资源简介

(共40张PPT)
鲁教版化学(新教材)九年级上册
第一节 空气的组成
第2课时 空气的利用与质量监测
第四单元 我们周围的空气
学习内容导览
关注空气质量
2
空气是一种重要的资源
1
明·学习目标
1.从宏观上认识空气的组成与作用，结合分离液态空气法的微观动画，初步建立 “宏观现象 - 微观变化” 的关联思维。
2.通过 “探究不同气体样本中二氧化碳含量差异” 的实验，掌握 “提出猜想 - 规范操作 - 观察记录 - 分析结论” 的探究流程，提升实验操作与数据分析能力。
3.熟悉空气质量报告的核心内容，结合雾霾危害、空气污染防治等内容，树立关注空气质量、主动参与环境保护的责任意识，形成严谨求实的科学态度。
引·新课导入
工业制氧车间
霓虹灯夜景
雾霾天气
我们的生活处处都有空气，同样是空气，为何既能支撑生产生活，又会威胁健康？
今天我们从空气的资源价值和空气质量监测与保护双维度探究空气的奥秘。
空气是一种
重要的资源
01
探·知识奥秘
一、空气是一种重要的资源
维持生命呼吸：氧气是人类和动物呼吸过程中不可或缺的气体，通过呼吸系统进入体内，参与细胞的有氧呼吸，为身体各项生理活动提供能量，保障生命的正常运转。
医疗急救支持：在医疗领域，氧气常用于急救场景，如呼吸困难、心肺功能衰竭等病症的患者，通过吸氧可以提高血液中的氧含量，缓解缺氧症状，挽救生命。同时，氧气也用于麻醉、手术等医疗过程中。
氧气的作用
探·知识奥秘
一、空气是一种重要的资源
工业生产助力：许多工业生产过程离不开氧气，例如钢铁冶炼中，氧气用于提高燃烧温度，加速冶炼反应；化工生产中，氧气作为氧化剂参与多种化学反应，生产化肥、合成材料等产品；此外，氧气还可用于污水处理、纸浆漂白等工艺。
日常生活应用：在日常生活中，氧气也有广泛应用。如潜水运动中，潜水员需要携带氧气瓶提供呼吸所需；登山时，高海拔地区氧气稀薄，登山者可能会使用氧气瓶来补充氧气；另外，一些保健场所也会提供吸氧服务，帮助人们缓解疲劳、改善睡眠等。
氧气的作用
探·知识奥秘
一、空气是一种重要的资源
氧气和空气中其他成分都有重要作用，我们如何获取大量的氧气和其他气体呢？
我们学习过电解水可以产生氢气和氧气，可以用这个方法来大量制取生活用氧么？
电解水过于
耗费能量，
无法大量制
取。
空气中有大量的氧气和其他气体，我们如何利用空气生产大量的氧气和其他气体呢？
在工业上，主要是通过降温加压使空气液化，然后使液态空气升温，利用空气中氧气、氮气、稀有气体的沸点不同，使它们在不同温度下分别气化，从而逐一从空气中分离出来。
探·知识奥秘
一、空气是一种重要的资源
分离液态空气法
观看视频并思考：
分离液态空气法的步骤是什么？
利用了什么原理？
离液态空气法属于物理变化还是化学变化？
小组内交流讨论一下。
探·知识奥秘
一、空气是一种重要的资源
分离液态空气法
空气
压缩降温
液态空气
蒸发
（先氮气后氧气）
各成分分离
-196℃ 氮气
-183℃ 氧气
变化： 。
原理： 。
空气中各成分的沸点不同
在分离的过程中没有新物质生成，属于物理变化
总结要点
分子种类未改变
探·知识奥秘
一、空气是一种重要的资源
空气中各成分的用途
思考与讨论：
我们刚上课的时候已经了解了氧气的用途，空气中其他成分在生活中有什么用途呢？自主阅读课本后组内分享。
氮气的用途
工业上生产氨气、硝酸和氮肥的重要原料
食品包装袋中充入氮气可避免食品挤压破碎，还可以防腐
液态氮气是很好的制冷剂，可用于冷藏血液
氮气在通常状况下是一种无色、无味的气体，难溶于水。
探·知识奥秘
一、空气是一种重要的资源
稀有气体的用途
稀有气体(包括氦、氖、氩、氪、氙、氡)在通常条件下几乎不与任何物质发生化学反应。
稀有气体化学性质稳定，用作工业生产和科学实验中的保护气。
稀有气体在通电时可以发出各种不同颜色的光，可被填充在灯管中，用于制造多种用途的电光源
将灯管中充入不同稀有气体混合，就可以得到五颜六色的霓虹灯，氖灯发出橙红色光，若充入不同气体会显示不同颜色，比如二氧化碳（白光）、氦气（粉红色光）、汞蒸气（蓝光）、氢气（红光）等。稀有气体能制成不同电光源应用在生活，如氪灯具有极强的穿透力，可用于机场跑道、港口和车站灯标等；[7]氙灯的发光强度较强，照射距离远，常用在导航灯、探照灯等；把氪气与氙气混合，常用在高强度和短曝光的频闪灯。
化学性质
物理性质
探·知识奥秘
一、空气是一种重要的资源
连连看：
用线段分别将氧气、氮气和稀有气体与他们的组成、性质、用途连接起来。
化学性质不活泼
无色无味气体
由氧元素组成
供给呼吸
用作保护气
合成氮肥
制造多种电光源
支持燃烧
氮气
稀有气体
氧气
探·知识奥秘
一、空气是一种重要的资源
气体 性质 用途
氧气 能供给呼吸 动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等
支持燃烧 炼钢、气焊、航空航天、化工生产等
氮气 在一定条件下可以发生反应 制造硝酸和氮肥
化学性质不活泼 常用作保护气（焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以防腐）
液氮的温度很低 医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能
稀有气体 化学性质很不活泼 可用作保护气。其中氦气还因为密度远小于空气而用于填充探空气球
通电时能发出不同颜色的光 可制成多种用途的电光源，如航标灯、照明灯、霓虹灯等
理·核心要点
空气是一种
重要的资源
空气各成分的性质
及其用途
分离液态空气法
过程：空气→压缩降温→液态空气→蒸发→各成分分离
顺序：氮气→氩气→氧气
原理：各成分沸点不同
变化：在分离的过程中没有新物质生成，属于物理变化
氧气
氮气
稀有
气体
供给呼吸：动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等
支持燃烧：炼钢、气焊、航空航天、化工生产等
在一定条件下可以发生反应：制造硝酸和氮肥
化学性质不活泼：常用作保护气（焊接金属的保护气、食品包装中充氮气以防腐）
