课题1 我们周围的空气 第2课时 空气是一种宝贵的资源 导学案(解析版) 2025-2026学年人教版九年级化学上册

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课题1 我们周围的空气 第2课时 空气是一种宝贵的资源 导学案(解析版) 2025-2026学年人教版九年级化学上册

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课题1 我们周围的空气
第2课时 空气是一种宝贵的资源
一、知识目标
1.理解物质的性质决定物质的用途这一化学观念,了解氧气、氮气、稀有气体的物理性质和用途。
2.掌握空气污染的主要污染物、污染源、危害以及防治措施,了解空气质量日报相关内容。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:从宏观上认识空气各成分的用途,从微观角度理解其性质与用途之间的联系。
2.科学态度与社会责任:通过了解空气污染的危害和防治措施,增强环保意识,培养对社会的责任感,积极参与保护大气环境的行动。
一、学习重点
氧气、氮气、稀有气体的性质和用途,以及空气污染物和防治措施。
二、学习难点
理解物质性质与用途之间的关系,认识保护大气环境的重要性并落实到实际行动中。
一、空气是一种宝贵的资源
1.氧气的性质和用途:
①性质:能供给呼吸、能支持燃烧。
②用途:供动植物呼吸、医疗急救、登山、潜水、炼钢、气焊、气割、航空航天等。
2.氮气的性质和用途
①性质:与某些物质反应、化学性质不活泼、液氮温度很低。
②用途:作保护气:食品充氮防腐;灯泡充氮防钨丝氧化;在氮气氛围中焊接金属防止金属氧化;用于制造低温环境:制硝酸和氮肥;医疗上冷冻治疗;超导材料在低温环境下显示超导性能 。
3.稀有气体的性质和用途
①性质:无色、无味气体;通电时能发出不同颜色的光;化学性质很不活泼。
②用途:制多种用途的电光源,如:航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯;作保护气;氦气充气球(密度比空气小且化学性质稳定);氦气用于制造低温环境
二、保护大气环境
1.空气质量指数日报的主要内容包括“空气质量指数”“首要污染物”“空气质量指数类别”等
2.目前计入空气质量评价的主要污染物为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(、细颗粒物和臭氧等。根据空气质量指数可以对空气质量分级,空气质量等级数值越小,空气质量越好。
3.空气污染物来源:化石燃料的燃烧,工厂排放的废气,汽车排放的尾气。
4.空气污染造成的危害:损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
5.存在的环境问题:温室效应(二氧化碳含量过多引起,其他如甲烷等也能造成)、臭氧空洞(飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放)、酸雨(由二氧化硫、二氧化氮引起)。
6.防止空气污染的措施:使用清洁能源,加强空气质量监测,积极植树、种草。
注意:二氧化碳能造成温室效应加剧,但不是空气污染物和有害气体。
一、课堂思考引入
1.问题思考:观看火箭发射视频后,思考是什么气体推动火箭冲向太空?它在火箭发射中起什么作用?
2.问题思考:除了航天领域,结合生活实际,思考氧气在我们生活中还有哪些重要用途?
二、空气是一种宝贵的资源
活动一:氧气的性质和用途
1.问题思考:在空气中,对我们生命活动至关重要的气体是什么?
2.问题思考:结合生活实际,思考氧气有哪些用途?这些用途体现了氧气的什么性质?
活动二:氮气的性质和用途
1.问题思考:在探究空气中氧气含量的实验中,集气瓶内剩下的气体主要是什么?
2.问题思考:燃烧着的红磷熄灭了,这种现象说明氮气能不能支持燃烧?
3.问题思考:集气瓶内液面上升到一定高度后,还能继续上升吗?这种现象能不能说明氮气不易溶于水?
4.问题思考:氮气有哪些物理性质和化学性质?其用途分别有哪些?性质和用途之间有什么关系?
活动三:稀有气体的性质和用途
1.问题思考:稀有气体包括哪些气体?
2.问题思考:稀有气体有哪些物理性质和化学性质?
3.问题思考:稀有气体有哪些用途?性质和用途之间有什么关系?
活动四:典例精讲
典例1:飞艇气囊内填充的是密度小于空气、化学性质稳定的一种稀有气体,则该气体是
A.氮气 B.氢气 C.氦气 D.氧气
典例2.2025年4月27日,神舟二十号载人飞船发射成功。下列能供给宇航员呼吸的气体是
A. B. C. D.稀有气体
典例3.下列关于空气及其成分的说法,正确的是
A.空气属于纯净物
B.氧气约占空气总质量的78%
C.氮气化学性质不活泼,可用于食品防腐
D.稀有气体在空气中量很少,没有任何用途
典例4.一些电子元件,如芯片、电路板等,运输时为防止受潮氧化,常采用空气中含量最多的气体来充包装,该气体是
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.水蒸气
典例5.下列空气中各成分用途和性质不相一致的是
A.氧气可用于医疗急救——氧气能供给呼吸(化学性质)
B.稀有气体用于霓虹灯——通电发出不同颜色的光(化学性质)
C.稀硫酸用于金属除锈——硫酸具有酸性(化学性质)
D.氦气填充探空气球——氦气密度小,且具有稳定性(物理和化学性质)
典例6.蛇年春晚开场秀《迎福》运用了多种灯光效果来营造节日氛围,不同颜色的光线交相辉映,给人以强烈的视觉冲击。这些灯饰中填充的气体是
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体
三、保护大气环境
活动一:空气质量日报
1.问题思考:空气质量日报包含哪些内容?主要的空气污染源有哪些?
2.问题思考:举例说明空气污染造成的危害。
3.问题思考:2013年秋季,我国发布《大气污染防治行动计划》,加强了对空气污染的综合治理。请查阅资料,结合自身体会,了解我国空气质量改善取得的成就,并与同学交流。
4.问题思考:为了保护人类赖以生存的空气,你能做些什么?
