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专题二 空气 氧气
空气
一、空气成分的研究史
化学史：（1）18 世纪 70 年代，瑞典科学家舍勒和英国的科学家化学家普利斯特里，分别发现
并制得了氧气。
（2）法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，用定量的方法研究了空气的成分，
第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。其中氧气约占空气总体积的 1/5的结论。
二、空气中氧气成分的测定：
1、装置图（见书 P27）
2、实验现象：红磷燃烧产生大量的白烟，放出热量，过一会儿白烟消失，装置冷却到室温后打
开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占瓶子容积的 1/5。
3、实验结论：说明空气不是单一的物质；氧气约占空气总体积的 1/5。
4、原理:化学方程式： 4P + 5O2 2P2O5
5、注意事项：
（1）、所用的红磷必须过量。（否则测量结果偏小）
（2）、要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹。（否则测量结果偏小）
（3）、装置的气密性要好。（否则测量结果偏小）
（4）预先在导管中装满水.（否则测量结果偏小）
（5）、要先夹住橡皮管，然后再点红磷。（否则测量结果偏大）
（6）、点燃的红磷要迅速的伸入集气瓶内，盖好胶塞。（否则测量结果偏大）
思考：可否换用木炭、硫磺，镁条等物质？如能，应怎样操作？
答：不能用木炭或蜡烛（燃烧产生了气体，瓶内体积变化小），不能用铁（铁在空气中不能燃烧），
镁还能与空气中氮气和二氧化碳反应。
三、空气成分的划分（按体积分数）：
氮气（N2）78%，氧气（O2）21%（氮气比氧气约为 4：1），稀有气体 0.94%，
二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质 0.03%。
空气的成分以氮气和氧气为主，属于混合物。
四、空气是一种宝贵的资源
1、氮气：无色、无味的气体，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质不活
泼。
2、稀有气体：无色、无味的气体，通电时能发出不同颜色的光，化学性质很不活泼。
用途：
氧气 ①动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行等
（1）①超导实验车②化工原料③作保护气④食品充氮作防腐剂
氮气 ⑤焊接金属的保护气⑥充入氮气的灯泡能延长使用寿命
稀有气体 （1）①作保护气②制多种用途的电光源③代替氢气填充气球更
安全④激光技术⑤液氦冷冻机等
五．空气的污染及防治。
1、 造成空气污染的物质：有害气体（一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2））
臭氧和可吸入颗粒物，细颗粒物。
2、污染来源：空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧，石油化工厂排放的废气及汽车排放的尾
气。
3、被污染的空气带来的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
存在的环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起）、臭氧空洞（飞机的尾气、氟里昂的排放）、
酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）。
4、防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。
六、未来化学将朝着“绿色化学”——“绿色消毁”和“绿色生产”的方向发展。核心是利用
化学原理从源头消除污染。
特点：①充分利用资源和能源，原料无毒无害
②减少向环境排放废物
③原料中的原子全部被消纳，实现零排放（在化合反应中体现）
④生产出环境友好产品。见教材 P32。
氧气
一、氧气的物理性质
1、色、味、态：通常情况下，是无色无味的气体；
2、密度：标准状况下，密度为 1.429g/L，略大于空气。（可用向上排空法）
3、溶解性：氧气不易溶于水。（可用排水法收集），
4、三态变化：降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。
二、氧气的化学性质
（一）与非金属（碳、硫、磷）的反应
1、木炭（黑色固体）燃烧
实验现象：在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种无色无味气体，该气体能使
澄清石灰水变浑浊。
化学方程式 C + O2 CO2
做木炭燃烧实验时，燃烧匙应慢．慢．从瓶口向瓶底伸入（充分利用瓶内的氧气）。
2、硫粉（淡黄色）燃烧：
实验现象：在空气：发出微弱的淡蓝色火焰；放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