液氮的温度很低：医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术，超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能
化学性质很不活泼：可用作保护气。其中氦气还因为密度远小于空气而用于填充探空气球
通电时能发出不同颜色的光：可制成多种用途的电光源，如航标灯、照明灯、霓虹灯等
1．下列物质的性质与用途不具有对应关系的是（ ）
A．活性炭有吸附性，可用于净水
B．氧气有助燃性，可用于医疗急救
C．氮气化学性质不活泼，可用作保护气
D．稀有气体通电时发出不同颜色的光，可用作电光源
析·典型范例
B
2．物质的性质决定其用途。下列物质的用途中，利用其物理性质的是（ ）
A．酒精用于酒精灯燃料
B．稀有气体用于制作电光源
C．氧气用于供给呼吸
D．氮气用作充氮包装，保存食品
析·典型范例
B
关注空气质量
02
探·知识奥秘
二、关注空气质量
空气污染
对我们生活的危害极其严重
探·知识奥秘
二、关注空气质量
通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。但随着人类活动的增加，特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断地排放，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。空气质量状况随时间和地点的不同而有所不同。
不同地区和场所，因多种因素影响，二氧化碳含量并不相同，具有一定的差异性。
如何探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异呢？
探·知识奥秘
二、关注空气质量
实验目的：探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异
实验准备：利用课余时间，用塑料矿泉水瓶收集至少2种气体样本，如清晨公园或树林中的空气、人流密集商场中的空气、空旷操场中的空气、教室中的空气等，留作课堂实验时使用。
实验注意事项：收集气体样本的过程中一定要注意安全，切不可使自己置身于危险中。
用二氧化碳检测仪测量不同气体样本中二氧化碳的含量，记录实验数据。
如果实验室中没有二氧化碳检测仪，你能否通过化学实验判断不同气体样本中二氧化碳含量的差异 已知通常情况下，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。请你设计并完成实验，记录实验现象。
探·知识奥秘
二、关注空气质量
下表中同学们经过测量后，记录了济南市某公园、商场和教室中的二氧化碳的体积分数，分析数据，你能从中得到什么结论？
气体来源 实验数据 （二氧化碳体积分数） 实验结论
公园 约 0.04%
教室（人员密集时） 约 0.15%
商场（人员密集时） 约 0.2%
公园空气中二氧化碳含量较低
教室人员密集，二氧化碳含量高于公园
商场人员密集且相对封闭，
二氧化碳含量高于公园和教室
探·知识奥秘
二、关注空气质量
实验室中没有二氧化碳检测仪，其他小组同学使用澄清石灰水，在相同地点相同时刻进行了气体收集并检测，下表为他们所观察到的现象。
气体来源 实验现象 实验结论
公园 澄清石灰水无明显浑浊
教室（人员密集时） 澄清石灰水变浑浊
商场（人员密集时） 澄清石灰水明显浑浊
公园空气中二氧化碳含量低，使澄清石灰水变浑浊的程度极弱
教室空气中二氧化碳含量较高，能使澄清石灰水变浑浊
商场空气中二氧化碳含量高，使澄清石灰水变浑浊的程度更显著
探·知识奥秘
二、关注空气质量
思考与讨论：
在实验步骤3中，为使实验结果尽可能准确，应如何控制实验变量
控制变量
取等量的澄清石灰水，确保石灰水的量相同，避免因石灰水量不同对浑浊程度判断产生影响。
通入气体的速率和时间相同，保证相同时间内通入气体的量一致，使实验条件更统一。
实验在相同的温度、压强等环境条件下进行，减少环境因素对实验结果的干扰。
探·知识奥秘
二、关注空气质量
目前，有关部门通过各种媒体向社会发布空气质量报告，以使民众及时了解当地和全国各主要城市的空气质量状况。
同住大山东，空气质量竟如此不同！图为山东省2017年度PM2.5年均浓度报告。
探·知识奥秘
二、关注空气质量
认识空气质量报告
下表列出了三个城市某一天的空气质量报告。表中的空气质量指数(AQI)是将几种空气污染物的含量按一定的方法处理成0～500之间的数字，用以定量描述空气质量状况的指数。目前，计入空气质量评价的主要污染物为二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、可吸入颗粒物(指直径不超过10微米的颗粒物，称PM10)、细颗粒物(指直径不超过2.5微米的颗粒物，称PM2.5)等。
空气质量报告的主要内容是什么
空气质量指数级别与空气质量状况存在什么关系
探·知识奥秘
二、关注空气质量
认识空气质量报告
空气质量指数（AQI）是定量描述空气质量状况的无量纲指数，数值越大，说明空气污染状况越严重，对人体健康的危害也就越大。AQI（0-50 优、51-100 良、101-150 轻度污染）
在监测时段内，对空气质量污染程度贡献最大的污染物。
依据空气质量指数的大小，将空气质量划分为不同级别，级别数越大，空气质量越差。
是对空气质量级别的通俗化描述，方便公众直观了解空气质量状况，如 “优”“良”“严重污染” 等。
探·知识奥秘
二、关注空气质量
认识空气质量报告
A 城市：空气质量指数为 22，级别一级，类别优，无首要污染物，空气质量状况良好。
B 城市：空气质量指数高达 335，级别六级，类别严重污染，首要污染物为PM10，污染情况严峻。
C 城市：空气质量指数 66，级别二级，类别良，首要污染物为O3，空气质量尚可但有提升空间。
探·知识奥秘
二、关注空气质量
不同污染物的危害
SO2是形成酸雨的主要 “元凶” 之一，酸雨会腐蚀建筑物、古迹，破坏土壤和水体的酸碱度，导致农作物减产、森林枯萎，危害水生生物生存。
SO2
比 SO2的毒性更强，能深入呼吸道深部，刺激肺泡组织，引发肺水肿、支气管炎等疾病，长期暴露会降低人体免疫力，增加肺癌的发病风险；还可能导致儿童肺部发育受损，影响其呼吸系统功能。
NO2
CO 是一种剧毒气体，无色、无味、无刺激性，易与人体血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，导致血红蛋白无法携带氧气，造成人体组织缺氧。
CO
探·知识奥秘
二、关注空气质量
不同污染物的危害
臭氧具有强氧化性，会刺激眼睛、呼吸道黏膜，导致眼睛干涩、咳嗽、胸闷、呼吸困难，诱发哮喘发作；长期暴露会损伤肺部细胞，降低肺功能，加速肺部老化。
O3
PM10 粒径较大（2.5-10 微米），主要沉积在人体上呼吸道（鼻腔、咽喉），刺激黏膜，引发鼻炎、咽炎等疾病；部分细小颗粒可进入下呼吸道，长期暴露会增加慢性支气管炎、肺气肿等疾病的发病风险
PM10
PM2.5是导致雾霾天气的“元凶”，粒径极小，可穿透人体呼吸道屏障，直接进入肺部深处。长期暴露会导致慢性阻塞性肺疾病、肺癌、心血管疾病、糖尿病等疾病的发病风险显著升高
PM2.5
探·知识奥秘
二、关注空气质量
认识空气质量报告
如何针对A、B、C三个城市的空气状况，提出合理化建议？
对于 B 城市，需加强对产生PM10污染源的管控，比如工地扬尘治理，增加道路清扫和洒水频次，限制高污染车辆行驶等；同时可加大绿化力度，利用植物吸附粉尘。
C 城市要关注臭氧生成的相关因素，如减少挥发性有机物和氮氧化物的排放，在臭氧污染高发时段，合理调整工业生产和交通运输等活动。
整体而言，各城市都应持续推进清洁能源的使用，提高能源利用效率，从源头减少污染物排放，同时加强空气质量监测和预警，以便及时采取应对措施。
探·知识奥秘
二、关注空气质量
空气质量级别对人体健康的影响
空气是人类赖以生存的基础，每一次呼吸都离不开清洁的空气，它直接维系着人体呼吸系统健康、心血管功能正常运转，更是保障生态系统稳定、农作物生长与动植物存活的关键。
守护空气环境需每个人参与，少开一次车、拒绝露天焚烧、选择清洁能源，从点滴行动减少污染，方能让我们持续呼吸到清新空气，守护共同的蓝天。
理·核心要点
关注空气质量
空气质量报告
空气污染物
1.空气质量指数(AQI)是将几种空气污染物的含量按一定的方法处理成0～500之间的数字，用以定量描述空气质量状况的指数。
2.目前，计入空气质量评价的主要污染物为二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、可吸入颗粒物(指直径不超过10微米的颗粒物，称PM10)、细颗粒物(指直径不超过2.5微米的颗粒物，称PM2.5)等。
3.依据空气质量指数的大小，将空气质量划分为不同级别，级别数越大，空气质量越差。
SO2：主源工业燃煤 / 冶炼，致酸雨与呼吸道损伤
NO2：主源交通尾气，促光化学烟雾与肺部疾病
PM10（≤10μm）：主源扬尘 / 工业粉尘，沉积上呼吸道
气态污染物
颗粒物
CO：主源燃油不完全燃烧，具血液毒性
O3：二次污染物，强氧化性伤皮肤与肺
PM2.5（≤2.5μm）：含一次排放（燃煤 / 尾气）与二次生成（气态污染物转化），穿透肺泡入血，关联心肺疾病
1．走绿色发展道路，既要金山银山又要绿水青山。下列关于环境方面的知识不正确的是（ ）
A．积极植树造林、种草以保护环境
B．臭氧层破坏和酸雨等与空气污染有关
C．倡导绿色出行，节能减排
D．空气质量指数的项目主要有SO2、CO2、NO、可吸入颗粒物等
析·典型范例
D
2．空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是（ ）
A．氮气没有被列入空气质量监测项目
B．禁止燃放烟花爆竹，可以减少空气污染
C．空气质量报告中所列的空气质量级别越小，空气质量越好
D．空气的成分按质量计算，氧气大约占21%
析·典型范例
D
理·核心要点
关注空气质量
空气质量报告
主要污染物
空气是一种重要的资源
分离液态空气法
空气的性质
与用途
空气的利用与质量监测
过程：空气→压缩降温→液态空气→蒸发→各成分分离
顺序：氮气→氩气→氧气
原理：各成分沸点不同
变化：在分离的过程中没有新物质生成，属于物理变化
氧气
供给呼吸：动植物呼吸、潜水、登山、医疗急救等
支持燃烧：炼钢、气焊、航空航天、化工生产等
氮气
在一定条件下可以发生反应：制造硝酸和氮肥
化学性质不活泼：常用作保护气
液氮的温度很低：液氮冷冻麻醉，超导材料在低温环境下能显示超导性能
稀有
气体
化学性质很不活泼：可用作保护气。其中氦气还因为密度小于空气而用于探空气球
通电时能发出不同颜色的光：可制成多种用途的电光源
计入空气质量评价的主要污染物为二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、可吸入颗粒物(指直径不超过10微米的颗粒物，称PM10)、细颗粒物(指直径不超过2.5微米的颗粒物，称PM2.5)等。
SO2：主源工业燃煤 / 冶炼，致酸雨与呼吸道损伤
NO2：主源交通尾气，促光化学烟雾与肺部疾病
PM2.5（≤2.5μm）：燃煤 / 尾气与气态污染物转化，穿透肺泡入血，关联心肺疾病
1.空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是（　 ）
A．空气中氧气的体积分数约为21%
B．食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期
C．稀有气体充入灯泡中可制成五彩的霓虹灯
D．空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，因此二氧化碳属于空气污染物
练·技能实战
D
2.2025春晚歌曲《山鹰和兰花花》传达了对自然环境的关注，下列有关空气的描述正确的是（　 ）
A．酸雨是因为大量排放二氧化硫、二氧化碳气体引起的
B．空气质量指数越大，空气质量状况越好
C．温室效应是大量排放二氧化碳引起的，因此二氧化碳是空气污染物
D．氮气化学性质稳定可作保护气
练·技能实战
D
THANKS!
