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第一节　空气的组成
第1课时　定量认识空气的组成
知识梳理
知识点　定量认识空气的组成　
(1)干燥洁净的空气主要由__ __、__ __和__ __组成的，还含有少量的__ __和极少量的其他气体。其中，按体积分数计算，氮气约占__ __，氧气约占__ __，稀有气体(主要为氩气)约占__ __，二氧化碳约占__ __。
(2)测定空气中氧气含量的实验中，利用__ __和氧气反应生成__ __，达到其目的。
重难突破
重难点　空气的组成成分
【典例】如图为空气成分的含量示意图，下列说法正确的是(　　　)
空气的成分
A.a是氮气 B．b是氧气
C.c是稀有气体 D．d是二氧化碳
空气的成分及各成分的体积分数口诀：氮七八氧二一，零点九四是稀气；还有两个零点三，二氧化碳和杂气。
【对点训练】
“天宫课堂”中，航天员在水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中体积分数最大的是( )
A.氮气 B．氧气
C.稀有气体 D．二氧化碳
实验剖析
实验　测定空气中氧气的含量
【实验装置】
【实验原理】铜(Cu)＋氧气(O2)氧化铜(CuO)；铜丝能和氧气发生反应且生成物是固体，使密闭容器内的气体体积减小，导致容器内压强小于外界大气压，活塞右移，装置中减小的体积即为原装置中氧气的体积。
【实验步骤】
①将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡皮塞封住)。然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积。
②如图所示：在另一支干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，其中一端用气球密封。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据酒精灯的高度，将试管固定在铁架台上。
③用酒精灯在铜粉部位加热，加热时多次缓慢拉注射器。
④停止加热后，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。
【实验现象】铜丝由红色逐渐变为黑色；密闭装置内的气体体积减小了约1/5。
【实验结论】氧气约占空气总体积的1/5。
【注意事项及误差分析】
注意事项 原因 不注意导 致的后果
铜丝必须过量 保证密闭装置中的氧气消耗完 测定结果 偏小
装置的气密性要好 如果装置漏气，冷却至室温时装置中压强减小，外界会进入一部分空气 测定结果 偏小
要等装置冷却至室温后才能读数 如果不冷却至室温读数，装置中气体还处于膨胀状态时读数不准确 测定结果 偏小
要不停地交替推动注射器活塞 交替推动注射器活塞才能使装置中的氧气完全和铜丝反应 测定结果 偏小
加热时间要足够长 保证氧气和铜丝完全发生反应 测定结果 偏小
读数前气球内的气体要全部挤入注射器内 气体不全部挤入注射器内会导致注射器的停留位置不准确 测定结果 偏大
【对点训练】
某兴趣小组对教材中利用图甲“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进，设计了图乙(选用容积为35 mL 的硬质玻璃管作反应容器)的实验方案，收到了良好的实验效果。对比分析下面两个实验，回答下列问题：
(1)加热铜粉的文字表达式是__ __。
(2)甲实验测得的氧气含量小于，请分析可能的原因：__ __。(写出一点即可)
(3)乙实验中，注射器活塞最后将停在约1 mL刻度处。与甲实验相比，乙实验的优点是__ __。(写一点即可)
〈问题拓展〉
(4)在实验加热过程中，缓慢推拉注射器的活塞的目的是__ __。
(5)小强测得实验结果如下：
反应前密闭系统内的气体总体积 反应后密闭系统内的气体总体积
25 mL 22 mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数__ __(填“＞”“＝”或“＜”)21%，造成该实验误差的原因可能是__ __。
①没有缓慢推拉注射器的活塞　②读数时没有冷却至室温　③加入铜粉的量太少　④加入铜粉的量太多
(6)通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是__ __。
第2课时　空气的用途与空气质量
知识梳理
知识点1　空气是一种重要的资源　
(1)工业上利用空气中各成分__ __不同，可将氧气、氮气等分离。