活动二:空气污染的危害和防治措施
1.问题思考:空气污染具体有哪些危害?
2.问题思考:可以采取哪些防治空气污染的措施?
活动三:典例精讲
典例1:某化学小组通过微型空气质量“检测站”对空气污染情况进行监测。下列不属于其监测项目的是
A. B.CO C. D.细颗粒物
典例2.“空山新雨后,天气晚来秋”,清新的空气令人心旷神怡,有关空气的说法不正确的是
A.下雨会使空气中部分污染物随雨水降落,从而改善空气质量
B.目前三大环境问题包括全球气候变暖、酸雨和臭氧空洞
C.目前计入空气污染指数的项目暂定为:SO2、CO2、NO2、O3、PM10和PM2.5
D.空气污染指数越小,空气质量状况越好
典例3.微型空气质量检测仪是一种检测空气污染指数的仪器。化学兴趣小组同学利用该仪器检测某工业园区气体的成分(见图①),同时用实验探究的方法测定氧气的含量(见图②),并绘制相关图像(见图③)。集气瓶的内部体积,实验前在集气瓶中预先放入了的水,实验后瓶内水的体积为,分析如图信息,所得结论正确的是
A.①中显示屏上可显示出的含量 B.③中Q点对应的实验操作是打开止水夹
C.②中装置气密性不好会使测量结果偏大 D.该实验测得空气中氧气体积分数是21%
典例4.为了保护大气环境,人们加强了对空气质量的监测。下图是某地的空气质量指数日报。下列说法错误的是
A.该日报中未列出可吸入颗粒物指数
B.空气质量指数越大,空气质量越差
C.当日的空气质量指数类别为良
D.当日CO未对该地空气造成污染
典例5.下列做法不利于保护大气环境的是
A.积极植树、种草 B.加强扬尘管控
C.直接排放工业废气 D.加强空气质量监测
1.空气中各成分的性质和用途
成分 体积分数 性质 与性质对应的用途
氮气 78% 一定条件下与其他物质反应 制氮肥和硝酸的原料;
化学性质不活泼 用作保护气:食品包装充氮防腐、焊接金属
液氮汽化吸热(物理性质) 制造低温环境:医疗上冷冻治疗、超导材料在低温环境下显示超导性能(磁悬浮列车)等
氧气 21% 供给呼吸 动植物呼吸、潜水、医疗急救、航天等
支持燃烧 酒精等可燃物燃烧、航空、炼钢、气割、气焊等
稀有气体 0.94% 化学性质很不活泼 用作保护气;
通电时发出不同颜色的光 可制成电光源
化学性质不活泼;氦气密度比空气小 氦气:用作飞艇、探空气球等
液氦汽化吸热(物理性质) 液氦:制造低温环境
2. 空气污染及防治
空气污染物 ①有害气体:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳 ②烟
污染来源 ①化石燃料的燃烧;②工厂排放的废气;③植被破坏引起的沙尘
造成的危害 严重损害人体健康,影响农作物生长,破坏生态平衡;臭氧层破坏和酸雨也与空气污染有关。
防治措施 使用清洁能源;加强空气质量监测;积极植树、造林、种草等。
空气质量评价内容 目前计入空气质量评价的主要污染物有:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、臭氧。
【特别提醒】
1.臭氧不是有害气体,空气中低浓度的臭氧可消毒,但含量超过一定浓度后却有剧毒,故计入空气质量评价。
2.酸雨主要是由工业排放的二氧化硫、二氧化氮等气体引起的。
3.空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。
4.空气质量日报中的“空气质量指数”和“空气质量级别”的数值越大,空气质量状况越差,污染越严重。
5.空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强,但二氧化碳不属于空气污染物。
1.下列气体中可供给动植物呼吸的是
A.氧气 B.氮气 C.稀有气体 D.二氧化碳
2.氮气常用作文物保护气,主要是利用了氮气
A.性质稳定 B.难溶于水 C.无色无味 D.沸点低
3.空气中含量较多且化学性质活泼的气体是
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.水蒸气
4.空气中的稀有气体是很重要的一类气体,有关它的说法正确的是
A.空气中稀有气体质量分数为0.94%
B.氦气填充飞艇比氢气更安全
C.氖气用于航标灯利用的是其化学性质
D.稀有气体有各种不同颜色
5.国家正在深入推进环境污染防治,持续深入打好蓝天、碧水、净土三大保卫战。为保护大气环境,下列做法不可行的是
A.积极植树、种草 B.使用清洁能源 C.加强大气质量监测 D.直接排放工业废气
6.某校设置微型检测站。下列相关说法错误的是
A.臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关
B.PM2.5的含量越高,空气质量越好
C.积极植树有助于提升空气质量
D.加强空气质量检测有利于保护大气环境
考点1 氧气的性质和用途
1.下列关于氧气的性质和用途的说法正确的是
A.氧气能支持燃烧,可做燃料
B.镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光,放出热量,生成黑色固体
C.物质与氧气发生的反应一定是化合反应
D.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生化学反应
2.下列关于氧气的性质和用途的说法正确的是
A.氧气能助燃,可作燃料
B.通过降温、加压,可使氧气液化成无色的液体
C.有氧气参加的化合反应属于氧化反应,所以氧化反应一定是化合反应
D.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定条件下可与多种物质发生化学反应
3.下列关于氧气的性质和用途的叙述中,不正确的是
A.不易溶于水
B.氧气在低温、高压时能变为淡蓝色的液体或固体
C.氧气用于火箭发射,是利用了氧气的可燃性
D.氧气在氧化反应中提供氧,它具有氧化性