在氧气: 发出明亮的蓝紫色的火焰, 放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
化学方程式 S + O2 SO2
实验时，要在瓶底装少量水（吸收二氧化硫，防止污染空气）。
3、红磷（暗红色固体）的燃烧
实验现象：在空．气．中：发出黄白色火焰，放出热量，生成大量白烟
在氧．气．中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成大量的白烟
化学方程式：4P + 5O2 2P2O5
注意：五氧化二磷（P2O5）是固体，不是气体
（二）与金属（镁、铁）的反应
1、镁带（银白色固体）在空气中燃烧
实验现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色粉末状固体。
化学方程式：2Mg + O2 2MgO
2 铁丝（银白色固体）在氧气中燃烧
实验现象：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。
化学方程式：3Fe + 2O2 Fe3O4
注意：集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水，防止生成的固体物质溅落瓶底，致使集气瓶炸
裂。铁丝在空气中不能燃烧
（三）与某些化合物（蜡烛、甲烷）的反应——产物均为：二氧化碳和水
实验现象：比空气中燃烧剧烈，发出白光，集气瓶内壁出现水珠，有使澄清石灰水变浑浊的无
色无味气体产生。
点燃
文字表达式：石蜡+ 氧气（O2） 二氧化碳（CO2）+ 水（H2O）
空气中燃烧情况：燃烧产生黄色火焰，放热，稍有黑烟。
（四）其他物质与氧气的反应
某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，成为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。
如：动植物新陈代谢，金属的锈蚀，食物的腐烂、酒醋的酿造、农家肥的腐熟等等。
总结：
1、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应并放出大量
的热。在这些反应中，氧气提供氧，称为氧化反应。氧气便是常见的氧化剂；具有氧化性。
2、物质在纯氧气中燃烧程度比空气中燃烧要剧烈。说明物质燃烧程度，与氧气的浓度大小成正
比；
3、物质燃烧时有的有火焰，有的会发光，有的会冒烟。一般来说，气体燃烧会有火焰产生，固
体直接燃烧，产生光或者火星。生成物有固体，一般都会产生烟，即固体小颗粒；
4、物质与氧气反应不一定是燃烧现象，如缓慢氧化。中小学教育资源及组卷应用平台
专题二 空气 氧气
空气
一、空气成分的研究史
化学史：（1）18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国的科学家化学家普利斯特里，分别发现并制得了氧气。
法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
二、空气中氧气成分的测定：
1、装置图（见书P27）
2、实验现象：红磷燃烧产生大量的白烟，放出热量，过一会儿白烟消失，装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占瓶子容积的1/5。
3、实验结论：说明空气不是单一的物质；氧气约占空气总体积的1/5。
4、原理:化学方程式： 4P + 5O2 2P2O5
5、注意事项：
（1）、所用的红磷必须过量。（否则测量结果偏小）
（2）、要等集气瓶（装置）冷却后才能打开弹簧夹。（否则测量结果偏小）
（3）、装置的气密性要好。（否则测量结果偏小）
（4）预先在导管中装满水.（否则测量结果偏小）
（5）、要先夹住橡皮管，然后再点红磷。（否则测量结果偏大）
（6）、点燃的红磷要迅速的伸入集气瓶内，盖好胶塞。（否则测量结果偏大）
思考：可否换用木炭、硫磺，镁条等物质？如能，应怎样操作？
答：不能用木炭或蜡烛（燃烧产生了气体，瓶内体积变化小），不能用铁（铁在空气中不能燃烧），镁还能与空气中氮气和二氧化碳反应。
空气成分的划分（按体积分数）：
氮气（N2）78%，氧气（O2）21%（氮气比氧气约为4：1），稀有气体0.94%，
二氧化碳（CO2）0.03%，其它气体和杂质0.03%。
空气的成分以氮气和氧气为主，属于混合物。
四、空气是一种宝贵的资源
1、氮气：无色、无味的气体，不溶于水，不燃烧也不支持燃烧，不能供给呼吸，化学性质不活泼。
2、稀有气体：无色、无味的气体，通电时能发出不同颜色的光，化学性质很不活泼。
用途：
氧气 ①动植物呼吸②医疗急救③金属切割④炼钢⑤宇宙航行等
氮气 ①超导实验车②化工原料③作保护气④食品充氮作防腐剂⑤焊接金属的保护气⑥充入氮气的灯泡能延长使用寿命
稀有气体 ①作保护气②制多种用途的电光源③代替氢气填充气球更安全④激光技术⑤液氦冷冻机等
五．空气的污染及防治。
