2.1.1空氣的組成第2章

空氣與水資源【2025-2026學年】滬教版化學

九年級上冊（精做課件）授課教師：********班級：********時間：********幻燈片1：封面標題：2.1.1空氣的組成副標題：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，我們呼吸需要空氣，植物生長需要空氣，燃燒也需要空氣。但空氣是由一種物質組成的，還是由多種物質組成的呢？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：很長一段時間里，人們認為空氣是一種單一的物質。關鍵突破：18世紀，法國化學家拉瓦錫通過實驗得出了空氣由氧氣和氮氣組成的結論。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，他認為這部分空氣主要是氮氣。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容器里剩下的4/5體積的氣體中，結果發(fā)現(xiàn)所得氣體跟空氣的性質完全一樣。意義：拉瓦錫的實驗打破了人們對空氣的傳統(tǒng)認識，為我們了解空氣的組成奠定了基礎?；脽羝?：測定空氣中氧氣含量的實驗實驗原理：利用紅磷燃燒消耗密閉容器內空氣中的氧氣，使容器內壓強減小，在大氣壓的作用下，水進入容器，進入容器內水的體積約等于消耗氧氣的體積。實驗裝置：集氣瓶、燃燒匙、橡膠塞、導管、燒杯、止水夾等。實驗步驟：連接裝置，并檢查裝置的氣密性。在集氣瓶內加入少量水，并將水面上方空間分為5等份，做好標記。用彈簧夾夾緊膠皮管，點燃燃燒匙內的紅磷后，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，觀察實驗現(xiàn)象及水面的變化情況。實驗現(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，燒杯中的水進入集氣瓶，進入集氣瓶內水的體積約占集氣瓶內空氣總體積的1/5。實驗結論：空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5?；脽羝?：實驗注意事項及誤差分析注意事項：紅磷要足量，以保證完全消耗集氣瓶內的氧氣。裝置的氣密性要好，否則外界空氣會進入集氣瓶，導致實驗結果偏小。點燃紅磷后要立即伸入集氣瓶并塞緊橡皮塞，防止集氣瓶內空氣受熱膨脹逸出，導致實驗結果偏大。待紅磷熄滅并冷卻至室溫后再打開彈簧夾，否則集氣瓶內溫度較高，壓強較大，進入的水的體積會偏小，導致實驗結果偏小。誤差分析：實驗結果偏小的可能原因：紅磷的量不足；裝置漏氣；未冷卻至室溫就打開彈簧夾等。實驗結果偏大的可能原因：點燃紅磷后伸入集氣瓶的速度太慢，導致部分空氣受熱逸出；彈簧夾未夾緊，導致實驗過程中部分空氣從導管逸出等。幻燈片6：空氣的組成體積分數(shù)：氮氣（N?）：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：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，空氣的成分也會發(fā)生微小的變化。例如，空氣中二氧化碳的含量會因化石燃料的燃燒而略有增加。幻燈片7：空氣各成分的性質與用途（簡介）氮氣：性質：無色、無味的氣體，不溶于水，化學性質不活潑。用途：可用于制硝酸和化肥；用作保護氣（如焊接金屬時作保護氣、燈泡中充氮氣以延長使用壽命）；醫(yī)療上可在液氮冷凍麻醉條件下做手術等。氧氣：性質：無色、無味的氣體，不易溶于水，化學性質比較活潑，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：都是無色、無味的氣體，化學性質很不活潑，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性質穩(wěn)定）；氬氣可用于焊接金屬時作保護氣等。幻燈片8：課堂練習選擇題：空氣中含量最多的氣體是（

）A.氧氣B.氮氣C.二氧化碳D.稀有氣體測定空氣中氧氣含量的實驗中，紅磷燃燒的主要現(xiàn)象是（

）A.產(chǎn)生藍色火焰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______，氮氣約占______。拉瓦錫通過實驗得出空氣由______和______組成的結論?；脽羝?：課堂總結空氣的組成：主要由氮氣（約78%）、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（約0.03%）組成。發(fā)現(xiàn)歷程：拉瓦錫的實驗為我們認識空氣的組成做出了重要貢獻。測定實驗：掌握紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗原理、步驟、現(xiàn)象、結論及注意事項?？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空氣。希望同學們通過本節(jié)課的學習，對空氣有更清晰的認識。5課堂檢測4新知講解6變式訓練7中考考法8小結梳理學習目錄1復習引入2新知講解3典例講解新知探究“捕獲”空氣實驗知識點1一個敞口的無色透明容器（如集氣瓶），經(jīng)常被認為里面是“空的”，意指瓶中“沒有東西”。集氣瓶中真的什么東西都沒有嗎？實驗探究

利用下圖所示的實驗儀器，組裝成圖中所示的實驗裝置，請你利用該實驗裝置把一個集氣瓶中的部分空氣“捕獲”到另一個集氣瓶中。簡要說明其原理橡膠管雙孔塞導管分液漏斗集氣瓶水槽實驗儀器實驗裝置

實驗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管進入水槽中的集氣瓶。實驗原理：空氣的主要成分不溶于水。方法導引