考点2 氮气的性质和用途
4.空气成分中,含量最多且可用作保护气的是
A.稀有气体 B.二氧化碳 C.氧气 D.氮气
5.食品包装中常填充空气中含量最多的气体延长食物保质期。该气体是
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
6.如图为N2的转化和资源化利用。下列说法不正确的是
A.转化①所得液氮用于医疗手术
B.转化②中所得氨气可用于制氮肥
C.转化③说明氮气不可燃,也不支持燃烧。
D.转化④说明氮气化学性质很稳定
考点3 稀有气体的性质和用途
7.物质的性质决定用途。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.氮气常温下无色无味,可用作保护气
B.液氦沸点低,用于制造低温环境
C.氧气能支持燃烧,可以做燃料
D.稀有气体化学性质稳定,可制成霓虹灯
8.在生产和科学研究中,稀有气体有广泛的用途。下面情况跟稀有气体的用途无关的是
A.制成多种用途的电光源 B.焊接金属用稀有气体做保护气
C.氦可以用于制造低温环境 D.可以用稀有气体供给人体呼吸
9.下列用途中,主要利用物质化学性质的是
A.铁水铸成锅
B.氮气用作保护气
C.氦用于制造低温环境
D.稀有气体在通电时发出不同颜色的光,制成电光源
考点4 空气质量日报
10.空气质量指数日报可以及时准确地反映空气质量状况,下列不属于空气质量日报内容的是
A.NO2 B.PM2.5 C.稀有气体 D.臭氧
11.如图为巴林左旗某时刻空气质量日报的相关信息。下列有关描述不合理的是
A.当前影响空气质量的首要污染物为
B.都是空气污染物
C.空气质量指数类别为优
D.空气质量指数数值越大,空气质量越差
12.空气质量日报能及时准确地反映空气质量状况,下表是某市连续两天的空气质量日报(1月11日晚下了一场大雨)。下列说法错误的是
日期 1月11日 1月12日
污染物 可吸入颗粒物 可吸入颗粒物
污染指数 21 84 31 25 20 23 12 11
质量级别 Ⅱ I
A.造成该市空气污染的首要污染物是,估计该市受过酸雨危害
B.雨水减少了可吸入颗粒物带来的危害
C.雨后空气中含量变化不大,说明难溶于水
D.11日空气质量级别大(Ⅱ>I),说明11日的空气质量比12日好
考点5 空气污染的危害和防治措施
13.化石燃料的大量使用会影响生态环境。汽车尾气中的氮氧化物,现在的汽车排气管上都安装了“催化转化器”,使尾气中的一氧化碳和氮氧化物(NOx)转化为氮气和二氧化碳,这样就能减少对空气的污染,其主要原因是
A.生成的N2属于单质
B.生成的N2和CO2都不属于空气污染物
C.生成的N2和CO2都不能燃烧
D.生成的CO2属于氧化物
14.秸秆焚烧时会产生污染空气的物质,其中会造成酸雨的物质是
A.SO2 B.PM2.5 C.CO D.CO2
15.为持续深入打好蓝天保卫战,我国发布《大气污染防治行动计划》,加强了对空气污染的综合治理,下列做法有利于保护空气的是
A.实施绿化工程,防治雾霾天气 B.加高工厂烟囱,防止空气污染
C.全面退耕还林,防止扬尘污染 D.露天焚烧秸秆,增强土壤肥力
答案和解析
一、知识目标
1.理解物质的性质决定物质的用途这一化学观念,了解氧气、氮气、稀有气体的物理性质和用途。
2.掌握空气污染的主要污染物、污染源、危害以及防治措施,了解空气质量日报相关内容。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析:从宏观上认识空气各成分的用途,从微观角度理解其性质与用途之间的联系。
2.科学态度与社会责任:通过了解空气污染的危害和防治措施,增强环保意识,培养对社会的责任感,积极参与保护大气环境的行动。
一、学习重点
氧气、氮气、稀有气体的性质和用途,以及空气污染物和防治措施。
二、学习难点
理解物质性质与用途之间的关系,认识保护大气环境的重要性并落实到实际行动中。
一、空气是一种宝贵的资源
1.氧气的性质和用途:
①性质:能供给呼吸、能支持燃烧。
②用途:供动植物呼吸、医疗急救、登山、潜水、炼钢、气焊、气割、航空航天等。
2.氮气的性质和用途
①性质:与某些物质反应、化学性质不活泼、液氮温度很低。
②用途:作保护气:食品充氮防腐;灯泡充氮防钨丝氧化;在氮气氛围中焊接金属防止金属氧化;用于制造低温环境:制硝酸和氮肥;医疗上冷冻治疗;超导材料在低温环境下显示超导性能 。
3.稀有气体的性质和用途
①性质:无色、无味气体;通电时能发出不同颜色的光;化学性质很不活泼。
②用途:制多种用途的电光源,如:航标灯、照明灯、闪光灯和霓虹灯;作保护气;氦气充气球(密度比空气小且化学性质稳定);氦气用于制造低温环境
二、保护大气环境
1.空气质量指数日报的主要内容包括“空气质量指数”“首要污染物”“空气质量指数类别”等
2.目前计入空气质量评价的主要污染物为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物(、细颗粒物和臭氧等。根据空气质量指数可以对空气质量分级,空气质量等级数值越小,空气质量越好。
3.空气污染物来源:化石燃料的燃烧,工厂排放的废气,汽车排放的尾气。
4.空气污染造成的危害:损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
5.存在的环境问题:温室效应(二氧化碳含量过多引起,其他如甲烷等也能造成)、臭氧空洞(飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放)、酸雨(由二氧化硫、二氧化氮引起)。
6.防止空气污染的措施:使用清洁能源,加强空气质量监测,积极植树、种草。
注意:二氧化碳能造成温室效应加剧,但不是空气污染物和有害气体。
一、课堂思考引入
1.问题思考:观看火箭发射视频后,思考是什么气体推动火箭冲向太空?它在火箭发射中起什么作用?
答案:推动火箭冲向太空的气体是氧气,在火箭发射过程中,氧气作为助燃剂,和燃料剧烈反应,释放出巨大的能量,从而推动火箭前进。
2.问题思考:除了航天领域,结合生活实际,思考氧气在我们生活中还有哪些重要用途?
答案:氧气能供给呼吸,如动植物的呼吸、医疗急救、潜水、航天等;氧气能支持燃烧,如木柴等燃烧、航空、炼钢、气割、气焊等。
二、空气是一种宝贵的资源
活动一:氧气的性质和用途
1.问题思考:在空气中,对我们生命活动至关重要的气体是什么?
答案:氧气。
2.问题思考:结合生活实际,思考氧气有哪些用途?这些用途体现了氧气的什么性质?
答案:氧气能供给呼吸,如动植物的呼吸、医疗急救、潜水、航天等,这体现了氧气供给呼吸的化学性质;氧气能支持燃烧,如木柴等燃烧、航空、炼钢、气割、气焊等,这体现了氧气支持燃烧的化学性质。
活动二:氮气的性质和用途
1.问题思考:在探究空气中氧气含量的实验中,集气瓶内剩下的气体主要是什么?
答案:氮气。
2.问题思考:燃烧着的红磷熄灭了,这种现象说明氮气能不能支持燃烧?
答案:燃烧着的红磷熄灭了,说明氮气不能支持燃烧。
3.问题思考:集气瓶内液面上升到一定高度后,还能继续上升吗?这种现象能不能说明氮气不易溶于水?
答案:集气瓶内液面上升到一定高度后,不能继续上升,这种现象说明氮气不易溶于水。
4.问题思考:氮气有哪些物理性质和化学性质?其用途分别有哪些?性质和用途之间有什么关系?
答案:氮气的物理性质:无色、无味,标况下密度、熔点、沸点等(教材表格可查),不易溶于水;化学性质:不活泼,不燃烧也不支持燃烧。
用途:制造硝酸和氮肥、用作保护气(灯泡中充氮气以延长使用寿命、食品袋中充氮气以防腐、焊接金属时的保护气)、提供低温环境(液氮炒酸奶、超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能)。
性质和用途的关系:氮气化学性质不活泼决定了它可作保护气;液氮汽化吸热(物理性质)决定了它可制造低温环境;氮气可转化为氨气,进而制造硝酸、化肥。
活动三:稀有气体的性质和用途
1.问题思考:稀有气体包括哪些气体?
答案:氦()、氖()、氩()、氪()、氙()、氡()。
2.问题思考:稀有气体有哪些物理性质和化学性质?
答案:物理性质:无色、无味的气体、难溶于水,通电时能发出不同颜色的光;化学性质:很不活泼。
3.问题思考:稀有气体有哪些用途?性质和用途之间有什么关系?
答案:用途:用作不同颜色的光源(霓虹灯、航标灯、闪光灯等)、液态氦可用于制造低温环境、制造氦气球和飞艇等。
性质和用途的关系:通电发光(物理性质)决定了它可作电光源;化学性质不活泼决定了它可用作保护气;氦气化学性质不活泼且密度比空气小,决定了它可用于飞艇、探空气球等;液氦汽化吸热(物理性质)决定了它可制造低温环境。
活动四:典例精讲
典例1:飞艇气囊内填充的是密度小于空气、化学性质稳定的一种稀有气体,则该气体是
A.氮气 B.氢气 C.氦气 D.氧气
【答案】C
【详解】A.氮气的化学性质稳定,但氮气的密度大于空气,故不符合题意;
B.氢气密度小于空气,但氢气具有可燃性,故不符合题意;
C.氦气是一种稀有气体,且氦气的密度小于空气,化学性质稳定,故符合题意;
D.氧气的密度大于空气,化学性质比较活泼,故不符合题意。
故选C。
典例2.2025年4月27日,神舟二十号载人飞船发射成功。下列能供给宇航员呼吸的气体是
A. B. C. D.稀有气体
【答案】B
【详解】能为宇航员供给呼吸的气体是氧气;
故选B。
典例3.下列关于空气及其成分的说法,正确的是
A.空气属于纯净物
B.氧气约占空气总质量的78%
C.氮气化学性质不活泼,可用于食品防腐
D.稀有气体在空气中量很少,没有任何用途
【答案】C
【详解】A. 由同种物质组成的是纯净物,由不同种物质组成的是混合物。空气由多种气体组成,所以空气属于混合物,此选项错误;
B. 氧气约占空气体积的21%,而78%是氮气的体积含量,此选项错误;
C. 食品变坏是食品与氧气发生了化学反应,氮气化学性质稳定,可隔绝氧气防止食品氧化腐败,此选项正确;
D. 稀有气体虽少,但用途广泛,如;可用于航标灯、照明灯、霓虹灯、闪光灯等,此选项错误。
故选C。
典例4.一些电子元件,如芯片、电路板等,运输时为防止受潮氧化,常采用空气中含量最多的气体来充包装,该气体是
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.水蒸气
【答案】A
【详解】空气中含量最多的气体是氮气,氮气的化学性质稳定,可用作保护气。
故选A。
典例5.下列空气中各成分用途和性质不相一致的是
A.氧气可用于医疗急救——氧气能供给呼吸(化学性质)
B.稀有气体用于霓虹灯——通电发出不同颜色的光(化学性质)
C.稀硫酸用于金属除锈——硫酸具有酸性(化学性质)
D.氦气填充探空气球——氦气密度小,且具有稳定性(物理和化学性质)
【答案】B
【详解】A、氧气可用于医疗急救,利用了氧气能供给呼吸的性质,该性质需要在化学变化中表现出来,属于化学性质,故选项说法正确;
B、稀有气体用于霓虹灯,利用了稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,该性质不需要发生化学变化就能表现出来,属于物理性质,故选项说法错误;
C、稀硫酸具有酸性,能和铁锈发生化学反应,该性质需要在化学变化中表现出来,属于化学性质,故选项说法正确;
D、氦气填充探空气球,利用了氦气密度比空气小且化学性质不活泼的性质,其中密度比空气小不需要发生化学变化就能表现出来,属于物理性质;化学性质不活泼需要在化学变化中表现出来,属于化学性质,故选项说法正确。
故选:B。
典例6.蛇年春晚开场秀《迎福》运用了多种灯光效果来营造节日氛围,不同颜色的光线交相辉映,给人以强烈的视觉冲击。这些灯饰中填充的气体是
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体
【答案】D
【详解】稀有气体通电可以发出不同颜色的光,故根据题意,不同颜色的光线交相辉映则灯饰中填充的气体是稀有气体,故选:D。
三、保护大气环境
活动一:空气质量日报
1.问题思考:空气质量日报包含哪些内容?主要的空气污染源有哪些?
答案:空气质量日报的主要内容包括主要污染物(二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物(粒径小于或等于的颗粒物)、细颗粒物(粒径小于或等于的颗粒物)、臭氧等)和空气质量等级(污染指数越小,空气质量越好)。主要的空气污染源有工厂废气(含多种有害气体)、汽车尾气(含一氧化碳、二氧化氮等)、煤、石油、天然气的燃烧(产生烟尘、二氧化氮、二氧化硫)。
2.问题思考:举例说明空气污染造成的危害。
答案:空气污染会严重损害人体的健康、影响作物的生长、破坏生态平衡、导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。
3.问题思考:2013年秋季,我国发布《大气污染防治行动计划》,加强了对空气污染的综合治理。请查阅资料,结合自身体会,了解我国空气质量改善取得的成就,并与同学交流。
答案:(此题为开放性问题,需学生查阅资料后回答,如空气质量优良天数增加、主要污染物浓度下降等)
4.问题思考:为了保护人类赖以生存的空气,你能做些什么?
答案:加强大气质量监测;减少化石燃料的使用,更多利用清洁无污染的能源;工厂废气经处理后排放,汽车安装尾气净化处理装置;积极植树、造林、种草等。
活动二:空气污染的危害和防治措施
1.问题思考:空气污染具体有哪些危害?
答案:严重损害人体的健康、影响作物的生长、破坏生态平衡、导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。
2.问题思考:可以采取哪些防治空气污染的措施?
答案:加强大气质量监测;减少化石燃料的使用,更多利用清洁无污染的能源;工厂废气经处理后排放,汽车安装尾气净化处理装置;积极植树、造林、种草等。
活动三:典例精讲
典例1:某化学小组通过微型空气质量“检测站”对空气污染情况进行监测。下列不属于其监测项目的是
A. B.CO C. D.细颗粒物
【答案】A
【详解】A、CO2是温室气体,是空气成分之一,不属常规空气污染监测项目,该选项符合题意;
B、CO为有毒气体,属监测项目,该选项不符合题意;
C、SO2会导致酸雨,需监测,该选项不符合题意;
D、细颗粒物(如PM2.5)是重要污染指标,该选项不符合题意;
故选A。
典例2.“空山新雨后,天气晚来秋”,清新的空气令人心旷神怡,有关空气的说法不正确的是
A.下雨会使空气中部分污染物随雨水降落,从而改善空气质量
B.目前三大环境问题包括全球气候变暖、酸雨和臭氧空洞
C.目前计入空气污染指数的项目暂定为:SO2、CO2、NO2、O3、PM10和PM2.5
D.空气污染指数越小,空气质量状况越好
【答案】C
【详解】A、雨水能冲刷空气中的颗粒物和溶解部分污染物(如二氧化硫),从而暂时改善空气质量,故说法正确;
B、全球气候变暖、酸雨和臭氧层空洞是公认的三大环境问题,故说法正确;
C、二氧化碳是温室气体,但未被计入空气污染指数,故说法不正确;
D、空气污染指数数值越小,代表空气质量越好,故说法正确。
故选C。
典例3.微型空气质量检测仪是一种检测空气污染指数的仪器。化学兴趣小组同学利用该仪器检测某工业园区气体的成分(见图①),同时用实验探究的方法测定氧气的含量(见图②),并绘制相关图像(见图③)。集气瓶的内部体积,实验前在集气瓶中预先放入了的水,实验后瓶内水的体积为,分析如图信息,所得结论正确的是
A.①中显示屏上可显示出的含量 B.③中Q点对应的实验操作是打开止水夹
C.②中装置气密性不好会使测量结果偏大 D.该实验测得空气中氧气体积分数是21%
【答案】B
【详解】A、CO2不属于空气污染物,不计入空气污染指数,所以①中显示屏不能显示出CO2的含量,A 错误;
B、红磷燃烧消耗氧气,使装置内压强减小,打开止水夹后,水进入集气瓶,装置内压强逐渐恢复。③中 Q 点后压强增大,对应的实验操作是打开止水夹,水进入集气瓶,B 正确;
C、②中装置气密性不好,会使外界空气进入集气瓶,导致进入集气瓶内水的体积减少,测量结果偏小,C 错误;
D、集气瓶内空气体积为,进入水的体积即氧气的体积为,则空气中氧气体积分数为,D 错误。
故选B。
典例4.为了保护大气环境,人们加强了对空气质量的监测。下图是某地的空气质量指数日报。下列说法错误的是
A.该日报中未列出可吸入颗粒物指数
B.空气质量指数越大,空气质量越差
C.当日的空气质量指数类别为良
D.当日CO未对该地空气造成污染
【答案】A
【详解】 A:根据图示可知,PM2.5 (细颗粒物)和PM10 (可吸入颗粒物)的相关数据,所以该日报列出了可吸入颗粒物指数,说法错误,符合题意;
B、空气质量指数越大,说明空气中所含的污染物越多,空气质量就越差,说法正确,不符合题意;
C、由图可知当日空气质量指数为65,根据空气质量指数的分级标准,51 100对应的空气质量指数类别为良,所以当日空气质量指数类别为良, 说法正确,不符合题意;
D、当日CO的浓度为0mg/m3,在空气质量标准规定的范围内,说明CO未对该地空气造成污染, 说法正确,不符合题意。
故选A。
典例5.下列做法不利于保护大气环境的是
A.积极植树、种草 B.加强扬尘管控
C.直接排放工业废气 D.加强空气质量监测
【答案】C
【详解】A、积极植树、种草可以净化空气,防风固沙,有利于保护大气环境,故A不符合题意;
B、加强扬尘管控能够减少灰尘颗粒等空气污染物排放,有利于保护大气环境,故B不符合题意;
C、直接排放工业废气会产生大量污染物污染空气,不利于保护大气环境,故C符合题意;
D、加强空气质量监测可以及时了解空气污染情况,从而采取防止措施,有利于保护大气环境,故D不符合题意。
故选C。
1.空气中各成分的性质和用途
成分 体积分数 性质 与性质对应的用途
氮气 78% 一定条件下与其他物质反应 制氮肥和硝酸的原料;
化学性质不活泼 用作保护气:食品包装充氮防腐、焊接金属
液氮汽化吸热(物理性质) 制造低温环境:医疗上冷冻治疗、超导材料在低温环境下显示超导性能(磁悬浮列车)等
氧气 21% 供给呼吸 动植物呼吸、潜水、医疗急救、航天等
支持燃烧 酒精等可燃物燃烧、航空、炼钢、气割、气焊等
稀有气体 0.94% 化学性质很不活泼 用作保护气;
通电时发出不同颜色的光 可制成电光源
化学性质不活泼;氦气密度比空气小 氦气:用作飞艇、探空气球等
液氦汽化吸热(物理性质) 液氦:制造低温环境
2. 空气污染及防治
空气污染物 ①有害气体:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳 ②烟尘
污染来源 ①化石燃料的燃烧;②工厂排放的废气;③植被破坏引起的沙尘
造成的危害 严重损害人体健康,影响农作物生长,破坏生态平衡;臭氧层破坏和酸雨也与空气污染有关。
防治措施 使用清洁能源;加强空气质量监测;积极植树、造林、种草等。
空气质量评价内容 目前计入空气质量评价的主要污染物有:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、臭氧。
【特别提醒】
1.臭氧不是有害气体,空气中低浓度的臭氧可消毒,但含量超过一定浓度后却有剧毒,故计入空气质量评价。
2.酸雨主要是由工业排放的二氧化硫、二氧化氮等气体引起的。
3.空气质量日报的主要内容包括空气质量指数、首要污染物、空气质量状况等。
4.空气质量日报中的“空气质量指数”和“空气质量级别”的数值越大,空气质量状况越差,污染越严重。
5.空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强,但二氧化碳不属于空气污染物。
1.下列气体中可供给动植物呼吸的是
A.氧气 B.氮气 C.稀有气体 D.二氧化碳
【答案】A
【详解】氧气能支持燃烧,供给呼吸,故可供给动植物呼吸的气体是氧气。
故选A。
2.氮气常用作文物保护气,主要是利用了氮气
A.性质稳定 B.难溶于水 C.无色无味 D.沸点低
【答案】A
【详解】A、氮气的化学性质稳定,不易与其他物质发生反应,能有效隔绝氧气和水分,防止文物氧化或腐蚀,说法正确;
B、难溶于水与保护文物的主要需求无关,因文物保存环境通常不涉及大量水,说法错误;
C、无色无味是物理性质,但并非保护文物的关键因素,稳定性更重要,说法错误;
D、沸点低与氮气作为气态保护气的用途无直接关联,说法错误。
故选A。
3.空气中含量较多且化学性质活泼的气体是
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.水蒸气
【答案】A
【详解】A、氧气约占空气体积的21%,在空气中含量较多。氧气的化学性质比较活泼,能与许多物质发生氧化反应,符合题意;
B、氮气约占空气体积的78%,含量最多,但氮气的化学性质不活泼,一般情况下不易与其他物质发生反应,不符合题意;
C、二氧化碳在空气中含量较少,约占空气体积的0.03%,不符合题意;
D、空气中水蒸气的含量相对较少,并且含量会随环境等因素变化,不符合题意。
故选A。
4.空气中的稀有气体是很重要的一类气体,有关它的说法正确的是
A.空气中稀有气体质量分数为0.94%
B.氦气填充飞艇比氢气更安全
C.氖气用于航标灯利用的是其化学性质
D.稀有气体有各种不同颜色
【答案】B
【详解】A、空气中稀有气体的体积分数为0.94%,而不是质量分数,该选项说法不正确;
B、氦气和氢气的密度均比空气小,但氦气化学性质稳定,则氦气填充飞艇比氢气更安全,该选项说法正确;
C、氖气可用于航标灯,是因为氖气通电时能发出不同颜色的光,该性质不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,该选项说法不正确;
D、稀有气体没有颜色,该选项说法不正确。
故选B。
5.国家正在深入推进环境污染防治,持续深入打好蓝天、碧水、净土三大保卫战。为保护大气环境,下列做法不可行的是
A.积极植树、种草 B.使用清洁能源 C.加强大气质量监测 D.直接排放工业废气
【答案】D
【详解】A、积极植树、种草有利于防治空气污染,保护大气环境,故A不符合题意;
B、使用清洁能源,可以减少化石能源的使用,可以减少污染物的排放,有利于保护大气环境,故B不符合题意;
C、加强大气质量监测,有利于保护大气,防治空气污染,故C不符合题意;
D、直接排放工业废气,会污染空气,不利于保护大气环境,故D符合题意。
故选D。
6.某校设置微型检测站。下列相关说法错误的是
A.臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关
B.PM2.5的含量越高,空气质量越好
C.积极植树有助于提升空气质量
D.加强空气质量检测有利于保护大气环境
【答案】B
【详解】A、臭氧层破坏是氟利昂泄漏等导致的,酸雨是二氧化硫、氮氧化物等的排放导致的,故臭氧层破坏和酸雨都与空气污染有关,不符合题意;
B、PM2.5属于空气污染物,PM2.5的含量越高,空气质量越差,符合题意;
C、积极植树,可以改善空气质量,保护环境,不符合题意;
D、加强空气质量检测,可以减少污染,保护环境,不符合题意。
