資源簡介

(共51張PPT)
第二單元 空氣、物質的構成
2.1 空氣的成分
課時導入
唐朝詩人李嬌寫過一首小詩：“解落三秋葉，能開二月花，過江千尺浪，入竹萬竿斜。”這首詩描寫的是一種自然現象—風，風是無形的，空氣流動形成了風。空氣是一種什么樣的氣體？它是由什么組成的？
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知識點
1
1. 拉瓦錫測定空氣成分 二百多年前，法國化學家拉瓦錫用實驗的方法測定了空氣的成分。
空氣中氧氣含量的測定
知1－講
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實驗裝置或內容 實驗原理 實驗現象 實驗結論
實驗一 汞+ 氧氣
氧化汞
（消耗氣體） 部分銀白色的液態汞變成紅色粉末，氣體體積約減少1/5 空氣是由氧氣和氮氣 組成的， 其中氧氣約占空氣總體積的1/5
實驗二 將實驗一中生成的紅色粉末放在另一較小容器中加強熱 氧化汞
汞+ 氧氣
（生成氣體） 部分銀白色的液態汞變成紅色粉末，氣體體積約減少1/5
加熱
加熱
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拓展延伸
拉瓦錫是18 世紀法國著名化學家，被譽為“現代化學之父”。他的主要成就是將化學從定性轉向定量。由于受當時實驗條件的限制，他誤認為容器中剩余的氣體都是氮氣。
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2. 空氣中氧氣含量的測定
（1）實驗裝置：如圖1 所示。
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2. 實驗原理：紅磷+ 氧氣 五氧化二磷。利用紅磷燃燒耗盡密閉容器內空氣中的氧氣，使密閉容器內壓強減小，在大氣壓的作用下，水倒流入容器內，且進入容器內水的體積即為空氣中氧氣的體積。
點燃
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3. 實驗步驟：
（1）連接裝置；
（2）檢查裝置的氣密性；
（3） 在集氣瓶內加入少量水，并將水面上方空間分為5等份；
（4）用止水夾夾緊乳膠管；
（5）點燃燃燒匙中的紅磷，迅速插入集氣瓶中，塞好膠塞；
（6）反應停止后，待集氣瓶冷卻至室溫，松開止水夾。
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（4） 實驗現象：紅磷在集氣瓶內燃燒，放出熱量，產生大量白煙；冷卻后，打開止水夾，水經導管進入集氣瓶，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶內空氣總體積的1/5。
（5） 誤差分析：測定空氣中氧氣含量實驗中，常會出現倒流入容器內的水的體積不是容器內空氣體積1/5 的情況，常見的誤差分析如下：
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結果 因素 誤差分析
偏小 ①裝置漏氣 冷卻過程中，外界空氣進入集氣瓶內，導致進入瓶中的水的體積偏小
②紅磷量不足 不能將裝置內的氧氣消耗完，導致進入瓶中的水的體積偏小
③未待裝置冷卻至室溫就打開止水夾 集氣瓶中的氣體還處于膨脹狀態，導致進入瓶中的水的體積偏小
④導管中沒有事先注滿水 燒杯中的水經導管進入集氣瓶時， 一小部分水滯留于導管中，導致進入瓶中的水的體積偏小
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結果 因素 誤差分析
偏大 ①紅磷點燃后未迅速伸入集氣瓶內或未立即塞上橡膠塞 集氣瓶中部分空氣受熱逸出，導致裝置冷卻至室溫后，進入瓶中的水的體積偏大
②實驗前未夾緊止水夾 紅磷燃燒過程中，部分空氣受熱膨脹沿導管逸出，導致裝置冷卻至室溫后，進入瓶中的水的體積偏大
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熱點提醒
1. 選用紅磷作為反應物，是由于紅磷能與空氣中的氧氣反應，且生成物為固體，能使反應后容器內的氣壓減小。
2. 實驗時， 集氣瓶中先放少量水，既可以吸收生成的五氧化二磷固體，又可以吸收熱量，使裝置較快冷卻。
3. 實驗時要注意：保證裝置氣密性良好，塞緊橡膠塞，冷卻至室溫后才能打開止水夾。
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[模擬·太原] 拉瓦錫利用汞與氧氣的反應測定空氣中氧氣的含量，所用的裝置如圖2 所示。下列分析不合理的是（　　）
A. 汞與氧氣反應的生成物不是氣體
B. 實驗用到了火爐，推測：汞與氧氣的反應需要加熱
C. 汞的用量不會影響實驗結果
D. 反應結束后，需關閉火爐冷卻至室溫，
才能測定容器中氣體的減少量
C
例1
考向 測定空氣中氧氣的含量
題型1 拉瓦錫研究空氣的成分