1、 造成空气污染的物质：有害气体（一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2））臭氧和可吸入颗粒物，细颗粒物。
2、污染来源：空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧，石油化工厂排放的废气及汽车排放的尾气。
3、被污染的空气带来的危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
存在的环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起）、臭氧空洞（飞机的尾气、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）。
4、防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。
六、未来化学将朝着“绿色化学”——“绿色消毁”和“绿色生产”的方向发展。核心是利用化学原理从源头消除污染。
特点：①充分利用资源和能源，原料无毒无害
②减少向环境排放废物
③原料中的原子全部被消纳，实现零排放（在化合反应中体现）
④生产出环境友好产品。见教材P32。
氧气
氧气的物理性质
1、色、味、态：通常情况下，是无色无味的气体；
2、密度：标准状况下，密度为1.429g/L，略大于空气。（可用向上排空法）
3、溶解性：氧气不易溶于水。（可用排水法收集），
4、三态变化：降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。
二、氧气的化学性质
（一）与非金属（碳、硫、磷）的反应
1、木炭（黑色固体）燃烧
实验现象：在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种无色无味气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。
化学方程式 C + O2 CO2
做木炭燃烧实验时，燃烧匙应慢慢从瓶口向瓶底伸入（充分利用瓶内的氧气）。
2、硫粉（淡黄色）燃烧：
实验现象：在空气：发出微弱的淡蓝色火焰；放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
在氧气: 发出明亮的蓝紫色的火焰, 放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
化学方程式 S + O2 SO2
实验时，要在瓶底装少量水（吸收二氧化硫，防止污染空气）。
3、红磷（暗红色固体）的燃烧
实验现象：在空气中：发出黄白色火焰，放出热量，生成大量白烟
在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成大量的白烟
化学方程式：4P + 5O2 2P2O5
注意：五氧化二磷（P2O5）是固体，不是气体
（二）与金属（镁、铁）的反应
1、镁带（银白色固体）在空气中燃烧
实验现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色粉末状固体。
化学方程式：2Mg + O2 2MgO
2铁丝（银白色固体）在氧气中燃烧
实验现象：剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。
化学方程式：3Fe + 2O2 Fe3O4
注意：集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水，防止生成的固体物质溅落瓶底，致使集气瓶炸裂。铁丝在空气中不能燃烧
（三）与某些化合物（蜡烛、甲烷）的反应——产物均为：二氧化碳和水
实验现象：比空气中燃烧剧烈，发出白光，集气瓶内壁出现水珠，有使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。
文字表达式：石蜡+ 氧气（O2） (
点燃
)二氧化碳（CO2）+ 水（H2O）
空气中燃烧情况：燃烧产生黄色火焰，放热，稍有黑烟。
（四）其他物质与氧气的反应
某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，成为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。
如：动植物新陈代谢，金属的锈蚀，食物的腐烂、酒醋的酿造、农家肥的腐熟等等。
总结：
1、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应并放出大量的热。在这些反应中，氧气提供氧，称为氧化反应。氧气便是常见的氧化剂；具有氧化性。
2、物质在纯氧气中燃烧程度比空气中燃烧要剧烈。说明物质燃烧程度，与氧气的浓度大小成正比；
3、物质燃烧时有的有火焰，有的会发光，有的会冒烟。一般来说，气体燃烧会有火焰产生，固体直接燃烧，产生光或者火星。生成物有固体，一般都会产生烟，即固体小颗粒；
4、物质与氧气反应不一定是燃烧现象，如缓慢氧化。
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