故选B。
考点1 氧气的性质和用途
1.下列关于氧气的性质和用途的说法正确的是
A.氧气能支持燃烧,可做燃料
B.镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光,放出热量,生成黑色固体
C.物质与氧气发生的反应一定是化合反应
D.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生化学反应
【答案】D
【详解】A、氧气能支持燃烧,不具有可燃性,不能做燃料,错误;
B、镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体,错误;
C、物质与氧气发生的反应不一定是化合反应,如石蜡在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,由于该反应有两种物质生成,不符合化合反应的定义,不属于化合反应,错误;
D、氧气的化学性质比较活泼,在一定条件下能与许多物质发生化学反应,正确。
故选D。
2.下列关于氧气的性质和用途的说法正确的是
A.氧气能助燃,可作燃料
B.通过降温、加压,可使氧气液化成无色的液体
C.有氧气参加的化合反应属于氧化反应,所以氧化反应一定是化合反应
D.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定条件下可与多种物质发生化学反应
【答案】D
【详解】A、氧气能助燃,但本身并不是燃料。氧气是一种氧化剂,它支持燃烧,但自身不燃烧。选项错误;
B、通过降温、加压,氧气确实可以液化成淡蓝色的液体,选项错误;
C、有氧气参加的化合反应属于氧化反应,但氧化反应不一定是化合反应。氧化反应是指物质与氧气结合或失去电子的过程,而化合反应是指两种或两种以上的物质结合生成一种新物质的反应。如蜡烛燃烧有水和二氧化碳生成就不是化合反应而是氧化反应,选项错误;
D、氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定条件下可与多种物质发生化学反应。选项正确;
故选:D。
3.下列关于氧气的性质和用途的叙述中,不正确的是
A.不易溶于水
B.氧气在低温、高压时能变为淡蓝色的液体或固体
C.氧气用于火箭发射,是利用了氧气的可燃性
D.氧气在氧化反应中提供氧,它具有氧化性
【答案】C
【详解】A、氧气不易溶于水,正确;
B、氧气在低温、高压时能变为淡蓝色的液体或固体,正确;
C、氧气具有助燃性,氧气用于火箭发射,是利用了氧气的助燃性,错误;
D、氧气在氧化反应中提供氧,证明氧气具有氧化性,正确。
故选C。
考点2 氮气的性质和用途
4.空气成分中,含量最多且可用作保护气的是
A.稀有气体 B.二氧化碳 C.氧气 D.氮气
【答案】D
【详解】A、稀有气体占空气体积0.94%,含量较少,在常温下化学性质很不活泼,可用作保护气,故A错误;
B、二氧化碳占空气体积0.03%,含量较少,故B错误;
C、氧气占空气体积21%,氧气化学性质比较活泼,不能用作保护气,故C错误;
D、氮气占空气体积78%,空气含量中最多,且氮气在常温下化学性质不活泼,可用作保护气,故D正确;
故选:D。
5.食品包装中常填充空气中含量最多的气体延长食物保质期。该气体是
A.氮气 B.氧气 C.稀有气体 D.二氧化碳
【答案】A
【详解】A、氮气化学性质比较稳定,常温下不易与其他物质发生反应,且空气中氮气的体积分数约为78%,是空气中含量最多的气体,可填充在食品包装中隔绝氧气,防止食品氧化变质,从而延长食物保质期,符合题意;
B、氧气化学性质比较活泼,能与许多物质发生氧化反应,会加速食品的变质,不能用于延长食物保质期,不符合题意;
C、稀有气体化学性质稳定,可用于保护气,但在空气中含量较少,约占空气体积的0.94%,不是空气中含量最多的气体,不符合题意;
D、二氧化碳化学性质相对稳定,但在空气中含量也较少,约占空气体积的0.03%,不是空气中含量最多的气体,不符合题意。
故选A。
6.如图为N2的转化和资源化利用。下列说法不正确的是
A.转化①所得液氮用于医疗手术
B.转化②中所得氨气可用于制氮肥
C.转化③说明氮气不可燃,也不支持燃烧。
D.转化④说明氮气化学性质很稳定
【答案】C
【详解】A、转化①所得液氮汽化吸热,能使周围温度降低,可用于医疗手术,不符合题意;
B、转化②中所得氨气含氮元素,可用于制氮肥,不符合题意;
C、转化③镁能在氮气中燃烧,说明氮气可支持燃烧,符合题意;
D、转化④氮气可用作灯泡的填充气,说明氮气化学性质稳定,可作保护气,用于延长灯泡的使用寿命,不符合题意。
故选C。
考点3 稀有气体的性质和用途
7.物质的性质决定用途。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.氮气常温下无色无味,可用作保护气
B.液氦沸点低,用于制造低温环境
C.氧气能支持燃烧,可以做燃料
D.稀有气体化学性质稳定,可制成霓虹灯
【答案】B
【详解】A、氮气的化学性质不活泼,可用作保护气,故A选项不符合题意;
B、液氦沸点低,利用液氦汽化吸热,用于制造低温环境,故B选项符合题意;
C、氧气能支持燃烧,可作助燃剂,不能作燃料,故C选项不符合题意;
D、稀有气体通电后发出不同颜色光,可制成霓虹灯,故D选项不符合题意。
故选B。
8.在生产和科学研究中,稀有气体有广泛的用途。下面情况跟稀有气体的用途无关的是
A.制成多种用途的电光源 B.焊接金属用稀有气体做保护气
