2.1.1空氣的組成第2章

空氣與水資源【2025-2026學(xué)年】滬教版化學(xué)

九年級(jí)上冊(cè)（精做課件）授課教師：********班級(jí)：********時(shí)間：********幻燈片1：封面標(biāo)題：2.1.1空氣的組成副標(biāo)題：揭秘“看不見摸不著”的混合物幻燈片2：引入空氣是我們每天都離不開的物質(zhì)，我們呼吸需要空氣，植物生長(zhǎng)需要空氣，燃燒也需要空氣。但空氣是由一種物質(zhì)組成的，還是由多種物質(zhì)組成的呢？它到底含有哪些成分？今天，我們就來探索空氣的組成?；脽羝?：空氣組成的發(fā)現(xiàn)歷程早期觀點(diǎn)：很長(zhǎng)一段時(shí)間里，人們認(rèn)為空氣是一種單一的物質(zhì)。關(guān)鍵突破：18世紀(jì)，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)得出了空氣由氧氣和氮?dú)饨M成的結(jié)論。他把少量汞放在密閉的容器里連續(xù)加熱12天，發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的汞變成了紅色粉末，同時(shí)容器里空氣的體積差不多減少了1/5。他研究了剩余的那部分空氣，發(fā)現(xiàn)它既不能供給呼吸，也不能支持燃燒，他認(rèn)為這部分空氣主要是氮?dú)?。拉瓦錫又把在汞表面生成的紅色粉末收集起來，放在另一個(gè)較小的容器里加熱，得到了汞和氧氣，而且氧氣的體積恰好等于之前容器里減少的空氣體積。他把得到的氧氣加到前一個(gè)容器里剩下的4/5體積的氣體中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所得氣體跟空氣的性質(zhì)完全一樣。意義：拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)打破了人們對(duì)空氣的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，為我們了解空氣的組成奠定了基礎(chǔ)。幻燈片4：測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)原理：利用紅磷燃燒消耗密閉容器內(nèi)空氣中的氧氣，使容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，在大氣壓的作用下，水進(jìn)入容器，進(jìn)入容器內(nèi)水的體積約等于消耗氧氣的體積。實(shí)驗(yàn)裝置：集氣瓶、燃燒匙、橡膠塞、導(dǎo)管、燒杯、止水夾等。實(shí)驗(yàn)步驟：連接裝置，并檢查裝置的氣密性。在集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水，并將水面上方空間分為5等份，做好標(biāo)記。用彈簧夾夾緊膠皮管，點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷后，立即伸入集氣瓶中并把塞子塞緊，觀察紅磷燃燒的現(xiàn)象。待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及水面的變化情況。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量。冷卻后打開彈簧夾，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)水的體積約占集氣瓶?jī)?nèi)空氣總體積的1/5。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5?；脽羝?：實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)及誤差分析注意事項(xiàng)：紅磷要足量，以保證完全消耗集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣。裝置的氣密性要好，否則外界空氣會(huì)進(jìn)入集氣瓶，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小。點(diǎn)燃紅磷后要立即伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞，防止集氣瓶?jī)?nèi)空氣受熱膨脹逸出，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大。待紅磷熄滅并冷卻至室溫后再打開彈簧夾，否則集氣瓶?jī)?nèi)溫度較高，壓強(qiáng)較大，進(jìn)入的水的體積會(huì)偏小，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小。誤差分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小的可能原因：紅磷的量不足；裝置漏氣；未冷卻至室溫就打開彈簧夾等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大的可能原因：點(diǎn)燃紅磷后伸入集氣瓶的速度太慢，導(dǎo)致部分空氣受熱逸出；彈簧夾未夾緊，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中部分空氣從導(dǎo)管逸出等?；脽羝?：空氣的組成體積分?jǐn)?shù)：氮?dú)猓∟?）：約占78%。氧氣（O?）：約占21%。稀有氣體：約占0.94%，包括氦、氖、氬、氪、氙、氡等。二氧化碳（CO?）：約占0.03%。其他氣體和雜質(zhì)：約占0.03%。說明：空氣的成分一般是比較固定的，但隨著工業(yè)的發(fā)展和人口的增加，空氣的成分也會(huì)發(fā)生微小的變化。例如，空氣中二氧化碳的含量會(huì)因化石燃料的燃燒而略有增加?；脽羝?：空氣各成分的性質(zhì)與用途（簡(jiǎn)介）氮?dú)猓盒再|(zhì)：無色、無味的氣體，不溶于水，化學(xué)性質(zhì)不活潑。用途：可用于制硝酸和化肥；用作保護(hù)氣（如焊接金屬時(shí)作保護(hù)氣、燈泡中充氮?dú)庖匝娱L(zhǎng)使用壽命）；醫(yī)療上可在液氮冷凍麻醉?xiàng)l件下做手術(shù)等。氧氣：性質(zhì)：無色、無味的氣體，不易溶于水，化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能支持燃燒，供給呼吸。用途：供給呼吸（如醫(yī)療急救、潛水、登山等）；支持燃燒（如煉鋼、氣焊、航天等）。稀有氣體：性質(zhì)：都是無色、無味的氣體，化學(xué)性質(zhì)很不活潑，曾被稱為“惰性氣體”。用途：可用于制作多種電光源（如霓虹燈、閃光燈等）；氦氣可用于填充探空氣球（密度比空氣小且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定）；氬氣可用于焊接金屬時(shí)作保護(hù)氣等。幻燈片8：課堂練習(xí)選擇題：空氣中含量最多的氣體是（