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

為了成功地進行實驗，首先應先檢查裝置的氣密性，確保裝置不漏氣。

由上述實驗可知，一個空瓶里是含有空氣的，那么空氣中氧氣的體積分數(shù)是多少呢？

你能通過實驗來粗略測定空氣中氧氣的體積分數(shù)嗎？空氣中氧氣的體積分數(shù)知識點2觀察思考1.將集氣瓶的容積劃分為5等份并加以標記。2.將橡膠管上的止水夾夾緊，在燃燒匙內裝入足量的紅磷，在酒精燈火焰上點燃紅磷后，將燃燒匙迅速伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞。實驗步驟：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，把導管插入盛水的燒杯中，打開止水夾，觀察實驗現(xiàn)象。實驗步驟：該實驗的原理是什么？紅磷燃燒消耗密閉容器內空氣中的氧氣，因燃燒產(chǎn)物為固體，容器內的氣壓會減小，在大氣壓的作用下，進入容器內水的體積即為減少的氧氣的體積。實驗原理實驗現(xiàn)象：實驗步驟實驗現(xiàn)象現(xiàn)象分析步驟2步驟3紅磷逐漸熄滅，瓶內出現(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，燒杯中的水沿導管進入集氣瓶內，水平面上升約燃燒消耗氧氣，瓶內壓強變小，打開止水夾，在大氣壓的作用下，水進入集氣瓶占據(jù)氧氣的體積?！窘Y論】氧氣約占空氣總體積的實驗結果：【反應】磷＋氧氣五氧化二磷點燃PO2P2O5【思考討論】1.已知空氣中氧氣的體積分數(shù)約為五分之一。觀察到的實驗結果是否接近這個數(shù)值？若相差較大，分析產(chǎn)生誤差的原因。實驗測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。【思考討論】1.已知空氣中氧氣的體積分數(shù)約為五分之一。觀察到的實驗結果是否接近這個數(shù)值？若相差較大，分析產(chǎn)生誤差的原因。實驗測定氧氣的體積偏大的可能原因有：①點燃的紅磷插入瓶中后未立即塞上橡皮塞；②實驗前止水夾未夾緊?！舅伎加懻摗?.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行相同實驗，為什么？不能用蠟燭代替紅磷進行實驗，因為蠟燭燃燒后會生成二氧化碳氣體，反應后裝置內壓強幾乎不變，無法形成壓強差。【想一想】集氣瓶中的水上升到約后，不能繼續(xù)上升，說明剩余氣體有什么性質？剩余氣體約占空氣總體的，不支持紅磷燃燒，且不溶于水。主要是氮氣例1如圖所示裝置可用于測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，將集氣瓶的容積劃分為5等份并加以標記。下列說法中不正確的是（）A.該實驗證明氧氣約占空氣總體積的B.實驗時紅磷一定要足量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.實驗前一定要檢查裝置的氣密性C混合物和純凈物知識點3混合物：由兩種或兩種以上物質混合而成，其中各成分保持原有的化學性質，如：空氣、食鹽水、蔗糖水等。純凈物：只由一種物質組成，如：氧氣、氮氣、水等。注意：絕對純凈的物質并不存在，當其中雜質成分的含量極少時，即可認為是純凈物。例2下列物質中，屬于純凈物的是（）A.新鮮空氣B.礦泉水C.澄清的石灰水D.冰水共存物由氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等不同種物質組成，是混合物礦泉水中有水和礦物質等多種物質，是混合物冰和水是同一種物質，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)【點擊圖片觀看相關視頻】空氣的成分知識點4科學家通過精確的實驗，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，水球光學實驗中打入的“人造空氣”與我們身邊空氣的成分和含量基本相同，下列關于“人造空氣”的說法錯誤的是（）A.“人造空氣”中含量最多的氣體是氮氣B.“人造空氣”中氧氣的質量分數(shù)約為21%C.“人造空氣”中氮氣的體積分數(shù)比氧氣的大D.用紅磷燃燒實驗可測定“人造空氣”中氧氣的體積分數(shù)B體積分數(shù)1.[2024·安徽節(jié)選]為成功“捕獲”到空氣，首先應檢查裝置的氣密性。用如圖所示方法檢查裝置的氣密性時，如果氣密性良好，很快會出現(xiàn)的現(xiàn)象是________(填字母)。A返回2.小明在做課本“空氣中氧氣體積分數(shù)的測定”實驗探究中，進行了如下實驗：將紅磷盛放在燃燒匙內，點燃后立即插入集氣瓶內并塞緊橡皮塞。(1)寫出相關化學反應的文字表達式：______________________________。(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入集氣瓶，瓶內水面最終約上升至刻度“1”處。由此得出結論：氧氣約占空氣總體積的________。白煙1/5(3)紅磷需要足量，你認為原因是______________________。(4)紅磷熄滅后，集氣瓶內剩下的氣體主要是氮氣。由該實驗可得出氮氣________(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)實驗測得氧氣的體積分數(shù)偏小，造成此結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【點撥】(5)裝置的氣密性不好，在冷卻過程中有外界的空氣進入瓶中，導致瓶中壓強偏大，進入瓶中的水的體積偏小，使測得的氧氣的體積分數(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，使測得的氧氣的體積分數(shù)偏小，故B符合題意；點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，最終導致瓶中壓強偏小，進入瓶中的水的體積偏大，使測得的氧氣的體積分數(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行讀數(shù)，此時剩余的氣體處于受熱狀態(tài)，瓶中壓強偏大，進入瓶中的水的體積偏小，使測得的氧氣的體積分數(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氣組成的科學家是(

)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，其中體積分數(shù)最大的是(

)A.O2B.N2