(2)氧气能供给生物__ __，支持__ __，还能用于__ __和金属焊接等。
(3)氮气可用于工业上生产氨气、__ __和__ __；液态氮气可作__ __等。
(4)稀有气体包括__ __、__ __、__ __、__ __、氙、氡，其化学性质__ __，可用作__ __；也可被填充在灯管中，用于制造__ __。
知识点2　关注空气质量　
(5)随着人类活动的增加，空气中__ __和__ __的含量不断升高，导致空气质量下降。
(6)目前计入空气污染指数的物质主要包括__ __、__ __、__ __、__ __、可吸入颗粒物、细颗粒物等。
空气中二氧化碳含量过高会导致温室效应，但是二氧化碳不是空气污染物。
重难突破
重难点　空气的污染与防治
【典例】某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。
活动一：了解空气质量指数
　
【思考分析】(1)如图1是某日的空气质量情况，该日的空气质量为__________(填“轻度污染”或“重度污染”)。
(2)空气中二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)所引起的环境问题是__________。
活动二：认识微型空气质量“检测站”
【交流思考】(3)如图2，太阳能板工作时进行的能量转化是将__________能转化为电能。
【进行实践】同学们找到一个微型空气质量“检测站”，观察并记录不同时间显示的数据如表：
二氧化氮/μg 臭氧/μg 一氧化碳/μg
22.0 158.0 3.26
【交流思考】
(4)除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有__________(填两种)。
掌握空气的成分及其性质、空气污染的知识是解题的关键。
【对点训练】
1．加强对空气质量的监测是保护环境的一项重要措施，如表是我国某城市一年四季空气质量监测的平均数据，请你据表回答下列问题。
季节 可吸入颗粒物 (TSP) 氮氧化合物 (NO2等) 二氧化硫 (SO2) 空气质 量级别
春季 88 30 24 二级
夏季 67 23 26 二级
秋季 90 26 24 二级
冬季 98 49 40 二级
(1)对该市空气质量影响最大的物质是__ __。
(2)下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是__ __。
A.植树造林
B.用太阳能发电替代燃煤发电
C.减少工业生产中二氧化碳的排放
(3)空气污染会导致的环境问题是__ __。
(4)为了保护我们赖以生存的空气，你能做些什么呢？__ __(答一点即可)。
2．人体吸入的空气质量对健康至关重要。
表：空气质量分级标准
空气质 量指数 (AQI) 0～ 50 51～ 100 101～ 150 151～ 200 201～ 300 300以上
空气质 量级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级
空气质 量类别 优 良 轻度 污染 中度 污染 重度 污染 严重 污染
(1)通过以上数据分析，空气质量指数(AQI)越大，污染越__ __(填“轻”或“严重”)。
(2)当日空气污染物中含量最高的是__ __，空气质量级别为__ __。
(3)PM10(可吸入颗粒物)是指大气中直径__ __(填“≥”“≤”或“＝”)10 μm的颗粒物。下列行为会增加PM10的是__ __(填字母)。
A．焚烧落叶 B．治理工地扬尘
C．汽车尾气的排放 D．燃放烟花爆竹第一节　空气的组成
第1课时　定量认识空气的组成
知识梳理
知识点　定量认识空气的组成　
(1)干燥洁净的空气主要由__氮气__、__氧气__和__稀有气体__组成的，还含有少量的__二氧化碳__和极少量的其他气体。其中，按体积分数计算，氮气约占__78%__，氧气约占__21%__，稀有气体(主要为氩气)约占__0.934%__，二氧化碳约占__0.038%__。
(2)测定空气中氧气含量的实验中，利用__铜__和氧气反应生成__固态的氧化铜__，达到其目的。
重难突破
重难点　空气的组成成分
【典例】如图为空气成分的含量示意图，下列说法正确的是(　　　)
空气的成分
A.a是氮气 B．b是氧气
C.c是稀有气体 D．d是二氧化碳
解析：氮气、氧气和稀有气体分别大约占空气体积的78%、21%和0.94%，则a、b、c分别表示氧气、氮气和稀有气体，故A、B错误，C正确；图中d则表示空气组成中的其他成分，包括二氧化碳，但不只有二氧化碳，故D错误。
答案：C
空气的成分及各成分的体积分数口诀：氮七八氧二一，零点九四是稀气；还有两个零点三，二氧化碳和杂气。
【对点训练】
“天宫课堂”中，航天员在水球光学实验中打入的“人造空气”与我们身边的空气成分含量基本相同，“人造空气”中体积分数最大的是(　A　)
A.氮气 B．氧气
C.稀有气体 D．二氧化碳
实验剖析
实验　测定空气中氧气的含量
【实验装置】
【实验原理】铜(Cu)＋氧气(O2)氧化铜(CuO)；铜丝能和氧气发生反应且生成物是固体，使密闭容器内的气体体积减小，导致容器内压强小于外界大气压，活塞右移，装置中减小的体积即为原装置中氧气的体积。
【实验步骤】
①将一支硬质玻璃管注满水(两端用橡皮塞封住)。然后打开上端橡皮塞，将水倒入量筒中，记录体积。
②如图所示：在另一支干燥的硬质玻璃管中装入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，其中一端用气球密封。移动注射器活塞，在注射器中留下一定体积的气体，记录体积后与硬质玻璃管另一端密封连接。根据酒精灯的高度，将试管固定在铁架台上。
③用酒精灯在铜粉部位加热，加热时多次缓慢拉注射器。
④停止加热后，待试管冷却至室温，将气球内的气体全部挤入注射器内。待注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积。
【实验现象】铜丝由红色逐渐变为黑色；密闭装置内的气体体积减小了约1/5。
【实验结论】氧气约占空气总体积的1/5。
【注意事项及误差分析】
注意事项 原因 不注意导 致的后果
铜丝必须过量 保证密闭装置中的氧气消耗完 测定结果 偏小
装置的气密性要好 如果装置漏气，冷却至室温时装置中压强减小，外界会进入一部分空气 测定结果 偏小
要等装置冷却至室温后才能读数 如果不冷却至室温读数，装置中气体还处于膨胀状态时读数不准确 测定结果 偏小
要不停地交替推动注射器活塞 交替推动注射器活塞才能使装置中的氧气完全和铜丝反应 测定结果 偏小
加热时间要足够长 保证氧气和铜丝完全发生反应 测定结果 偏小
读数前气球内的气体要全部挤入注射器内 气体不全部挤入注射器内会导致注射器的停留位置不准确 测定结果 偏大
【对点训练】
某兴趣小组对教材中利用图甲“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进，设计了图乙(选用容积为35 mL 的硬质玻璃管作反应容器)的实验方案，收到了良好的实验效果。对比分析下面两个实验，回答下列问题：
(1)加热铜粉的文字表达式是__铜＋氧气氧化铜__。
(2)甲实验测得的氧气含量小于，请分析可能的原因：__装置漏气(合理即可)__。(写出一点即可)
(3)乙实验中，注射器活塞最后将停在约1 mL刻度处。与甲实验相比，乙实验的优点是__所测得的数据更准确__。(写一点即可)
〈问题拓展〉
(4)在实验加热过程中，缓慢推拉注射器的活塞的目的是__使空气与铜粉充分接触__。
(5)小强测得实验结果如下：
反应前密闭系统内的气体总体积 反应后密闭系统内的气体总体积
25 mL 22 mL
由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数__＜__(填“＞”“＝”或“＜”)21%，造成该实验误差的原因可能是__①②③__。
①没有缓慢推拉注射器的活塞　②读数时没有冷却至室温　③加入铜粉的量太少　④加入铜粉的量太多
(6)通过上面的实验，你学到的测量混合物中某成分含量的方法是__通过化学反应除去混合物中的一种成分，再测量混合物在反应前后体积(或质量)的变化，从而得出该种成分的含量__。
第2课时　空气的用途与空气质量
知识梳理
知识点1　空气是一种重要的资源　
(1)工业上利用空气中各成分__沸点__不同，可将氧气、氮气等分离。
(2)氧气能供给生物__呼吸__，支持__燃料燃烧__，还能用于__钢铁冶炼__和金属焊接等。
(3)氮气可用于工业上生产氨气、__硝酸__和__氮肥__；液态氮气可作__制冷剂__等。
(4)稀有气体包括__氦__、__氖__、__氩__、__氪__、氙、氡，其化学性质__稳定__，可用作__保护气__；也可被填充在灯管中，用于制造__电光源__。
知识点2　关注空气质量　
(5)随着人类活动的增加，空气中__有害气体__和__烟尘__的含量不断升高，导致空气质量下降。
(6)目前计入空气污染指数的物质主要包括__二氧化硫__、__一氧化碳__、__二氧化氮__、__臭氧__、可吸入颗粒物、细颗粒物等。
空气中二氧化碳含量过高会导致温室效应，但是二氧化碳不是空气污染物。
