚀建筑、伤害植物、破坏土壤水体，威胁生物生存。 （2）空气质量标准：《环境空气质量标准（GB 3095‑2012）》，设置一级、二级浓度限值；各地设置监测站点 24 小时在线监测。 【交流・分享】 ①记录一段时间空气质量播报，记录污染物及变化。 ②列举人类哪些活动会影响空气质量。 课外实践布置： 1. 查阅空气质量监测站结构、功能； 2. 监测教室氧气、二氧化碳浓度，提出改善教室空气质量建议； 3. 查阅《环境空气质量标准（GB 3095‑2012）》，了解污染物限值。 环节 5 课堂小结（2min） 1. 空气体积组成；纯净物、混合物； 2. 氧气含量测定：拉瓦锡汞实验、红磷燃烧实验； 3. 氮气、稀有气体性质用途；空气污染物，酸雨危害，保护空气。 六、板书设计 第二节 空气的组成与应用 一、空气是混合物 1. 体积分数：、、稀有气体、、其他 2. 混合物：多种物质组成（空气） 纯净物：一种物质组成（、） 二、空气中氧气含量测定 1. 拉瓦锡实验：空气氧气，氮气 2. 红磷实验 文字表达式： 现象：产生大量白烟；进水约占瓶内空气 结论：空气中氧气体积约占 三、空气资源利用与保护 1. 氮气：制化肥、保护气、液氮冷冻 2. 稀有气体：保护气、电光源、飞艇 3. 空气污染物：、、、；酸雨危害；保护空气 七、作业布置 1. 梳理本节课科学家探究空气组成的实验，对比梅猷、舍勒、普里斯特利、拉瓦锡实验的异同。 2. 完成教材 “反思交流” 全部思考题。 3. 课外实践：收看本地空气质量播报，记录主要污染物。 八、教学反思 1. 本节课依托教材史实素材，落实课标科学史教学要求，需要关注学生能否理解 “压强变化” 这一实验难点。 2. 红磷实验的各个操作要点，要引导学生结合实验原理自主推理，不直接灌输结论。 3. 结合酸雨、空气质量标准，落实科学态度与责任素养，引导学生建立保护空气的意识。 word理化 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $