第3章 空气与生命 八年级科学章节知识框架思维导图(pdf版)

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第3章 空气与生命 八年级科学章节知识框架思维导图(pdf版)

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第 1节 空气与氧气
氮 气 7 8%
氧 气 21%
稀有气体 0.93%
空 气的成分百分数指体积分数
二 氧化碳 0.04%
水蒸气等其他气体和杂质 0 .03%
实 验装置
实验步骤 点 燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入集气瓶内,并塞紧塞子 待红磷熄灭,冷却到室温后打开止水夹
实 验现象 红 磷燃烧产生大量白烟,并放出热量 水沿导管进入集气瓶,进入集气瓶内的水体积约占集气瓶内空气总体积的1/5
化 学反应方程式
反 应机理
空 气
中 氧 实 验原理 生成物为固体,使密闭容器内气体体积减少,导致容器内压强小于外界大气压,水进入密闭容器,进入容器内水的体积就是减少的氧气的体积
气含 水 的作用 吸收五氧化二磷,防止热的燃烧产物炸裂集气瓶
量 的
测定 实验结论 氧气约占空气总体积的1/5 氮气不能燃烧,也不支持燃烧,且不易溶于水
装 置漏气,导致冷却到室温后,外界空气会进入一部分
红磷的量不足,不能将装置内的氧气消耗完全
测量结果偏小
导管中事先没有注满水,燃烧冷却后,一小部分水滞留于导管中,进入瓶内的水偏少
装置未冷却至室温就打开止水夹,此时集气瓶中的气体处于受热膨胀状态,导致进入瓶内的水的体积偏大
实 验结果误差分析
点 燃红磷后插入集气瓶速度太慢,使集气瓶中部分气体受热逸出,冷却至室温后,进入瓶内的水的体积偏大
测量结果偏大 实验前未夹紧止水夹,会使部分空气受热膨胀沿导管逸出,冷却至室温后,进入瓶内的水的体积偏大
选用了能与空气中其他气体反应的物质,如镁就可以与空气的氧气、氮气、二氧化碳发生反应
氧气的性质 31
氧气的制取 51
空气的利用 21
化合反应和分解反应 1
第 1节 空气与氧气
空气的成分百分数指体积分数 10
空气
中氧
气含 28
量的
测 定
无色、无味的气体 液 态为淡蓝色液体 固态为淡蓝色雪花状
氧 气不易溶于水
物理性质 密度为1.429g/L
熔点-218℃ 1 个标准大气压下
沸 点-183℃
氧气性质活泼,在一定条件下能与许多物质发生反应
氧气的性质 发 出微弱的淡蓝色的火焰
在空气中燃烧
放出热量 生 成有刺激性气味的气体
硫 与氧的燃烧
旺 盛燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
在氧气中燃烧
化 学性质 放出热量,生成有刺激性气味的气体
燃 烧现象 剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
铁 丝在氧气中的燃烧
反应机理
氧化物 由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物
含氧化合物 有两种以上元素组成,有一种元素是氧元素的化合物
实验室制取氧气的反应原理
棉 花的作用是防止加热时药品粉末随气流进入导管,堵塞导管
关于实验装置的说明 试管口略向下倾斜
要等到气泡连续且均匀冒出时开始收集
查 检查装置气密性
装 装 入药品
定 将 试管固定在铁架台上
实 验步骤
以 加热高锰酸钾为例 实验步骤 点 点燃酒精灯,先预热,再固定加热
氧 气的制取 收 用 排水法收集氧气
离 收集完毕,先将导管撤离水槽
熄 最后熄灭酒精灯
收集 氧气的密度比空气略大,且不易溶于水,固可用排水法和向上排空气法收集
检验 集满后,将集气瓶正放在桌面上,把带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃,说明瓶内气体为氧气
定 义 能改变其他物质的化学反应速度,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质 工业上又叫触媒
“ 一变”指改变其他物质的化学反应速度
催 化剂 催化剂的特点 “一变”“二不变”
“二不变”指自身的质量和化学性质不变
催化作用 催化剂在化学反应中起的作用
空气冷冻分离法 利用液氧的沸点与液氮的沸点不同,通过分离液态空气获得氧气
氧气的工业制法
膜 分离技术分离氧气 让空气在一定的压力下,通过有富集氧气功能的薄膜来富集氧气
空气的利用 21
化合反应和分解反应 1
第 1节 空气与氧气
空 气的成分百分数指体积分数 10
空气
中氧
气含 28
量 的
测 定
氧气的性质 28
氧气的制取 47
供给呼吸 登 山、潜水、急救等
氧气
助 燃剂 炼钢、气焊等
性质 无 色无味,难溶于水;不能燃烧也不支持燃烧
灯 泡中加入氮气延长适用寿命
氮 气
食品包装中加入氮气可以防腐、保鲜
空 气的利用 用 途
氮气是制造化肥、炸药的原料
医 疗上用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织
性 质 无色无味、不溶于水;化学性质不活泼
稀有气体 用作保护气
用途 用 作电光源 不 同的稀有气体在通电时能发出不同颜色的光
用于激光技术、制造低温环境、用于医疗麻醉等
化合反应和分解反应
定 义 物 质跟氧发生的反应
燃 烧
剧 烈氧化 氧化过程进行的很剧烈 如
爆炸
分类
食物变质
缓慢氧化 氧 化过程进行得很缓慢,短时间内不易察觉 如 酿 酒酿醋
氧化反应
金属生锈
氧化铜
氧 化反应概念中得“氧”不只是氧气 也可能是含氧化合物 这种含氧化合物具有氧化性 如
高 锰酸钾
氧化反应的理解 物质与氧气发生的反应一定是氧化反应 氧气具有氧化性
氧 化还原反应 氧化反应就是氧化还原反应
氧 化反应不属于化学反应的基本反应类型 分类的方式不一样 化学反应中按有无电子发生转移分为
非 氧化还原反应
燃烧指的是 可燃物跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应
定义 可燃物燃烧所需达到的最低温度
着火点是物质固有的性质 不随外界条件的改变而改变
着 火点
第2节 有可燃物
燃烧的条件 有 助燃剂(常用的助燃剂为氧气) 这三个条件同时具备时,燃烧才能发生
氧 化和燃烧
温度达到可燃物的着火点
燃烧的条件 定义 由缓慢氧化而引起的自发燃烧
自燃
自燃的过程 物质在缓慢氧化的过程中产生的热量如果不能及时散失
就会使温度逐渐升高
当 温度达到物质的着火点时
若再遇到充足的氧气时
物 质就会自发地燃烧起来
爆炸 如果燃烧以极快的速度在有限的空间里发生 就会瞬间积累大量的热 使气体体积急剧膨胀,引起爆炸
灭火与火灾自救 12
化 学反应中的能量变化 19
氧化反应 29
燃烧的条件 25
清 除可燃物或使可燃物与其他可燃物隔离
灭 火原理 使可燃物与空气(或氧气)隔绝
降低可燃物的温度到着火点以下
几 种常见灭火器材的灭火原理及适用范围
灭 火与火灾自救
第 2节
氧化和燃烧 发现火灾及时报警,报警电话 “ 119 ”
当周围发生火灾时,一定要保持镇定,以免作出错误的判断
受 到火势威胁时,要当机立断,披上浸湿的衣物、被褥等向安全出口方向冲出
火灾自救常识
发生火灾时往往会断电,所以不要进入电梯,要顺着楼梯逃生
当烟雾呛人时,要用湿毛巾、浸湿的衣物等捂住口鼻,要尽量使身体贴近地面,靠墙爬行逃离火场
当自己所在的地方被大火封闭时,可以暂时退入居室,关闭门窗且用湿衣物、被褥堵塞门窗缝,并泼水降温。
有的反应放出热量 升 温
化学反应在生成新物质的同时,一定伴随能量的变化 通常表现为热量的变化
有 的反应吸收热量 降 温
化学反应中的能量变化类型
化 学能与热能之间能相互转换
能 量的转换
电 池充电是电能转换为化学能
化 学反应中的能量变化 化 学能与其他能量之间也能进行相互转换 如
使 用电池是化学能转化为电能
化学反应能量 有 些化学反应的能量变化非常细微 只 有灵敏的仪器才能检测到
的 变化大小不同
也有些化学反应的能量变化则非常明显
化学反应中的能量通常表现为热、光、电等。
第 3节 化学方程式
定 义 在 化学反应中,参加化学反应的各物质的质量总和等于 反 应后的生成的各物质的质量总和
适 用范围是化学变化,不包括物理变化 发生核裂变和核聚变时,一部分质量转化成能量导致质量不守恒
针 对的是参加反应的物质 不参加反应的物质(如催化剂和杂质)不能计算在内
理 解
是 质量守恒 不是体积或分子数目守恒
注 意“总和”二字 反 应物、生成物无论种类多少、状态如何都应计算在内
质量守恒定律 物 质种类 宏 观

分子种类 微观
不变
化学反应前后的“ 变 ”与“ 不变 ” 元素种类 各物质质量总和 各元素的质量 原子种类 原子数目 原子质量
宏观 微观
元 素化合物
可 能变
分子数目
定 义 用 化学式来表示化学反应的方程式
表 示什么物质参加反应 结果生成了什么物质
质 的意义
表示反应物在什么条件下进行反应
意义
表 示反应物和生成物之间的粒子个数比
量的意义
表 示反应物和生成物之间的质量比
不能臆造事实上不存在的物质
以客观事实为依据
不 能书写不存在的化学反应
书 写规则 遵守质量守恒定律 等号两边各原子的种类和数目相等
有 反应条件的,条件写在等号的上方或下方
说 明反应条件和生成物的状态
生成物的气体和沉淀书写要正确
左 边写反应物化学式
化 学方程式的书写 写 右边写生成物化学式
化 学方程式 中 间用短线连接
配 配平,使左右两边各原子数目相等
反 应条件(点燃、加热、催化剂等)
书 写步骤
标 短线改等号
生成物状态(气体、沉淀)
化学式是否正确
是 否配平

反应条件是否标注正确
生成物状态是否漏标或多标
观察法 观 察反应物及生成物的化学式 找 出比较复杂的一种 推求其他化学式的系数
找 出方程式中左右两端出现次数较多的元素的原子
奇数配偶法 上 述元素的原子在两端的总数一奇一偶时 选这一种原子作为配平的起点
化 学方程式的配平
将奇数配成偶数 由求得的化学计量数决定其他化学式的化学计量数
先找出反应前后同种元素原子在不同种分子中的个数
最 小公倍数法 然后求其最小公倍数 确定化学方程式左、右两边的化学式前面的化学计量数
最后使化学方程式配平
理论依据 质量守恒定律
计算依据
基本依据 化学方程式中反应物、生成物之间的质量关系(质量比)
设 根 据题意设未知量
写 书写正确的化学方程式
一 般步骤 找 找 出相关物质的相对分子质量和已知量
列 列 出比例式求解
根 据化学方程式进行计算
答 检 查结果,对问题作出简明回答
计算时常用的关系式
不纯物质的总质量 = 纯物质的质量 + 杂质的质量
第4节 二氧化碳
结 构 一 个二氧化碳分子由 一 个碳原子和两个氧原子 构 成
二氧化碳对人体
健康的影响
二氧化碳及其性质
物 理性质
无 毒 不燃烧也不支持燃烧 不能供给呼吸
化学性质 能与水反应,生成碳酸 碳酸不稳定,易分解
与澄清石灰水反应生成沉淀 用澄清石灰水检验二氧化碳
实验药品 石灰石(或大理石,主要成分是碳酸钙) 稀盐酸
实 验原理
二氧化碳的实验制取 实验装置
实验步骤 连接装置→检查装置气密性→锥形瓶中加石灰石→长颈漏斗中加入稀盐酸→收集气体→验满
二氧化碳的
检验和验满
长 颈漏斗下端要伸入液面下,防止生成的气体从漏斗口逸出
注 意事项 伸入锥形瓶中的导管要短些,使锥形瓶中原有空气快速排尽
集 气瓶中的导管要接近瓶底,收集到的二氧化碳气体较纯净
化 工原料 能 与一些物质发生反应 化学性质
人工降雨
原 理 干 冰升华,吸收大量的热 物理性质
制 冷剂
不 能燃烧,也不支持燃烧 化学性质
灭火
二氧化碳的应用 密度比空气的大 物理性质
能溶于水 物理性质
制汽水
与 水反应生成碳酸 化 学性质
气 体肥料 参与绿色植物的光合作用 化学性质
呼吸 人体与外界环境进行气体交换的整个过程称为呼吸 肺与外界环境的气体交换是由呼吸系统来完成的
鼻毛 阻挡空气中的灰尘和细菌 对吸入的气体起过滤作用
鼻腔
粘 膜 温 暖、湿润空气,感受气味的刺激。
咽 前后略扁的通道 是空气和食物共同的通道
呼 吸道
人体呼吸系统 喉 有 软骨做支架 保持气体畅通 位 于咽的下方 内有声带,呼气冲击声带振动发声
的 组成
气管、支气管 保持气流畅通 内有纤毛的粘膜能分泌粘液 粘 住灰尘和细菌
肺 由左、右支气管的树状分枝以及肺泡管末端的肺泡组成 是 进行气体交换的器官
吸气 膈 肌收缩,横膈膜下降 肺 部扩张 肺内气压降低,低于大气压 空气进入
人的呼气和
人 体呼吸系统的结构 吸 气的过程 呼气 膈肌舒张,横膈膜上升 肺 部回缩 肺内气压升高,高于大气压 气体排出
和 气体交换 呼出气体与吸入空气相比 氧气的含量明显降低 二 氧化碳和水汽的含量明显升高 但是氧气的浓度还是大于二氧化碳的浓度
指 肺泡与肺泡周围的毛细血管内血液之间的气体交换
呼出气体和吸入气体有显著差异的主要原因 空气进入呼吸系统后 在肺泡内进行了气体交换
肺泡内的气体交换
原 理 气 体的扩散作用 一种气体总是从浓度高的地方向浓度低的地方扩散 直 到平衡
结果 血 液由静脉血 变 为动脉血
数量多 大约有8亿个 使 肺成海绵状
有 弹性 肺泡壁外有弹性纤维 使 肺具有弹性
肺泡具有适于气体交换的结构特点 面积大 肺泡的总面积达100平方米 远远大于全身皮肤的面积 肺 泡是高效的气体交换器官
非常薄 肺泡壁只由一层上皮细胞构成
第 5节 外 面有毛细血管网 有利于气体交换
生物的呼吸和呼吸作用
定义 人体细胞内的有机物与氧气反应 最终产生二氧化碳、水或其他产物 同 时把有机物中的能量释放出来 供 生命活动需要的过程
呼吸作用是人体内的一种缓慢进行的氧化反应
总述
葡萄糖的氧化
呼 吸作用
证 明动物需要
动 物的呼吸作用 呼吸的实验
试 管A中红色水滴位置的改变,是因为昆虫进行呼吸作用
分析 吸收了氧气释放出了二氧化碳,二氧化碳被碱石灰吸收 导 致A试管中气压减小
在外界大气压的作用下 红 色水滴向左移动
实 验证明 动物和人一样 也要进行呼吸作用 吸入氧气呼出二氧化碳
实 验表明 植物的种子、叶等器官都能进行呼吸作用 在 呼吸作用过程中 也 会利用氧气分解细胞中的有机物 同时产生二氧化碳排出体外
植 物的呼吸作用 植物没有明显的呼吸器官 也 没有明显的呼气和吸气过程 但植物会通过气体扩散作用与空气进行气体交换
植物的各个部分的每一个细胞 每 时每刻都在进行呼吸作用
第 6节 光合作用
绿 色植物通过叶绿体 利用光能 把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物 并 释放氧气的过程
1
原 理
光 合作用反应式
光 合作用过程十分复杂,主要包含物质和能量的变化
物质转化 简单的无机物(水、二氧化碳) 转化为 复 杂的有机物(如淀粉等) 并释放氧气
过 程
能量转化 太阳能(光能) 转化为 化学能 储存在有机物中
满足了自身生长、发育、繁殖的需要
绿色植物通过光合作用制造的有机物
并为其他生物提供了基本的食物来源
意 义
是 生物界食物的来源 氧气的来源 能量的来源
植 物的光合作用
是地球上几乎所有生物生存 繁 荣 和 发展的 根本保障
二 氧化碳和水 原 料少了 植物就不能进行正常的光合作用
原 料
光 和叶绿体
条件
氧 气 依据 光合作用产生的气体 能使带火星的卫生香 立即猛烈的燃烧起来
产 物 淀 粉 植 物制造淀粉的实验
暗处理一昼夜 耗尽植物原有的有机物(淀粉)
叶片部分遮光 移 至光下
设置对照
目的 探 究光是否是绿叶制造有机物的必要条件
酒精脱色 把处理的叶片放入酒精中 隔水加热 使叶片脱色 便于清晰观察颜色反应
染 色 清水漂洗叶片 用 碘液染色 淀粉遇碘变蓝 检验是否有淀粉生成
显色 用 清水冲掉碘液 遮光部分不显色 受光部分变蓝
结论 绿叶在光下合成淀粉 光 照和叶绿体是光合作用的必要条件
光合作用和
呼吸作用的 13
相互关系
第 6节 光合作用
原理 31
原料 3
条件 1
产物 36
光合作用和呼吸作用的区别
呼 吸作用和光合作用的对比
光 合作用和 光合作用和呼吸作用是相互依存的
呼吸作用的
相 互关系 呼 吸作用消耗的有机物是光合作用的产物 所放出的能量是光合作用储存在有机物中的能量 因此没有呼吸作用 光 合作用也无法进行联 系
光合作用对原料的 吸 收利用和对产物的输导 以及所需的能量 是 呼吸作用释放出来的 故没有光合作用 呼 吸作用也就没有了基础
第7节
自 然界中的氧循环和碳循环
含义 大自然中 氧 气的消耗和氧气的产生周而复始地循环着 使大气中氧气含量保持相对稳定
生物的呼吸作用
各种燃料的燃烧
消耗氧气的主要途径
自然界的氧循环 动植物的尸体被微生物氧化分解
钢铁生锈、食物腐败等 缓慢氧化
产生氧气的主要途径 绿色植物的光合作用
含义 大气中 二氧化碳的消耗和产生持续的循环 使 大气中的二氧化碳的含量始终保持 大致不变的状态
自 然界中碳的存在形式
金刚石
单 质 石墨
......
碳是构成生物的基本元素之一 自然界中的碳以单质或化合物的形式存在
二 氧化碳
化 合物 碳 酸盐
有机物
消耗二氧化碳 绿 色植物的光合作用 产 生有机物
自 然界中碳循环的主要途径
产生二氧化碳
自然界的碳循环
微生物的分解
植物呼吸作用 动 物吸收 动植物残体
煤 、石油、天然气
呼吸作用 体内氧化
燃烧
影 响碳循环的因素 现代工业迅速发展 人 类大量燃烧煤和石油等燃料 排 放过多的二氧化碳 增加了二氧化碳的含量 破坏了碳在自然界的平衡
维持整个生物圈中的碳——氧平衡
光合作用 氧气
氧循环和碳循环的联系 通过 保持了大气中 含 量的相对稳定
呼 吸作用 二氧化碳
温 室效应 25
第7节
自然界中的氧循环和碳循环
自 然界的氧循环 12
自 然界的碳循环 38
能让太阳光辐射的能量穿过大气层 被 地面吸收
含 义 地 球上 如 二氧化碳、甲烷、水蒸气等 使 气温升高 产生类似温室的保温作用
防 止地面辐射的能量逸散到宇宙空间中去
化 石燃料 如 煤 、石油、天然气 的 大量使用
产生原因
乱砍滥伐而造成的森林面积的不断减少
二 氧化碳
说 法不一
水 蒸气
温室效应 水蒸气对全球升温的影响最大 百 度词条
温 室气体 臭氧 暂 不考虑某种气体对全球升温的占比
二氧化碳对全球升温的影响最大 我们的教科书
氮氧化合物
甲烷
减少化石燃料的使用
措施 开 发新能源 如太阳能、风能、核能等
大力植树造林 严禁乱砍滥伐 退 耕还林、还草等
含 义 进 入空气的污染物超过空气的自净能力 危 害人体舒适和健康或危害环境时 就构成了空气污染
自然因素 森 林火灾 火 山爆发等
因素
人为因素 工业废气 生活燃煤 汽 车尾气等
化石燃料的燃烧
工厂的废气排放 二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等
污染源 汽车排放的尾气 污染物
空气污染 地面扬尘
可 吸入颗粒物
燃烧产生的烟尘
呼 吸道疾病
危 害人体健康 生理机能障碍
眼 鼻等黏膜组织受刺激而引起疾病
危害 急性危害 受高浓度大气污染物的袭击 短 期内即在叶片上出现坏死斑
危害植物生长
慢性危害 长期与低浓度污染物接触 因 而生长受阻,发育不良,出现失绿、早衰等现象
造 成温室效应加剧、酸雨、臭氧空洞等环境问题
第8节
尽 可能开发无污染能源 以及低污染能源
空气污染与保护 减少污染物排放量 太阳能、 能、 发电 天然
对 燃料进行预处理 改进燃烧技术等
如烧煤前先进 脱硫
如 何防止 主要措施 不 要让排放的废气过度集中
空 气污染 合 理规划工业区和非工业区 以 免造成局部地区严重污染事件的发生
不 要造成重复叠加污染
森 林对大气有很强的净化作用 森林中的植被能消除二氧化硫等有害气体
加 大植树造林力度
森林像一个天然的吸尘器 能吸收大量的烟尘和粉尘
全球性大气
54
环境问题
空气污染 31
如 何防止
14
空气污染
温 室效应 见第七节
第 8节 定 义 形成了PH低于5.6的酸性降水
形成 二氧化硫和氮氧化物等在空气中反应后的产物溶于雨水 酸 雨中有害物质是硫酸和硝酸
空 气污染与保护
危害人体健康
使水域土壤酸化 损害农作物和林木生长
酸 雨 危 害
危害渔业
腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹等
减 少二氧化硫等气体的排放
防 治 开 发新能源
全球性大气 使 用脱硫煤或用天然气代替煤
环 境问题
臭氧分子含有三个氧分子 形成过程
分解后的氧原 称为氧 由基
臭 氧 是一种蓝色 带有腥臭气味的气体
低层臭氧含量的增加可以引起光化学烟雾 危 害森林、作物、建筑物等
近 地低空的臭氧是一种污染物
引 起人体的机体失调和中毒
离 地面22~25千米处,臭氧浓度值达到最高 这 一层大气称为“臭氧层”
位 置 距地面10~50千米处的大气平流层中 集中了地球上大约90%的臭氧
臭氧及臭氧空洞
臭氧层 对 人的皮肤、眼睛甚至免疫系统都会造成伤害
作 用 吸 收大部分的紫外线 对生物起保护作用 影响水生生物的生长
破坏植物叶内的叶绿素 从而阻碍植物的光合作用
大 气层中的臭氧层被破坏 地 球南北极上空臭氧层中的臭氧浓度明显下降 相继出现了臭氧薄层 俗称臭氧空洞
冰箱、空调制冷剂的排放
臭 氧空洞 形成原因
火箭与飞机排放的尾气
保 护臭氧层的措施 禁止生产和使用含氯氟烃的化合物 如氟利昂

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