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導引：汞與氧氣反應的生成物氧化汞是固體；汞與氧氣的反應需要加熱；實驗中汞需足量，目的是將裝置內氧氣消耗完全；反應結束后，需關閉火爐冷卻至室溫，防止氣體受熱膨脹，影響氣體減少量的測定。
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知識鏈接
利用汞和氧氣在加熱的條件下反應生成氧化汞固體，密閉裝置內壓強減小，測定空氣中氧氣的含量。
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[中考·廣州] 已知空氣中氧氣的體積分數約為21%，小蘭同學用如圖3 所示裝置進行驗證：
（1）紅磷燃燒產生大量________，冷卻
后，打開彈簧夾，水進入集氣瓶，進入集氣
瓶內水的體積約為集氣瓶中空氣總體積的______。
由本實驗還可以推知氮氣的哪些性質？試寫出其中一條______________________________________________。
白煙
例2
題型2 測定空氣中氧氣含量的實驗誤差分析
氮氣難溶于水（或氮氣不能燃燒、不支持燃燒等）
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（2）若將紅磷換成炭粉，該實驗能否獲得成功？_____（填“能”或“不能”）；理由是______________________________________________。
（3）實驗后發現測得的氧氣體積分數小于1/5，請你幫她分析造成這種結果可能的原因（至少答兩點）（合理即可）：①______________；②_____________。
不能
炭粉燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變
紅磷量不足
裝置漏氣
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解題秘方：①正確區分“煙”和“霧”，不能混淆；
②比較不同物質的化學性質，如紅磷燃燒生成固體，炭粉燃燒生成二氧化碳，生成物為氣體；
③根據原理分析不同的操作造成的后果，如紅磷量不足，未冷卻至室溫就打開止水夾等會造成測定結果偏小。
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導引：（1）紅磷燃燒生成五氧化二磷固體顆粒，現象為產生大量白煙；空氣中氧氣約占 ，冷卻后，打開止水夾，進入集氣瓶內水的體積約為集氣瓶中原空氣總體積的 ；氮氣難溶于水，不燃燒，也不支持燃燒，其化學性質不活潑。
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（2）炭粉燃燒消耗氧氣，同時生成二氧化碳氣體，集氣瓶內壓強基本不變，故不能將紅磷換成炭粉。
（3）實驗后發現測得的氧氣體積分數小于 ，造成這種結果可能的原因是：裝置漏氣，紅磷量不足，沒有冷卻至室溫就打開止水夾等。
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教你一招
關于測定空氣中氧氣含量實驗的操作要點，可巧記為：“導管注水要提前，紅磷足量是關鍵；保證裝置不漏氣，紅磷點燃快伸入，塞緊瓶塞等冷卻。”
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知識點
2
空氣的成分
知2－講
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易錯提醒
1. 稀有氣體是氦、氖、氬、氪、氙、氡等多種氣體的總稱。
2.空氣中各成分的含量是指體積分數，不是質量分數。
3.空氣中的各成分含量保持相對穩定。
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水球光學實驗中打入的“人造空氣”與我們身邊的空氣成分含量基本相同，“人造空氣”中氧氣含量約為
（　　）
A. 78% B. 21% C. 0.94% D. 0.03%
B
例3
考向 判斷空氣中各成分的含量
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解題秘方：本題可采用知識遷移法解答。“人
造空氣”與我們身邊的空氣成分含量基本相同，氧氣約占空氣總體積的21%，則“人造空氣”中氧氣含量約為21%。
方法提分
運用口訣法記憶空氣中各成分的含量，即：氮七八，氧二一，零點九四是稀氣，還有兩個點零三，二氧化碳和雜氣；體積分數要記清，莫與質量混一起；化學計算常用到，時刻牢記在心底。
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知識點
3
氮氣、稀有氣體的性質和用途要一一對應記憶：
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氮氣和稀有氣體的性質與用途
