第二单元 空气和氧气 知识清单-2026-2027学年九年级化学人教版上册

第二单元 空气和氧气 知识清单 2026—2027学年 九年级化学（人教版2024）上册 资源类型：知识清单 本清单把第二单元的考点整理成"空气的组成—氧气的性质—氧气的制取—反应类型"四条线，用表格和条目呈现，便于课前预习梳理、课后整理笔记和考前快速回顾。 一、知识框架 本单元围绕四个问题展开：空气由哪些成分组成、氧气有哪些性质和用途、怎样制取氧气、化学反应可以分成哪几类。 主线 包含内容 空气的组成 各成分的体积分数、纯净物与混合物、空气中氧气含量的测定 空气各成分的用途与保护 氧气、氮气、稀有气体的用途，空气污染与防治 氧气的性质 物理性质、化学性质、氧化反应与缓慢氧化 氧气的制取 实验室制法（三种方法）、工业制法、催化剂与催化作用 化学反应类型 化合反应、分解反应、氧化反应 二、核心考点速记 考点1 空气的组成 空气是一种混合物，各成分按体积计算大约是： 成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 两个提醒：这里所有的百分数都是体积分数，不是质量分数；空气中各成分的含量并非固定不变，会随时间和地点略有差异。 纯净物与混合物 比较项目 纯净物 混合物 组成 只由一种物质组成 由两种或两种以上物质组成 举例 氮气、氧气、二氧化碳、蒸馏水 空气、海水、盐水、汽水 特征 各成分单一，可用化学符号表示其组成 各成分之间没有发生化学反应，都保持各自的性质 测定空气中氧气含量的实验（红磷燃烧法） （1）原理：红磷在密闭容器中燃烧，把瓶内的氧气消耗掉，使瓶内压强减小；打开弹簧夹后，烧杯中的水被压入集气瓶，进入的水的体积约等于被消耗掉的氧气的体积。 （2）现象：红磷燃烧产生大量白烟，同时放热；装置冷却后打开弹簧夹，水进入集气瓶，进入的水约占瓶内空气体积的五分之一。 （3）结论：氧气约占空气总体积的五分之一。剩余气体主要是氮气，它难溶于水，既不能燃烧，也不支持燃烧。 （4）药品选择：不能用木炭、硫粉代替红磷，因为它们的燃烧产物是气体，会填补被消耗掉的氧气所占的体积，使测定结果偏小；也不能用铁丝代替红磷，因为铁丝在空气中根本不能燃烧，消耗不了氧气。 考点2 空气各成分的用途 物质的性质决定用途，由用途也可以反推出性质。 物质 性质 用途 氧气 供给呼吸 动植物呼吸、医疗急救、潜水 氧气 支持燃烧 炼钢、航天、气割、气焊 氮气 化学性质不活泼 作保护气：食品包装、灯泡、金属焊接 氮气 液氮沸点很低 制造低温环境：医疗冷冻、超导材料 稀有气体 通电时能发出不同颜色的光 制作电光源：霓虹灯、航标灯、闪光灯 稀有气体 化学性质很不活泼；氦气密度小 作保护气；填充探空气球、热气球 考点3 保护大气环境 目前计入空气质量监测的污染物主要有：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、臭氧等气体，以及可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）等固体。二氧化碳是空气的正常成分，不属于空气污染物。 当前关注的三类环境问题：温室效应增强（与二氧化碳、甲烷等有关）、酸雨（与二氧化硫、二氧化氮等有关）、臭氧层空洞（与氟利昂等有关）。 防治措施：加强大气质量监测、使用清洁能源、植树造林、改善能源结构等。空气质量指数的数值越小，说明空气质量越好。 考点4 氧气的物理性质 通常状况下，氧气是无色、无味的气体。标准状况下氧气的密度为 1.429 g/L，比空气略大；氧气不易溶于水，室温下 1 L 水中大约只能溶解 30 mL 氧气。在 101 kPa 时，氧气在 −183 ℃ 变成淡蓝色液体，在 −219 ℃ 变成淡蓝色固体。（注意：液氧、固态氧都是淡蓝色的。） 考点5 氧气的化学性质 氧气的化学性质比较活泼，具有氧化性，能够支持燃烧。同一种物质在氧气中燃烧比在空气中更剧烈，说明氧气浓度越大，燃烧越剧烈。 物质 在空气中燃烧 在氧气中燃烧 反应（文字表达式／符号表达式） 硫粉 发出淡蓝色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体 硫 ＋ 氧气 →点燃 二氧化硫（S ＋ O2 →点燃 SO2） 木炭 持续红热，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 剧烈燃烧，发出白光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 碳 ＋ 氧气 →点燃 二氧化碳（C ＋ O2 →点燃 CO2） 铁丝 只能红热，不能燃烧 剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体 铁 ＋ 氧气 →点燃 四氧化三铁（Fe ＋ O2 →点燃 Fe3O4） 红磷 产生大量白烟，放热 产生大量白烟，放热 磷 ＋ 氧气 →点燃 五氧化二磷（P ＋ O2 →点燃 P2O5） 镁条 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体 燃烧更加剧烈，发出耀眼的白光 镁 ＋ 氧气 →点燃 氧化镁（Mg ＋ O2 →点燃 MgO） 两处关键操作 （1）硫在氧气中燃烧时，瓶底要预先留少量水，目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。 （2）铁丝在氧气中燃烧时，瓶底要预先放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落下来炸裂瓶底；铁丝要绕成螺旋状，是为了增大受热面积。 氧化反应：物质与氧气发生的反应。其中发光、放热的剧烈氧化反应叫燃烧；铁生锈、食物腐败、动植物的呼吸、醋的酿造、农家肥料的腐熟进行得很缓慢，甚至不易察觉，属于缓慢氧化。两者的共同点是都会放热，缓慢氧化虽然不发光，但同样在放热。 考点6 氧气的制取 工业制法：工业上大量制取氧气用的是分离液态空气的方法。先把空气液化，再利用液态氮和液态氧的沸点不同把它们分离开来。整个过程中没有新物质生成，属于物理变化。为了便于储存、运输和使用，工厂里通常把氧气加压后灌装在蓝色的钢瓶中。 实验室制法 方法 药品 反应（文字表达式／符号表达式） 发生装置 加热高锰酸钾 高锰酸钾 高锰酸钾 →加热 锰酸钾 ＋ 二氧化锰 ＋ 氧气（KMnO4 →加热 K2MnO4 ＋ MnO2 ＋ O2） 固体加热型 加热氯酸钾 氯酸钾和二氧化锰 氯酸钾 →二氧化锰、加热 氯化钾 ＋ 氧气（KClO3 →二氧化锰、加热 KCl ＋ O2） 固体加热型 分解过氧化氢 过氧化氢溶液和二氧化锰 过氧化氢 →二氧化锰 水 ＋ 氧气（H2O2 →二氧化锰 H2O ＋ O2） 固液常温型 催化剂：在化学反应中能改变其他物质的反应快慢，而自身的质量和化学性质在反应前后都保持不变的物质，叫做催化剂。要注意三点："改变"既包括加快也包括减慢；催化剂不能改变生成物的质量；催化剂具有专一性，某一种催化剂只对特定反应起作用。 收集方法 收集方法 选择依据 优点 验满方法 排水法 氧气不易溶于水，也不与水反应 收集到的气体较纯净 集气瓶口有大量气泡向外冒出时，说明已收集满 向上排空气法 氧气密度比空气略大 收集到的气体较干燥 把带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃说明已收集满 检验：把带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明瓶内的气体是氧气。（注意"验满"是把木条放在瓶口，"检验"才是伸入瓶内。） 考点7 化学反应类型 比较项目 化合反应 分解反应 概念 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应 特点 多变一 一变多 通式 A ＋ B ＋ … → AB AB → A ＋ B ＋ … 举例 碳 ＋ 氧气 → 二氧化碳 过氧化氢 → 水 ＋ 氧气 提醒：化合反应和分解反应是两种基本反应类型，它们只依据反应物和生成物的种类关系来划分，与是不是氧化反应没有必然联系。氧化反应不一定是化合反应，如石蜡燃烧生成了水和二氧化碳两种物质；化合反应也不一定是氧化反应，如氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙。 三、方法与技能速记 1．测定空气中氧气含量的实验要点 实验成功的三个关键：红磷必须足量、装置的气密性必须良好、必须等装置完全冷却后再打开弹簧夹读数。若测得的结果偏小，常见原因是红磷的量不足、装置漏气或没有冷却就打开弹簧夹；若结果偏大，则可能是弹簧夹没有夹紧、塞橡皮塞的动作太慢等。 2．实验室用高锰酸钾制氧气的操作步骤 按"查、装、定、点、收、移、熄"七步进行： 步骤 操作要点 查 组装好仪器后，先检查装置的气密性 装 把药品平铺在试管底部，在管口塞一团棉花，再用带导管的单孔橡皮塞塞紧 定 把试管固定在铁架台上，试管口要略向下倾斜 点 点燃酒精灯加热，先来回移动预热，再集中在药品部位加热 收 用排水法收集，等气泡连续均匀冒出时再开始收集 移 实验完毕，先把导管从水槽中移出 熄 再熄灭酒精灯，停止加热 三处最容易被扣分的细节：试管口要略向下倾斜，是为了防止冷凝水倒流到试管底部使试管炸裂；管口塞一团棉花，是为了防止高锰酸钾粉末进入导管、污染收集到的气体和水槽中的水；实验结束时必须先移出导管、再熄灭酒精灯，否则水槽中的水会倒吸进热试管，使试管炸裂。 