重难突破
重难点　空气的污染与防治
【典例】某实践活动小组在老师的带领下，对空气质量检测等开展了一系列项目式学习。
活动一：了解空气质量指数
　
【思考分析】(1)如图1是某日的空气质量情况，该日的空气质量为__________(填“轻度污染”或“重度污染”)。
(2)空气中二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)所引起的环境问题是__________。
活动二：认识微型空气质量“检测站”
【交流思考】(3)如图2，太阳能板工作时进行的能量转化是将__________能转化为电能。
【进行实践】同学们找到一个微型空气质量“检测站”，观察并记录不同时间显示的数据如表：
二氧化氮/μg 臭氧/μg 一氧化碳/μg
22.0 158.0 3.26
【交流思考】
(4)除显示器显示的内容外，还需要检测的空气污染物有__________(填两种)。
解析：(1)根据图1示例，以及题目所给选择范围结合空气质量等级划分标准，这个数值范围对应的空气质量为轻度污染。(2)空气中二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2)是常见的空气污染物，它们所引起的环境问题主要是酸雨。(3)太阳能板吸收太阳光的能量，根据能量转化原理，将吸收的太阳能转化为电能。(4)常见的空气污染物有可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)、二氧化硫(SO2)等。
答案：(1)轻度污染　(2)酸雨　(3)太阳　(4)PM10、SO2(合理即可)
掌握空气的成分及其性质、空气污染的知识是解题的关键。
【对点训练】
1．加强对空气质量的监测是保护环境的一项重要措施，如表是我国某城市一年四季空气质量监测的平均数据，请你据表回答下列问题。
季节 可吸入颗粒物 (TSP) 氮氧化合物 (NO2等) 二氧化硫 (SO2) 空气质 量级别
春季 88 30 24 二级
夏季 67 23 26 二级
秋季 90 26 24 二级
冬季 98 49 40 二级
(1)对该市空气质量影响最大的物质是__可吸入颗粒物__。
(2)下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是__C__。
A.植树造林
B.用太阳能发电替代燃煤发电
C.减少工业生产中二氧化碳的排放
(3)空气污染会导致的环境问题是__酸雨__。
(4)为了保护我们赖以生存的空气，你能做些什么呢？__植树造林等(合理即可)__(答一点即可)。
2．人体吸入的空气质量对健康至关重要。
表：空气质量分级标准
空气质 量指数 (AQI) 0～ 50 51～ 100 101～ 150 151～ 200 201～ 300 300以上
空气质 量级别 一级 二级 三级 四级 五级 六级
空气质 量类别 优 良 轻度 污染 中度 污染 重度 污染 严重 污染
(1)通过以上数据分析，空气质量指数(AQI)越大，污染越__严重__(填“轻”或“严重”)。
(2)当日空气污染物中含量最高的是__O3(或臭氧)__，空气质量级别为__二级__。
(3)PM10(可吸入颗粒物)是指大气中直径__≤__(填“≥”“≤”或“＝”)10 μm的颗粒物。下列行为会增加PM10的是__ACD__(填字母)。
A．焚烧落叶 B．治理工地扬尘
C．汽车尾气的排放 D．燃放烟花爆竹
(1)根据表格信息可知，空气质量指数(AQI)为0～50时，空气质量类别为优，空气质量指数为51～100时，空气质量类别为良，空气质量指数为101～150时，空气质量类别为轻度污染，空气质量指数为151～200时，空气质量类别为中度污染，空气质量指数为201～300时，空气质量类别为重度污染，空气质量指数为300以上时，空气质量类别为严重污染，则空气质量指数(AQI)越大，污染越严重。(2)根据图像可知，当日空气污染物中含量最高的是O3，空气质量指数(AQI)为62，空气质量类别为良，根据表格信息可知对应空气质量级别为二级。(3)PM10(可吸入颗粒物)是指大气中直径≤10 μm的颗粒物。焚烧落叶，会产生大量烟尘，会增加PM10，A符合题意；治理工地扬尘，可以减少空气中的灰尘，不会增加PM10，B不符合题意；汽车尾气含有大量可吸入颗粒物，其排放会增加PM10，C符合题意；燃放烟花爆竹，会产生大量烟尘，会增加PM10，D符合题意。

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