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(共55张PPT)
考点2 空气和氧气
知识梳理 夯基础
知识点1空气的成分及用途
主要成分 　　　 分数 主要性质 主要用途
氧气 21% 化学性质较活泼 支持燃烧、供给呼吸
氮气 78% 化学性质不活泼 用于焊接金属、填充灯泡或作食品的保护气
一定条件下与氢气反应 合成氮肥
稀有气体 0.94% 化学性质不活泼 作　　　
通电发出不同颜色的光 制作航标灯、霓虹灯等
氦气密度小 用于填充探空气球或飞艇
二氧化碳 0.03% 不燃烧也不支持燃烧,密度比空气大 灭火
化学性质相对稳定 作保护气
绿色植物光合作用的原料 作气体肥料
干冰升华吸热 作制冷剂、人工增雨
体积
保护气
温馨提示 稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙和氡)通电时发出不同颜色光属于物理性质,不是化学性质。
知识点2空气的污染与防治
空气污染的原因 含碳燃料(如煤、石油、天然气等)的燃烧;工厂的废气;飞机汽车等机动车辆的尾气等
空气污染的危害 加剧温室效应;酸雨;臭氧空洞;植物枯败、动物死亡、人的生命与健康受到威胁
主要空气污染物 ①二氧化硫;②一氧化碳;③二氧化氮;④可吸入颗粒物;⑤细颗粒物;⑥臭氧等
空气污染的防治 ①减少化石燃料的燃烧,使用清洁能源;②改善生产工艺,减少废气排放,提倡“绿色化学”;③工厂的废气处理后再排放;④安装汽车尾气净化装置;⑤提倡植树造林,改善环境
空气质量日 报的内容 ①空气质量指数;②首要污染物;③空气质量指数级别
温馨提示 尽管空气中二氧化碳浓度过高会引起温室效应加剧,但二氧化碳是空气的成分之一,不是空气污染物。
知识点3氧气的性质
1.氧气的物理性质
色、味、态 密度 溶解性 三态变化
无色、无臭、气体 比空气　　　 ______溶于水
略大
不易
2.氧气的化学性质
(1)氧气是一种化学性质比较活泼的气体,许多物质都可以与氧气发生氧化反应。氧气具有____________,但不具有可燃性,不能作燃料。
助燃性
(2)常见物质在空气中或氧气中的燃烧现象。
物质 反应现象(均放热)及化学方程式 注意事项及示意图
在空气中 在氧气中 木炭 持续红热,无烟、无焰 剧烈燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体完全燃烧: __________________
将夹有木炭的坩埚钳由上而下缓慢插入集气瓶中,以便木炭与氧气充分反应
C+O2 CO2
物质 反应现象(均放热)及化学方程式 注意事项及示意图
在空气中 在氧气中 硫 发出____________的火焰 发出____________的火焰
反应前在集气瓶底放少量NaOH溶液或水,用于吸收反应生成的SO2,防止污染空气
产生有____________________________ 化学方程式:________________________ 微弱的淡蓝色
明亮的蓝紫色
刺激性气味的气体
S+O2 SO2
物质 反应现象(均放热)及化学方程式 注意事项及示意图
在空气中 在氧气中 铁丝 铁丝红热,不燃烧 剧烈燃烧, ________, 生成______色固体 化学方程式: __________
(1)集气瓶底加少量水或铺一层细沙,防止生成的高温熔融物溅落炸裂瓶底
(2)做铁丝燃烧实验前,一定要用砂纸打磨,目的是除去铁丝表面的铁锈,便于铁丝燃烧
(3)铁丝要绕成螺旋状,目的是增大与氧气的接触面积,使燃烧更剧烈
(4)铁丝末端要系一根火柴的目的是引燃铁丝
火星四射
黑
3Fe+2O2
Fe3O4
物质 反应现象(均放热)及化学方程式 注意事项及示意图
在空气中 在氧气中 镁条 在空气中剧烈燃烧,发出__________,生成____________色固体;在氧气中,燃烧更剧烈 化学方程式:_________________ 实验前用砂纸将镁条打磨干净,除去表面的氧化物薄膜

磷 产生大量　　　 化学方程式:_________________ 生成物是固态P2O5,故现象是“白烟”,不能描述成“白雾”