）A.氧氣B.氮?dú)釩.二氧化碳D.稀有氣體測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是（

）A.產(chǎn)生藍(lán)色火焰B.產(chǎn)生大量白霧C.產(chǎn)生大量白煙D.溶液變紅填空題：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的______，氮?dú)饧s占______。拉瓦錫通過實(shí)驗(yàn)得出空氣由______和______組成的結(jié)論?；脽羝?：課堂總結(jié)空氣的組成：主要由氮?dú)猓s78%）、氧氣（約21%）、稀有氣體（約0.94%）、二氧化碳（約0.03%）及其他氣體和雜質(zhì)（約0.03%）組成。發(fā)現(xiàn)歷程：拉瓦錫的實(shí)驗(yàn)為我們認(rèn)識(shí)空氣的組成做出了重要貢獻(xiàn)。測(cè)定實(shí)驗(yàn)：掌握紅磷燃燒測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理、步驟、現(xiàn)象、結(jié)論及注意事項(xiàng)?？諝馐且环N寶貴的自然資源，了解其組成有助于我們更好地利用和保護(hù)空氣。希望同學(xué)們通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，對(duì)空氣有更清晰的認(rèn)識(shí)。5課堂檢測(cè)4新知講解6變式訓(xùn)練7中考考法8小結(jié)梳理學(xué)習(xí)目錄1復(fù)習(xí)引入2新知講解3典例講解新知探究“捕獲”空氣實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)1一個(gè)敞口的無色透明容器（如集氣瓶），經(jīng)常被認(rèn)為里面是“空的”，意指瓶中“沒有東西”。集氣瓶中真的什么東西都沒有嗎？實(shí)驗(yàn)探究

利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)儀器，組裝成圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)你利用該實(shí)驗(yàn)裝置把一個(gè)集氣瓶中的部分空氣“捕獲”到另一個(gè)集氣瓶中。簡(jiǎn)要說明其原理橡膠管雙孔塞導(dǎo)管分液漏斗集氣瓶水槽實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)過程向分液漏斗中加水，然后打開分液漏斗的玻璃旋塞使集氣瓶中的部分空氣沿導(dǎo)管進(jìn)入水槽中的集氣瓶。實(shí)驗(yàn)原理：空氣的主要成分不溶于水。方法導(dǎo)引

檢查裝置氣密性的方法如圖所示。用手握住試管時(shí)，導(dǎo)管口有氣泡冒出；松開手后過一段時(shí)間，導(dǎo)管中會(huì)形成一段水柱，則說明裝置的氣密性良好。原理：氣體的熱脹冷縮

為了成功地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先應(yīng)先檢查裝置的氣密性，確保裝置不漏氣。