C.氦可以用于制造低温环境 D.可以用稀有气体供给人体呼吸
【答案】D
【详解】A、稀有气体通电可以发出不同颜色的光,可用于多种用途的电光源,不符合题意;
B、稀有气体的化学性质很稳定,可用于保护气,所以可用于焊接金属时做保护气,不符合题意;
B、液氦汽化时要吸收热量,可用于制造低温环境,不符合题意;
D、稀有气体不具有供给呼吸的功能,所以不能供给人体呼吸,符合题意;
故选:D。
9.下列用途中,主要利用物质化学性质的是
A.铁水铸成锅
B.氮气用作保护气
C.氦用于制造低温环境
D.稀有气体在通电时发出不同颜色的光,制成电光源
【答案】B
【详解】A、铁水铸成锅,利用铁的延展性,该性质不需通过化学反应就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
B、氮气用作保护气,利用氮气化学性质稳定,该性质需通过化学反应才能表现出来,属于化学性质,符合题意;
C、氦气用于制造低温环境,利用氦气汽化时吸热,该性质不需通过化学反应就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
D、稀有气体用于电光源,利用稀有气体通电时会发出不同颜色的光,没有发生化学变化,该性质不需通过化学反应就能表现出来,是利用稀有气体物理性质,不符合题意。
故选B。
考点4 空气质量日报
10.空气质量指数日报可以及时准确地反映空气质量状况,下列不属于空气质量日报内容的是
A.NO2 B.PM2.5 C.稀有气体 D.臭氧
【答案】C
【详解】A、二氧化氮能与水反应生成酸性物质,导致酸雨的发生,属于空气污染物,不符合题意;
B、PM2.5能导致雾霾等的发生,属于空气污染物,不符合题意;
C、稀有气体是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,符合题意;
D、臭氧具有强氧化性,属于空气污染物,不符合题意。
故选C。
11.如图为巴林左旗某时刻空气质量日报的相关信息。下列有关描述不合理的是
A.当前影响空气质量的首要污染物为
B.都是空气污染物
C.空气质量指数类别为优
D.空气质量指数数值越大,空气质量越差
【答案】B
【详解】A.据图可知,当前空气质量主要污染物为O3,此选项正确;
B. 二氧化碳是空气的成分之一,不属于污染物,此选项错误;
C. 当前空气质量为优,适合大部分人群户外运动,此选项正确;
D. 空气质量指数数值越大,空气质量越差,此选项正确。
故选B。
12.空气质量日报能及时准确地反映空气质量状况,下表是某市连续两天的空气质量日报(1月11日晚下了一场大雨)。下列说法错误的是
日期 1月11日 1月12日
污染物 可吸入颗粒物 可吸入颗粒物
污染指数 21 84 31 25 20 23 12 11
质量级别 Ⅱ I
A.造成该市空气污染的首要污染物是,估计该市受过酸雨危害
B.雨水减少了可吸入颗粒物带来的危害
C.雨后空气中含量变化不大,说明难溶于水
D.11日空气质量级别大(Ⅱ>I),说明11日的空气质量比12日好
【答案】D
【详解】A、从表格中污染指数看,1 月 11 日和 12 日SO2的污染指数相对较高,是主要污染物,SO2是形成酸雨的主要物质之一,所以该市可能受过酸雨危害,该选项正确;
B、1 月 11 日晚下大雨,1 月 12 日可吸入颗粒物的污染指数明显降低,说明雨水能减少可吸入颗粒物带来的危害,该选项正确;
C、雨后空气中CO含量变化不大,表明CO没有因为雨水大量溶解,说明CO难溶于水,该选项正确;
D、空气质量级别越小,空气质量越好。11 日空气质量级别为 Ⅱ,12 日为 I,所以 12 日的空气质量比 11 日好,该选项错误。
故选:D。
考点5 空气污染的危害和防治措施
13.化石燃料的大量使用会影响生态环境。汽车尾气中的氮氧化物,现在的汽车排气管上都安装了“催化转化器”,使尾气中的一氧化碳和氮氧化物(NOx)转化为氮气和二氧化碳,这样就能减少对空气的污染,其主要原因是
A.生成的N2属于单质
B.生成的N2和CO2都不属于空气污染物
C.生成的N2和CO2都不能燃烧
D.生成的CO2属于氧化物
【答案】B
【详解】现在的汽车排气管上都安装了“催化转化器”,使尾气中的一氧化碳和氮氧化物(NOx)转化为氮气和二氧化碳,这样就能减少对空气的污染,其主要原因是生成的N2和CO2都不属于空气污染物;
故选B。
14.秸秆焚烧时会产生污染空气的物质,其中会造成酸雨的物质是
A.SO2 B.PM2.5 C.CO D.CO2
【答案】A
【详解】酸雨的形成主要与硫氧化物(如)和氮氧化物()有关。故选A。
15.为持续深入打好蓝天保卫战,我国发布《大气污染防治行动计划》,加强了对空气污染的综合治理,下列做法有利于保护空气的是
A.实施绿化工程,防治雾霾天气 B.加高工厂烟囱,防止空气污染
C.全面退耕还林,防止扬尘污染 D.露天焚烧秸秆,增强土壤肥力
【答案】A
【详解】A、实施绿化工程可以通过植被吸收空气中的污染物(如颗粒物、二氧化碳等),减少雾霾的形成,有利于保护空气,故选项正确;
B、加高工厂烟囱只是将废气排放到更高处,并未减少污染物总量,不利于保护空气,故选项错误;
C、退耕还林可以减少土地裸露,防止扬尘污染,但不能全面退耕还林,故选项错误;
D、露天焚烧秸秆,产生大量烟尘和有害气体,明显加剧空气污染,故选项错误。
故选:A。
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