谢谢观看第一节 空气的组成
第2课时 空气的利用与质量监测
一、知识目标
1.了解空气各成分（氧气、氮气、稀有气体）的性质和用途，掌握分离液态空气法的原理、过程及所属变化类型。
2.学会探究不同气体样本中二氧化碳含量差异的实验方法，掌握实验操作和数据处理，熟悉空气质量报告的核心内容（空气质量指数、主要污染物等）。
3.了解常见空气污染物（、、、、、）的来源、危害及防治措施。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识空气的组成和用途，结合分离液态空气法的微观动画，建立“宏观现象 - 微观变化”的关联思维。
2.证据推理与模型认知：通过“探究不同气体样本中二氧化碳含量差异”的实验，掌握科学探究流程，提升实验操作与数据分析能力。
3.科学探究与创新意识：熟悉空气质量报告，结合雾霾危害和空气污染防治内容，树立关注空气质量、主动参与环境保护的责任意识，形成严谨求实的科学态度。
一、教学重点
1.空气各成分的性质和用途。
2.分离液态空气法的原理和过程。
3.空气质量报告的内容及常见污染物的危害。
二、教学难点
1.设计探究不同气体样本中二氧化碳含量差异的实验。
2.根据空气质量状况提出合理的防治建议。
本节教学内容源于鲁教版2024年版九年级化学上册第四单元第一节《空气的组成》第2课时《空气的利用与质量监测》。空气是学生在化学学习中系统接触和研究的第一种物质，本节内容是在学生了解空气组成的基础上，进一步探究空气的利用价值和空气质量监测等知识，具有承上启下的重要作用。它不仅能加深学生对空气的认识，还为后续学习氧气、二氧化碳等具体物质的性质和用途奠定基础。
按照课程标准要求，本课时安排了空气是一种重要的资源和关注空气质量两部分内容。教材首先通过展示工业制氧车间、霓虹灯夜景、雾霾天气等图片，引发学生思考空气的不同作用，进而详细介绍氧气、氮气、稀有气体的用途以及分离液态空气法。然后引导学生关注空气质量问题，包括空气污染的危害、探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异、认识空气质量报告及不同污染物的危害等内容。
教材通过大量的实例和实验，让学生直观地感受空气与生活的紧密联系，培养学生的科学探究能力和环保意识。
教学对象是九年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能，对空气的组成有了初步的了解，但对于空气各成分的具体用途和空气质量问题的认识还比较肤浅。在思维方面，学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，需要通过具体的实例和实验来帮助他们理解抽象的化学概念和原理。 在学习兴趣上，学生对生活中的化学现象充满好奇，对与生活密切相关的空气利用和空气质量问题有较高的关注度。
但在学习过程中，他们可能会遇到一些困难，如对分离液态空气法的原理理解不够深入，对空气质量报告中各项指标的含义理解不准确等。因此，在教学中应结合学生的实际情况，采用直观教学、实验探究等多种教学方法，引导学生积极参与课堂活动，帮助他们突破学习难点。
同时，要注重培养学生的自主学习能力和合作探究精神，让学生在学习过程中逐渐形成科学的思维方式和环保意识。
教学环节一 新课导入
【创设情境】同学们，老师先给大家展示几张图片。（展示工业制氧车间、霓虹灯夜景、雾霾天气的图片）大家可以看到，这些场景都和空气息息相关。我们每天都在呼吸空气，空气就像一位无声的守护者，时刻陪伴着我们。在工业制氧车间里，空气仿佛被赋予了神奇的魔法，能变成我们需要的氧气；霓虹灯绚丽多彩的光芒，也是在空气成分的助力下才得以呈现；然而，雾霾天气却让我们感受到了空气可能带来的威胁。
【问题】同样是空气，为何既能支撑生产生活，又会威胁健康呢？这背后究竟隐藏着怎样的奥秘呢？今天，就让我们从空气的资源价值和空气质量监测与保护这两个维度，一起去揭开空气的神秘面纱。
设计意图
1. 激发学习兴趣，聚焦课堂注意力：课堂导入展示的工业制氧车间、霓虹灯夜景、雾霾天气图片，具有强烈的视觉冲击力。工业制氧车间的工业化场景、霓虹灯的绚丽色彩与雾霾天气的灰暗形成鲜明对比，能快速吸引九年级学生的目光。处于该年龄段的学生对直观、新奇的事物充满好奇，这些图片打破了传统导入的枯燥，让学生迅速将注意力集中到课堂上，激发他们对 “空气为何有不同作用” 的探索欲望，为后续教学奠定良好的注意力基础。
2. 搭建生活与化学桥梁，凸显学科实用性：所选图片均源自生产生活实际，工业制氧与工业生产相关，霓虹灯是日常生活中常见的景观，雾霾天气更是学生可能亲身经历的环境问题。通过这些贴近生活的场景，能让学生直观感受到化学知识并非抽象理论，而是与生活紧密相连。帮助学生认识到空气相关知识在实际生活中的应用，进而理解化学学科的实用性，增强学习化学的内在动力。
3. 巧设问题情境，明确学习方向：导入环节提出 “同样是空气，为何既能支撑生产生活，又会威胁健康” 的问题，精准抓住了学生的认知困惑点。该问题引导学生从矛盾角度思考空气的双重属性，自然引出本节课 “空气的资源价值” 和 “空气质量监测与保护” 两大学习维度。让学生带着明确的问题开启新知识探索，避免学习的盲目性，提高学习的主动性和针对性，使后续学习更具方向性。
教学环节二 空气是一种重要的资源
活动一：氧气的作用
【情境引入】展示工业制氧车间、霓虹灯夜景、雾霾天气的图片，提问：“我们的生活处处都有空气，同样是空气，为何既能支撑生产生活，又会威胁健康？今天我们就从空气的资源价值方面来探究空气的奥秘。”
【问题】氧气在我们的生活中有哪些重要作用呢？
【学生思考】学生结合生活常识和已学知识，尝试回答氧气的作用，如呼吸、支持燃烧等。
【讲解】教师总结学生的回答，阐述氧气在维持生命呼吸、医疗急救支持、工业生产助力、日常生活应用等方面的作用，强调氧气在各个领域的关键作用，如在钢铁冶炼中，氧气用于提高燃烧温度，加速冶炼反应等。
【归纳总结】总结氧气的作用：氧气是人类和动物呼吸过程中不可或缺的气体，能参与细胞的有氧呼吸，为身体提供能量；在医疗领域，常用于急救、麻醉、手术等；在工业生产中，是许多生产过程的重要原料；在日常生活中，也有广泛的应用，如潜水、登山等。
设计意图
1. 多形式互动，培养综合学习能力：设计自主阅读与小组讨论相结合的形式，自主阅读能让学生独立梳理课件中氧气作用的基础信息，锻炼提取关键内容的自主学习能力；小组讨论则为学生提供了交流平台，在讨论中，学生需清晰表达自己的观点，同时倾听他人想法，不仅提升了语言表达能力，还培养了合作交流意识，让学生在互动中完善对氧气作用的认知，实现综合学习能力的提升。
2. 结合实例讲解，深化知识理解记忆：在师生交互环节，教师结合钢铁冶炼中氧气提高燃烧温度等具体实例，对学生回答进行点评和补充。九年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡阶段，具体实例能将抽象的 “氧气作用” 转化为可感知的场景，帮助学生更好地理解氧气在不同领域的关键作用。通过实例强化记忆，使学生对氧气用途的记忆更深刻、持久，避免死记硬背。
3. 即时对应训练，巩固知识掌握：设置的两道对应训练题，针对性地考查氧气用途的易错点，如 “氧气是否可作燃料”“能否用于灯泡延长寿命”。在讲解完氧气作用后即时进行训练，能快速检验学生的知识掌握程度，让学生及时发现自身理解偏差。同时，教师通过解析题目，进一步强化氧气的性质（助燃性、氧化性）与用途的关联，帮助学生夯实基础，确保知识掌握的准确性。
活动二：分离液态空气法
【情境引入】提出问题：“氧气和空气中其他成分都有重要作用，我们如何获取大量的氧气和其他气体呢？我们学习过电解水可以产生氢气和氧气，可以用这个方法来大量制取生活用氧么？”引导学生思考。
【问题】电解水制取氧气有什么缺点？工业上是如何从空气中分离出氧气和其他气体的？
【学生思考】学生回答电解水制取氧气过于耗费能量，无法大量制取。
【教师活动】教师播放分离液态空气法的视频，指导学生观看视频并记录关键信息。
【学生思考】思考电解水的局限性，并观看分离液态空气法的视频，然后小组内交流讨论分离液态空气法的步骤、原理以及属于物理变化还是化学变化。
【讲解】总结分离液态空气法的过程：先将空气压缩降温使其液化，然后使液态空气升温，利用空气中氧气、氮气、稀有气体的沸点不同，使它们在不同温度下分别气化，从而逐一从空气中分离出来。强调该过程中没有新物质生成，属于物理变化。
设计意图
1. 问题链引导，发展逻辑思维能力：以 “如何获取大量氧气”“电解水制氧的缺点”“工业制氧方法” 构建问题链，层层递进引导学生思考。首先让学生意识到现有制氧方法的局限性，再自然过渡到工业制氧方法的探究。该过程促使学生逐步分析问题、解决问题，在思考电解水耗费能量、分离液态空气法原理等问题中，培养逻辑推理能力，让学生学会从实际需求出发，推导合理的解决方案。
2. 视频辅助教学，突破知识理解难点：分离液态空气法的原理和过程较为抽象，仅靠文字描述学生难以理解。播放相关视频，能将 “空气压缩降温液化”“升温气化分离” 的过程直观呈现，让学生清晰看到不同成分因沸点不同而逐一分离的现象。视频的动态展示符合九年级学生形象思维占比仍较高的特点，帮助学生突破对抽象原理的理解难点，更轻松地掌握该方法的过程和原理。
3. 结合对应训练，强化知识应用：两道对应训练题分别考查工业制氧方法和变化类型，题目设置紧密围绕本节课重点。通过训练，让学生将所学的分离液态空气法知识应用到具体题目中，检验对 “工业制氧首选方法”“物理变化判断依据” 等知识点的掌握情况。同时，解析过程进一步强调实验室制氧与工业制氧的区别、物理变化与化学变化的本质差异，帮助学生理清知识脉络，强化知识的实际应用能力。
活动三：空气中各成分的用途
【情境引入】提问：“我们已经了解了氧气的用途，那么空气中其他成分在生活中有什么用途呢？”
【问题】请同学们自主阅读课本后组内分享氮气和稀有气体的用途。
【学生思考】学生自主阅读课本相关内容，然后在小组内交流分享氮气和稀有气体的用途。
【教师活动】学生分组交流分享，教师巡视各小组，倾听学生的讨论，并适时给予指导。
【学生思考】各小组推选代表进行全班汇报，教师对学生的汇报进行点评和补充。
【讲解】总结氮气和稀有气体的用途：氮气是工业上生产氨气、硝酸和氮肥的重要原料，可用于食品防腐、冷藏血液等；稀有气体化学性质稳定，可用作保护气，通电时能发出不同颜色的光，可用于制造多种电光源。
设计意图
1. 自主阅读课本，提升信息提取能力：学生自主阅读课本获取氮气和稀有气体的用途，该过程要求学生主动浏览文本内容，筛选关键信息，如氮气用于食品防腐、稀有气体用作保护气等。九年级学生需要逐步培养自主学习能力，自主阅读能让他们摆脱对教师的依赖，学会从教材中挖掘知识，提升信息提取和归纳总结的能力，为后续更高层次的学习奠定基础。