性質 用途
氮
氣 常溫下不易與其他物質發生化學反應 充氮包裝、保存食品、充氮燈泡
高溫、高能量條件下可與某些物質發生化學反應 制造氮肥、炸藥、染料等
在一個大氣壓下，溫度低于-196 ℃就會形成液氮 液氮可用于醫療手術
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性質 用途
稀有
氣體 一般不跟其他物質反應 作焊接保護氣
通電會發出各種顏色的光 制霓虹燈、用于激光技術
氦氣密度小 填充探空氣球
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誤區警示
氮氣和稀有氣體作保護氣是利用了它們的穩定性，它們的穩定性是相對的而不是絕對的，在一定條件下，氮氣和稀有氣體也可與某些物質發生化學反應，生成其他物質。
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[中考·重慶] 生產生活中常用氮氣作保護氣，主要是因為氮氣（　　）
A. 無色無味 B. 密度與空氣接近
C. 熔沸點低 D. 化學性質不活潑
D
例4
考向 空氣中常見成分的性質及用途
題型1 氮氣的性質和用途
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解題秘方：該題利用物質的性質決定用途的思想解答。氮氣在低溫、常溫下化學性質比較穩定，可作燈泡的填充氣，糧食的保護氣。
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拓展視野
某些潛水員潛水時，背的鋼瓶中裝的是一種特殊的“空氣”。即將普通空氣中的氮氣除去，把氧氣和氦氣按照一定的體積比混合。為什么要用氦氣代替氮氣呢？經研究發現：當潛水員潛入海底時，壓強增大，吸入人體中的氮氣隨著壓強的增大，大量溶解在人體的血液中，當潛水員從深海處上升時，溶解的氮氣會釋放出來形成氣泡，對微血管起阻塞作用，引起“氣塞癥”。而氦氣溶解的很少，可避免“氣塞癥”的發生。
知3－練
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下列有關稀有氣體說法錯誤的是（　　）
A. 稀有氣體曾被稱為“惰性氣體”，說明它的性質不活潑
B. 填充稀有氣體可以使燈泡經久耐用
C. 稀有氣體不與任何物質發生化學反應
D. 利用氦氣密度小且較為穩定，用來填充探空氣球
C
例5
題型2 稀有氣體的性質和用途
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解題秘方：根據稀有氣體的“惰性”判斷其性質
不活潑，故可作保護氣，如填充入燈泡以隔絕氧氣；利用氦氣密度小且較為穩定，來填充探空氣球，不會發生危險。
教你一招：運用順口溜法認識稀有氣體的性質及用途，即“空中稀氣量不多，無色無味性懶惰；常見用途電光源，化學性質不活潑”。稀有氣體化學性質不活潑，在一般情況下不能與其他物質發生化學反應，但并不是說不能與任何物質發生化學反應。
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知識點
4
1. 概念
混合物是由兩種或兩種以上的物質組成的；純凈物只由一種物質組成。
2. 混合物中各種成分的含量可以不是固定的，但它們各自保持著自己單獨存在時的化學性質，純凈物有固定的組成和性質。
混合物和純凈物
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3. 絕對純凈的物質是不存在的，純凈物只是純度相對較高的一些物質。
易錯提醒
帶有“混合”文字的物質不一定是混合物，如冰水混合物屬于純凈物；帶有“潔凈”文字的物質也不一定是純凈物，如潔凈的空氣屬于混合物。
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下列物質中，前者屬于純凈物，后者屬于混合物的是（ ）
A. 二氧化碳 液氮 B. 潔凈的空氣 礦泉水
C. 紅磷 牛奶 D. 稀有氣體 冰水共存物
C
例5
考向 辨別純凈物和混合物
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解題秘方：本題可用排除法來解答。潔凈的空氣、礦泉水、牛奶、稀有氣體屬于混合物，B、D 不符合題意；二氧化碳、液氮、紅磷、冰水共存物都是純凈物，則正確答案為C。
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誤區警示
區分純凈物、混合物的標準：所含物質的種類，只含一種物質的為純凈物，但實際生活中，絕對純凈的物質是沒有的，通常把含量較高、雜質很少的物質視為純凈物；含兩種或兩種以上物質的為混合物。不能根據物質的狀態、名稱的長短等粗略判斷。
知4－練
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知識點
5