由上述實(shí)驗(yàn)可知，一個(gè)空瓶里是含有空氣的，那么空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是多少呢？

你能通過實(shí)驗(yàn)來粗略測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)嗎？空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)知識(shí)點(diǎn)2觀察思考1.將集氣瓶的容積劃分為5等份并加以標(biāo)記。2.將橡膠管上的止水夾夾緊，在燃燒匙內(nèi)裝入足量的紅磷，在酒精燈火焰上點(diǎn)燃紅磷后，將燃燒匙迅速伸入集氣瓶?jī)?nèi)，塞緊橡皮塞。實(shí)驗(yàn)步驟：觀察思考3.待火焰熄滅后，觀察紅磷是否有剩余。待集氣瓶冷卻到室溫后，把導(dǎo)管插入盛水的燒杯中，打開止水夾，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)步驟：該實(shí)驗(yàn)的原理是什么？紅磷燃燒消耗密閉容器內(nèi)空氣中的氧氣，因燃燒產(chǎn)物為固體，容器內(nèi)的氣壓會(huì)減小，在大氣壓的作用下，進(jìn)入容器內(nèi)水的體積即為減少的氧氣的體積。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象分析步驟2步驟3紅磷逐漸熄滅，瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)大量白煙。紅磷燃燒消耗氧氣。氧氣濃度逐漸減小，直至耗盡，生成五氧化二磷。紅磷有剩余，燒杯中的水沿導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)，水平面上升約燃燒消耗氧氣，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)變小，打開止水夾，在大氣壓的作用下，水進(jìn)入集氣瓶占據(jù)氧氣的體積?！窘Y(jié)論】氧氣約占空氣總體積的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：【反應(yīng)】磷＋氧氣五氧化二磷點(diǎn)燃PO2P2O5【思考討論】1.已知空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一。觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否接近這個(gè)數(shù)值？若相差較大，分析產(chǎn)生誤差的原因。實(shí)驗(yàn)測(cè)定氧氣的體積偏小的可能原因有：①紅磷量不足，沒有將氧氣消耗完；②裝置漏氣；③裝置未冷卻到室溫就打開彈簧夾?！舅伎加懻摗?.已知空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為五分之一。觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否接近這個(gè)數(shù)值？若相差較大，分析產(chǎn)生誤差的原因。實(shí)驗(yàn)測(cè)定氧氣的體積偏大的可能原因有：①點(diǎn)燃的紅磷插入瓶中后未立即塞上橡皮塞；②實(shí)驗(yàn)前止水夾未夾緊。【思考討論】2.蠟燭在空氣中燃燒生成二氧化碳和水。能否用蠟燭代替紅磷進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)，為什么？不能用蠟燭代替紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橄灎T燃燒后會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)后裝置內(nèi)壓強(qiáng)幾乎不變，無法形成壓強(qiáng)差?！鞠胍幌搿考瘹馄恐械乃仙郊s后，不能繼續(xù)上升，說明剩余氣體有什么性質(zhì)？剩余氣體約占空氣總體的，不支持紅磷燃燒，且不溶于水。主要是氮?dú)饫?如圖所示裝置可用于測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，將集氣瓶的容積劃分為5等份并加以標(biāo)記。下列說法中不正確的是（）A.該實(shí)驗(yàn)證明氧氣約占空氣總體積的B.實(shí)驗(yàn)時(shí)紅磷一定要足量C.紅磷燃燒產(chǎn)生大量白霧，火焰熄滅后立刻打開止水夾D.實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性C混合物和純凈物知識(shí)點(diǎn)3混合物：由兩種或兩種以上物質(zhì)混合而成，其中各成分保持原有的化學(xué)性質(zhì)，如：空氣、食鹽水、蔗糖水等。純凈物：只由一種物質(zhì)組成，如：氧氣、氮?dú)狻⑺?。