3．气体发生装置与收集装置的选择 选择依据 对应装置 反应物的状态和反应条件 固体加热型（反应物是固体、需要加热）；固液常温型（反应物是液体和固体、不需要加热） 气体的密度和溶解性 不易溶于水且不与水反应 → 排水法；密度比空气大 → 向上排空气法；密度比空气小 → 向下排空气法 另外还有两条装配细节值得记：导管伸入发生装置时只稍露出橡皮塞，有利于气体顺利排出；用排空气法收集气体时，导管要伸到接近集气瓶底部，这样瓶内的空气才能排得更干净，收集到的气体更纯。 4．怎样描述物质燃烧的现象 按"一光、二热、三生成（物）"的顺序描述：先说发出什么光（或不发光），再说是否放热，最后说生成了什么。这里有两点最容易失分：① 不要用生成物的名称代替现象——写"生成四氧化三铁"是实验结论而不是现象，现象应写成"生成黑色固体"；② 分清"烟"与"雾"、"光"与"火焰"。 另外要记住：可燃物燃烧时不一定有火焰。铁丝、木炭的沸点很高，燃烧时只产生光和热，没有火焰；硫、酒精以及各种气体燃料的沸点较低，燃烧时能观察到火焰。 烟：固体小颗粒在空气中扩散形成的，如红磷燃烧产生的白烟； 雾：液体小液滴在空气中扩散形成的，如打开浓盐酸瓶盖时出现的白雾； 气：常温常压下就是气态的物质，描述时可以带上颜色和气味。 5．物质鉴别的思路 鉴别的逻辑顺序是"实验操作 → 观察现象 → 得出结论"，现象与结论一一对应。 以鉴别氧气、空气、二氧化碳、氮气为例：先把燃着的木条分别伸入四瓶气体中——木条燃烧更旺的是氧气，无明显变化的是空气，木条熄灭的是二氧化碳和氮气；再向木条熄灭的那两瓶中分别倒入少量澄清石灰水并振荡——石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显变化的是氮气。 6．验证某物质是否为催化剂的实验设计思路 核心是设计对比实验：在其他条件都相同的前提下，一组加入该物质、一组不加，观察反应速率有没有改变；再验证该物质在反应前后的质量和化学性质是否保持不变。三者同时满足，才能说它是这个反应的催化剂。 四、必背规律与结论 1．空气各成分的含量按体积计算：氮气约占 78%，氧气约占 21%，两者合计约 99%。 2．氧气约占空气总体积的五分之一；测定该含量的实验中红磷必须足量。 3．氧气能支持燃烧，但本身不能燃烧，所以"可燃性"不是氧气的性质。 4．氧气不易溶于水、密度比空气略大，因此既可用排水法、也可用向上排空气法收集。 5．催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量，反应前后自身的质量和化学性质都保持不变。 6．工业上分离液态空气制氧气属于物理变化，因为过程中没有新物质生成。 7．化合反应"多变一"，分解反应"一变多"，这是判断这两种反应类型的唯一依据。 8．二氧化碳是空气的正常成分，虽会加剧温室效应，但不属于空气污染物。 五、易错提醒 易错说法 判断 正确认识 空气中含量最多的元素是氧元素 × 含量最多的气体是氮气，含量最多的元素是氮元素 红磷燃烧产生大量白雾 × 生成的是五氧化二磷固体小颗粒，看到的是白烟而非白雾 铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 × 生成的是黑色的四氧化三铁（Fe3O4） 硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰 × 在空气中是淡蓝色火焰，在氧气中是明亮的蓝紫色火焰 氧气能燃烧 × 氧气支持燃烧，本身不能燃烧 二氧化碳是空气污染物 × 二氧化碳是空气的正常成分，不计入空气质量监测项目 二氧化锰可以作所有反应的催化剂 × 催化剂具有专一性，只对特定反应起催化作用 使用催化剂能增加生成氧气的质量 × 催化剂只改变反应速率，不改变生成物的质量 分离液态空气制氧气属于化学变化 × 只是把各成分分离开，没有新物质生成，属于物理变化 催化剂在反应前后性质都不变 × 是"质量和化学性质"不变，物理性质可能改变 铁丝在氧气中燃烧，产生明亮的火焰 × 铁丝的沸点很高，燃烧时只发光发热，没有火焰 "加热"和"高温"是同一回事 × "加热"的温度一般不超过 500 ℃，常用酒精灯；"高温"需 700 ℃ 以上，常用酒精喷灯 "点燃"和"燃烧"是一回事 × "点燃"是使可燃物达到着火点的条件；"燃烧"是发光、放热的现象，两者不能混用 （本知识清单为人教版2024年新教材九年级化学上册第二单元配套资料，供教学参考使用。） 第 页 共 页 学科网（北京）股份有限公司 $