2. 小组交流分享，促进知识互补完善：组交流环节，学生将自主阅读获取的知识在组内分享。由于每个学生的信息提取重点和理解程度不同，分享过程中，学生能了解到同伴发现的自己未注意到的知识点，如氮气还可用于冷藏血液、稀有气体能制造多种电光源等。通过相互补充，学生对氮气和稀有气体用途的认知更加全面、系统，同时也在交流中学会尊重他人观点，培养合作学习精神。
3. 对应训练检验，夯实知识记忆：对应训练题针对氮气和稀有气体用途的易错点设计，如 “氮气能否作燃料”“稀有气体是否无用途”。在学生自主学习和交流后进行训练，既能快速检验学习效果，又能帮助学生纠正错误认知。教师通过解析题目，再次强调氮气化学性质不活泼、稀有气体用途广泛等核心知识点，强化学生对知识的记忆，确保学生准确掌握空气中各成分的用途。
【对应训练1】下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A．活性炭有吸附性，可用于净水
B．氧气有助燃性，可用于医疗急救
C．氮气化学性质不活泼，可用作保护气
D．稀有气体通电时发出不同颜色的光，可用作电光源
【答案】B
【详解】A、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，可用于净水，不符合题意；
B、氧气具有氧化性，能供给呼吸，可用于医疗急救，符合题意；
C、氮气化学性质不活泼，可用作保护气，如可填充于食品包装中用于防腐，不符合题意；
D、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用作不同用途的电光源，不符合题意。
故选B。
【对应训练2】物质的性质决定其用途。下列物质的用途中，利用其物理性质的是
A．酒精用于酒精灯燃料 B．稀有气体用于制作电光源
C．氧气用于供给呼吸 D．氮气用作充氮包装，保存食品
【答案】B
【详解】A、酒精作为燃料是利用其可燃性，燃烧时酒精与氧气反应生成二氧化碳和水，发生化学变化，属于化学性质。不符合题意。
B、稀有气体（如氖气、氩气）在通电时发出不同颜色的光。不涉及新物质生成，属于物理变化，因此利用的是物理性质。符合题意。
C、氧气供给呼吸时，氧气转化为二氧化碳等，发生化学变化，属于化学性质（氧化性）。不符合题意。
D、氮气用于食品包装是利用其化学稳定性（不易与其他物质反应），防止食品氧化变质，属于化学性质。不符合题意。
故选B。
教学环节三 关注空气质量
活动四：空气污染的危害
【问题】展示雾霾天气等空气污染对生活造成危害的图片，提问：“空气对我们的生活至关重要，但空气污染对我们生活的危害极其严重，你能举例说明空气污染带来的危害吗？”
【学生思考】学生结合生活实际和图片，思考空气污染的原因。
【问题】为什么会出现空气污染？空气污染会对我们的生活产生哪些具体的危害？
【学生思考】学生分组讨论，教师巡视各小组，引导学生从工业生产、交通运输等方面分析空气污染的原因，从对人体健康、环境等方面分析危害。
【讲解】
设计意图
1. 图片直观呈现，增强环保危机意识：展示雾霾天气等空气污染危害的图片，将空气污染对生活的影响以直观的视觉形式呈现，如灰暗的天空、人们佩戴口罩出行等场景。这些图片与学生的生活体验相关，能让学生真切感受到空气污染并非遥远的概念，而是切实影响自身生活和健康的问题，从而引发情感共鸣，增强环保危机意识，为后续学习空气污染防治知识奠定思想基础。
2. 小组讨论分析，提升问题探究能力：组织学生围绕 “空气污染原因”“危害” 进行小组讨论，引导学生从工业生产、交通运输等多角度分析原因，从人体健康、生态环境等方面思考危害。在讨论过程中，学生需要调动已有生活经验和知识储备，相互启发、共同探究。该环节不仅让学生更全面地认识空气污染问题，还能提升分析问题、探究问题的能力，培养逻辑思维和团队协作能力。
3. 对应训练辨析，明确污染物范畴：对应训练题考查 “空气污染物判断”“无污染行为识别”，通过题目让学生明确二氧化碳不属于空气污染物、植物光合作用不会造成空气污染等关键知识点。在讨论后进行训练，能帮助学生梳理知识，纠正可能存在的认知误区，如将二氧化碳归为污染物的错误观念。同时，强化学生对空气污染来源和污染物的认识，为后续学习空气污染防治措施做好铺垫。
活动五：探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异
【问题】提出问题：“通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定，但不同地区和场所，二氧化碳含量并不相同，具有一定的差异性。如何探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异呢？”请同学们设计实验来探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异。
【学生思考】学生根据已有的知识和课件中提供的信息，设计实验方案，然后在小组内讨论方案的可行性。各小组推选代表汇报实验方案，其他小组可以提出质疑和建议，教师进行点评和总结。
【教师总结】可以用二氧化碳检测仪测量不同气体样本中二氧化碳的含量，也可以通过向等量的澄清石灰水中通入相同时间和速率的不同气体样本，观察澄清石灰水的浑浊程度来判断二氧化碳含量的差异。强调实验过程中要控制变量，如取等量的澄清石灰水、通入气体的速率和时间相同、实验在相同的温度和压强等环境条件下进行。
设计意图
1. 自主设计实验，培养实验创新思维：让学生根据已有知识和课件信息设计实验方案，鼓励学生从不同角度思考，如利用二氧化碳检测仪或澄清石灰水等不同方法。该过程打破了传统实验教学中 “教师演示、学生模仿” 的模式，给予学生充分的自主思考空间。九年级学生具备一定的实验基础，自主设计实验能激发他们的创新意识，培养从实验目的出发设计可行方案的思维能力，提升实验创新素养。
2. 小组讨论与方案汇报，提升表达与协作能力：小组讨论环节，学生需共同探讨实验方案的可行性、安全性，完善方案细节；方案汇报时，各小组代表需清晰阐述方案思路，其他小组提出质疑和建议。在这个过程中，学生不仅能在讨论中优化实验方案，还能通过汇报锻炼语言表达能力，通过质疑和建议学会倾听他人意见、完善自身想法。同时，进一步增强团队协作意识，提升沟通与协作能力。
3. 对应训练强化，掌握实验关键要点：对应训练题围绕实验原理（澄清石灰水浑浊程度与二氧化碳含量关系）和实验操作（控制变量）设计，如 “控制通入气体速率和时间”“不用排水法收集气体” 等。通过训练，让学生明确实验中的关键要点，如控制变量的重要性、实验操作对结果的影响等。帮助学生巩固实验原理，规范实验操作认知，确保学生在后续实际实验中能正确操作，提高实验成功率和数据准确性。
活动六：认识空气质量报告
【情景引入】展示山东省2017年度PM2.5年均浓度报告和三个城市某一天的空气质量报告，提问：“目前，有关部门通过各种媒体向社会发布空气质量报告，那么空气质量报告的主要内容是什么？空气质量指数级别与空气质量状况存在什么关系？”
【问题】请同学们仔细观察空气质量报告，分析其中的信息，回答上述问题。
【学生思考】学生观察空气质量报告，分析数据和信息，思考问题并进行小组讨论。关注空气质量指数、级别、类别、首要污染物等关键信息。
【归纳总结】总结空气质量报告的主要内容：空气质量报告包括空气质量指数（AQI）、空气质量级别、空气质量类别、首要污染物等。空气质量指数是将几种空气污染物的含量按一定的方法处理成0 - 500之间的数字，用以定量描述空气质量状况，数值越大，空气污染状况越严重，对人体健康的危害也越大；依据空气质量指数的大小，将空气质量划分为不同级别，级别数越大，空气质量越差。
设计意图
1. 观察实际报告，增强知识直观感知：展示山东省 2017 年度 PM2.5 年均浓度报告和三个城市的空气质量报告，让学生直接接触真实的空气质量数据和报告格式。九年级学生对抽象的 “空气质量报告” 概念理解较困难，实际报告中的具体数据（如 AQI 数值）、类别（如轻度污染）等，能将抽象知识转化为直观信息，帮助学生更好地感知空气质量报告的构成，为后续分析报告内容奠定基础。
2. 小组讨论分析，提升信息解读能力：组织学生小组讨论，引导关注空气质量指数、级别、首要污染物等关键信息。在讨论中，学生需要共同分析报告中的数据关系，如 AQI 数值与空气质量级别的对应关系。该过程促使学生主动解读信息，从报告中提取有效内容，逐步提升信息解读和分析能力。同时，通过交流让学生对空气质量报告的理解更加全面，避免个体解读的片面性。
3. 对应训练检验，巩固报告知识掌握：对应训练题考查 “空气质量指数与状况关系”“空气质量报告内容判断”，如 “AQI 越大空气质量越差”“首要污染物定义” 等。在讨论分析报告后进行训练，能快速检验学生对空气质量报告核心知识点的掌握程度，帮助学生纠正错误认知，如 “AQI 越大空气质量越好” 的误区。同时，强化学生对空气质量报告各项指标的理解，让学生能准确解读实际生活中的空气质量报告，提升知识应用能力。
【对应训练1】走绿色发展道路，既要金山银山又要绿水青山。下列关于环境方面的知识不正确的是
A．积极植树造林、种草以保护环境
B．臭氧层破坏和酸雨等与空气污染有关
C．倡导绿色出行，节能减排
D．空气质量指数的项目主要有SO2、CO2、NO、可吸入颗粒物等
【答案】D
【详解】A、植树造林和种草可以吸收二氧化碳、释放氧气，减少温室效应，同时防止水土流失，改善生态环境，说法正确；
B、臭氧层破坏主要由氯氟烃等空气污染物引起，酸雨则是由二氧化硫和氮氧化物等空气污染物排放到大气中，与水反应形成酸性物质（如硫酸、硝酸）导致的，故臭氧层破坏和酸雨等都与空气污染有关，说法正确；
C、绿色出行（如步行、骑自行车、乘坐公共交通）可以减少汽车尾气排放，从而降低空气污染物的排放，说法正确；
D、空气质量指数的项目主要有SO2、NO、可吸入颗粒物等。二氧化碳是空气组成成分，不属于空气污染物，空气质量指数不需要监测，说法错误。
故选D。
【对应训练2】空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是
A．氮气没有被列入空气质量监测项目
B．禁止燃放烟花爆竹，可以减少空气污染
C．空气质量报告中所列的空气质量级别越小，空气质量越好
D．空气的成分按质量计算，氧气大约占21%
【答案】D
【详解】A、氮气是空气成分之一，不属于空气污染物，没有被列入空气质量监测项目，说法正确，不符合题意；
B、燃放烟花爆竹会释放SO2、CO、颗粒物等污染物，禁止燃放可减少污染，说法正确，不符合题意；
C、空气质量报告中所列的空气质量级别越小，空气质量越好，说法正确，不符合题意；
D、空气的成分按体积分数计算，氧气大约占21%，说法错误，符合题意。
故选：D。
第四单元 我们周围的空气
第一节 空气的组成
第2课时 空气的利用与质量监测
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一、空气是一种重要的资源
1.氧气的作用
o维持生命呼吸
o医疗急救支持
o工业生产助力
o日常生活应用
2.分离液态空气法
o过程：空气→压缩降温→液态空气→蒸发→各成分分离
o原理：各成分沸点不同
o变化：物理变化
3.空气中各成分的用途
o氮气
工业原料
食品防腐
制冷剂
o稀有气体
保护气
电光源
二、关注空气质量
1.空气污染危害
2.探究不同气体样本中二氧化碳含量差异
o实验目的
o实验准备
o实验方法
3.空气质量报告
o主要内容
o空气质量指数与状况关系
不同污染物的危害
SO NO CaCO PM10 PM2.5
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1．空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是
A．空气中氧气的体积分数约为21%
B．食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期
C．稀有气体充入灯泡中可制成五彩的霓虹灯
D．空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，因此二氧化碳属于空气污染物
【答案】D
【详解】A、空气中氧气约占总体积的21%，说法正确；
B、氮气化学性质稳定，不易与食品发生反应，可防止食品氧化变质，常用于食品包装以延长保质期，说法正确；
C、稀有气体在通电时会发出不同颜色的光，可用于制造霓虹灯，说法正确；
D、二氧化碳含量过高确实会导致温室效应增强，但二氧化碳是空气的正常成分，不属于空气污染物，说法错误。
故选D。
2．2025春晚歌曲《山鹰和兰花花》传达了对自然环境的关注，下列有关空气的描述正确的是
A．酸雨是因为大量排放二氧化硫、二氧化碳气体引起的
B．空气质量指数越大，空气质量状况越好
C．温室效应是大量排放二氧化碳引起的，因此二氧化碳是空气污染物
D．氮气化学性质稳定可作保护气
【答案】D
【详解】A、酸雨主要是由二氧化硫和氮氧化物等气体排放引起的，这些气体在大气中与水反应生成酸（如硫酸、硝酸），导致雨水pH值降低（小于5.6）。错误。
B、空气质量指数是衡量空气污染程度的指标，数值越大，表示污染物浓度越高，错误。
C、温室效应主要由二氧化碳等温室气体过量排放引起，导致全球气候变暖。二氧化碳是空气的天然成分（约占0.03%），虽然过量排放会加剧温室效应，但它本身不被定义为空气污染物。错误。
D、氮气占空气体积的78%，其化学性质稳定（不易与其他物质反应），因此氮气常用于作保护气，例如在食品包装中防止氧化变质。正确。
故选D。
在本节课教学中，围绕 “空气的利用与质量监测” 核心内容，基本达成了预设的学习目标，但在教学环节的衔接与学生参与度调动上仍有改进空间。课堂开篇通过工业制氧车间、霓虹灯夜景与雾霾天气的对比导入，成功引发学生对空气 “资源价值” 与 “质量问题” 的双重思考，为后续教学奠定了良好基础。在讲解分离液态空气法时，借助流程拆解与沸点数据展示，学生能清晰理解物理变化的本质，但在微观动画的运用上，仅停留于播放层面，未充分引导学生结合宏观现象分析微观粒子运动规律，导致部分学生对 “宏观 - 微观” 关联思维的建立不够深入。实验探究环节，学生能按要求收集不同场景的气体样本，并通过澄清石灰水浑浊程度判断二氧化碳含量差异，但在控制变量的操作规范上，少数小组存在通气速率不一致、石灰水量偏差等问题，反映出课前对实验细节的指导不够细致。
从知识传授与能力培养的平衡来看，本节课在空气各成分用途的讲解中，通过表格梳理与 “连连看” 互动，帮助学生快速掌握氧气、氮气、稀有气体的性质与用途对应关系，典型例题的分析也强化了学生的知识应用能力。然而，在关注空气质量模块，对空气质量报告的解读多以教师讲解为主，虽展示了不同城市的 AQI 数据与污染物类型，但未充分让学生结合生活实际讨论本地空气质量状况，导致学生对空气污染防治措施的理解停留在理论层面，缺乏主动参与环境保护的意识共鸣。此外，对 PM2.5 等污染物危害的讲解，仅通过文字描述呈现，若能结合图片或短视频展示雾霾对人体健康与生态环境的影响，可进一步增强教学的直观性与感染力。
课后反思教学效果，本节课的优势在于教学结构清晰，能围绕 “空气是资源” 与 “关注空气质量” 两大主线展开，实验探究环节也为学生提供了动手操作的机会。但存在的不足同样明显，一是对学生已有知识储备的衔接不足，在讲解工业制氧时，未充分回顾电解水制氧的局限性，导致部分学生对分离液态空气法的优势理解不深刻；二是课堂互动形式较为单一，除实验外，小组讨论多集中于知识梳理，缺乏开放性问题的设计，难以激发学生的深度思考。后续教学中，需加强教学环节的连贯性设计，细化实验指导，增加结合生活实际的案例讨论，同时丰富互动形式，如引入 “模拟空气质量监测员” 等角色扮演活动，让学生在实践中深化知识理解，真正实现从 “学会” 到 “会学” 的转变，进一步提升课堂教学的实效性与学生的核心素养培养质量。
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