1. 空氣污染的來源
空氣污染大多是由人類活動造成的，如工業污染、交通污染和生活污染等，導致空氣中含有過多的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物和可吸入顆粒物等有害物質。
注：PM2.5 粒徑小，富含大量的有毒、有害物質且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大，是空氣質量監測的主要對象之一。
空氣的污染和防治
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2. 空氣污染的危害
知5－講
空氣污染的危害 損害人體健康
影響植物生長
損壞地面設施
破壞文物古跡
導致地球生態平衡失調等
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3. 空氣質量日報
（1） 主要包括三項內容：首要污染物、空氣質量指數、空氣質量指數級別。
（2） 列入空氣質量監測標準的項目定為可吸入顆粒物（粒徑小于等于10μm，稱為PM10）、細顆粒物（粒徑小于等于2.5μm，稱為PM2.5）、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧。
（3） 根據監測結果確定空氣質量指數，空氣質量指數級別劃分為6 級，級別越高，空氣質量越差。
知5－講
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4. 防治空氣污染的措施
（1）工廠廢氣必須經過除塵、除污處理；
（2） 煤炭應綜合利用，減少直接以煤為燃料，改用氣體燃料；
（3）倡導“低碳經濟”，發展水電、核電，改變能源結構；
（4）植樹造林等。
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誤區警示
1.二氧化碳雖能導致地球“溫室效應”，但二氧化碳不是大氣污染物，因為植物的光合作用需要二氧化碳。
2．空氣質量日報主要包括：首要污染物、空氣質量指數、空氣質量指數級別。其中空氣質量指數級別越高，空氣質量越差。
知5－講
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[中考·赤峰] 下列物質沒有被列入空氣質量監測項目的是（　　）
A. 二氧化硫 B. 臭氧 C. 細顆粒物 D. 稀有氣體
D
例7
考向 了解空氣污染
題型1 識別空氣污染物
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解題秘方：熟記常見空氣污染物是解答本題的關鍵。二氧化硫、臭氧、細顆粒物屬于空氣污染物，是列入空氣質量監測的項目；稀有氣體是空氣的成分之一，不屬于空氣污染物，沒有列入空氣質量監測項目。
知5－練
感悟新知
教你一招
造成空氣污染的物質都是對人體有害的。空氣中本身含有的成分，如氮氣、氧氣、二氧化碳、稀有氣體都不屬于空氣污染物。
知5－練
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[中考·宜賓] 空氣是一種寶貴的自然資源，下列措施中，不利于提高空氣質量的是（ ）
A. 開發新能源代替化石燃料
B. 改進汽車尾氣的凈化技術
C. 節假日燃放煙花爆竹
D. 控制PM2.5 的排放以減少霧霾天氣
C
例8
題型2 了解空氣污染的防治措施
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導引：空氣污染主要是由有害氣體和可吸入顆粒物造成的，它們主要來自于化石燃料（如煤、石油等）的燃燒、工廠排放的廢氣、汽車排放的尾氣、建筑粉塵等，因此開發新型環保能源，改進汽車尾氣的凈化技術，控制PM2.5的排放都可以提高空氣質量，而燃放煙花爆竹會產生有害氣體，造成空氣污染，不宜提倡。
知5－練
感悟新知
教你一招：尋找空氣污染的防治措施時，首先要弄清引起空氣污染的原因，再對癥下藥。若是化石燃料的燃燒和工廠廢氣的排放造成空氣污染，則對應的防治空氣污染的措施有：減少化石燃料的燃燒（如使用新能源、脫硫煤等），工廠廢氣處理達標后再排放，植樹造林等。
知5－練
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知識鏈接
PM2.5指大氣中直徑小于或等于2.5 μm的細顆粒物，PM2.5粒徑小，富含大量的有毒、有害物質，且在大氣中停留時間長，輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響很大。PM2.5主要來源于燃煤、秸稈焚燒、機動車尾氣、餐飲油煙、建筑施工揚塵等。
知5－練
課堂小結
空氣的成分
混合物和純凈物
空氣污染的
危害和防治
實驗法
氧氣含量的測定
氮氣和稀有氣體
的性質與用途

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