注意：絕對(duì)純凈的物質(zhì)并不存在，當(dāng)其中雜質(zhì)成分的含量極少時(shí)，即可認(rèn)為是純凈物。例2下列物質(zhì)中，屬于純凈物的是（）A.新鮮空氣B.礦泉水C.澄清的石灰水D.冰水共存物由氮?dú)?、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等不同種物質(zhì)組成，是混合物礦泉水中有水和礦物質(zhì)等多種物質(zhì)，是混合物冰和水是同一種物質(zhì)，只是狀態(tài)不同，所以是純凈物澄清石灰水中有水和氫氧化鈣，也是混合物D√×××拓展視野空氣成分的發(fā)現(xiàn)【點(diǎn)擊圖片觀看相關(guān)視頻】空氣的成分知識(shí)點(diǎn)4科學(xué)家通過精確的實(shí)驗(yàn)，證明了空氣是由多種氣體組成的混合物。例3在“天宮課堂”第。課中，水球光學(xué)實(shí)驗(yàn)中打入的“人造空氣”與我們身邊空氣的成分和含量基本相同，下列關(guān)于“人造空氣”的說法錯(cuò)誤的是（）A.“人造空氣”中含量最多的氣體是氮?dú)釨.“人造空氣”中氧氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為21%C.“人造空氣”中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)比氧氣的大D.用紅磷燃燒實(shí)驗(yàn)可測(cè)定“人造空氣”中氧氣的體積分?jǐn)?shù)B體積分?jǐn)?shù)1.[2024·安徽節(jié)選]為成功“捕獲”到空氣，首先應(yīng)檢查裝置的氣密性。用如圖所示方法檢查裝置的氣密性時(shí)，如果氣密性良好，很快會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是________(填字母)。A返回2.小明在做課本“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)探究中，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：將紅磷盛放在燃燒匙內(nèi)，點(diǎn)燃后立即插入集氣瓶?jī)?nèi)并塞緊橡皮塞。(1)寫出相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式：______________________________。(2)紅磷燃燒產(chǎn)生大量________，待紅磷熄滅并冷卻后，打開止水夾，觀察到燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，瓶?jī)?nèi)水面最終約上升至刻度“1”處。由此得出結(jié)論：氧氣約占空氣總體積的________。白煙1/5(3)紅磷需要足量，你認(rèn)為原因是______________________。(4)紅磷熄滅后，集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是氮?dú)狻Ｓ稍搶?shí)驗(yàn)可得出氮?dú)鈅_______(填“支持”或“不支持”)燃燒，________(填“易”或“難”)溶于水。完全消耗集氣瓶中的氧氣不支持難(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小，造成此結(jié)果的可能原因主要有________(填字母)。A.裝置的氣密性不好B.燃燒匙中的紅磷不足C.點(diǎn)燃紅磷后緩慢將燃燒匙插入瓶中D.紅磷熄滅后，集氣瓶未冷卻至室溫就打開止水夾ABD【點(diǎn)撥】(5)裝置的氣密性不好，在冷卻過程中有外界的空氣進(jìn)入瓶中，導(dǎo)致瓶中壓強(qiáng)偏大，進(jìn)入瓶中的水的體積偏小，使測(cè)得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小，故A符合題意；紅磷的量不足，未能將集氣瓶中的氧氣耗盡，使測(cè)得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小，故B符合題意；點(diǎn)燃紅磷后緩慢將燃燒匙插入瓶中，集氣瓶中的空氣受熱逸出，最終導(dǎo)致瓶中壓強(qiáng)偏小，進(jìn)入瓶中的水的體積偏大，使測(cè)得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏大，故C不符合題意；集氣瓶未冷卻至室溫就打開止水夾并進(jìn)行讀數(shù)，此時(shí)剩余的氣體處于受熱狀態(tài)，瓶中壓強(qiáng)偏大，進(jìn)入瓶中的水的體積偏小，使測(cè)得的氧氣的體積分?jǐn)?shù)偏小，故D符合題意。返回B3.第一次明確提出空氣是由氧氣和氮?dú)饨M成的科學(xué)家是(

)A.阿伏伽德羅

B.拉瓦錫

C.道爾頓

D.門捷列夫返回B4.[2024·蘇州]空氣中含有多種氣體，其中體積分?jǐn)?shù)最大的是(

)A.O2B.N2