结论 氧气的化学性质比较活泼,能与很多物质反应,并放出热量,物质在氧气中比在空气中燃烧更剧烈 耀眼的白光
白
2Mg+O2 2MgO
白烟
4P+5O2 2P2O5
温馨提示 描述物质燃烧现象时的“四大区别”:
(1)烟与雾的区别:烟是固体的小颗粒,如红磷燃烧冒出的白烟是五氧化二磷的白色小颗粒;雾是液体的小液滴,如水蒸气遇冷凝结成的白雾。
(2)光和火焰的区别:光是固体燃烧产生的,如镁条燃烧产生强光;火焰是气体燃烧产生的,如固体硫受热转化为硫蒸气之后燃烧产生火焰。
(3)实验现象与实验结论的区别:实验现象是指感官能够感觉到的,如颜色、状态、气味、热量等,而结论是在分析现象的基础上得到的。如铁丝燃烧的现象是“剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热”,通过分析以上实验现象,得出的结论是“铁丝燃烧生成四氧化三铁”,实验现象描述中不能出现生成物的名称。
(4)可燃性与助燃性的区别:可燃性是指物质本身可以燃烧;助燃性是指物质可支持可燃物燃烧,而本身不具有可燃性,如氧气具有助燃性,而不是可燃性。
知识点4氧气的制取
1.氧气的实验室制法
试剂 高锰酸钾 过氧化氢和二氧化锰
反应原理 ________________________　 ________________________　
装置 固固加热型
固液不加热型
收集 向上排空气法:氧气密度比空气大 排水法:氧气不易溶于水、不与水反应 检验 若生成的气体能使带火星的木条复燃,则为氧气 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
试剂 高锰酸钾 过氧化氢和二氧化锰
验满 排空气法:将带火星的木条放于集气瓶瓶口,若复燃,证明已收集满 排水法:若瓶口有大气泡冒出,证明已收集满 注意事项 ①用高锰酸钾制取氧气时,在试管口放一团棉花,以防止_____________________________; ②试管口要稍向下倾斜,以防止____________ ____________________________; ③用排水法收集气体时,刚有气泡冒出时不能立即收集,因为开始冒出的是____________;待导管口气泡连续、均匀冒出时再收集; ④实验结束时先将导管从水槽中撤出,再移开酒精灯,防止水沿导管倒流回试管,使试管炸裂 ①长颈漏斗下端要插入液面以下形成液封,防止氧气从长颈漏斗口逸出;
②发生装置中的导气管应稍露出橡胶塞,便于气体的排出
思维拓展 若要收集较纯净的氧气,最好用排水法;若要收集干燥的氧气,最好用向上排空气法 加热时试管内的粉末状物质进入导管
冷凝水倒流回
热的试管底部,使试管炸裂
空气
巧学巧记 用高锰酸钾制氧气的步骤可概括为“查、装、定、点、收、离、熄”(谐音:“茶庄定点收利息”)。
知识拓展 实验室制取氧气有时也用氯酸钾在二氧化锰作催化剂并加热的条件下进行,反应的化学方程式为2KClO3 2KCl+3O2↑。
2.氧气的工业制法
原理:利用液态空气中液态氮和液态氧的____________不同,采用低温蒸发的方法,此法属于____________变化。
沸点
物理
知识点5影响化学反应速率的因素
内因 反应物本身的性质
外 因 催化剂 概念 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质
特点 (1)催化剂只改变化学反应速率,而不改变生成物的质量;
(2)催化剂既可以_________化学反应速率,也可以_________化学反应速率;
(3)反应前后催化剂的质量和化学性质不改变,物理性质可能改变
温度 其他条件不变时,温度越高,化学反应速率越快
反应物的浓度 其他条件不变时,反应物浓度越大,化学反应速率越快
反应物的接触面积 其他条件不变时,反应物的接触面积越大,化学反应速率越快
加快
减慢
判断下列说法的正误(正确的画“√”,不正确的画“×”)
1.空气中氮气与氧气的质量比约为4∶1。(　　)
2.氧气具有氧化性,是一种常见的燃料。(　　)
3.氮气化学性质不活泼,不燃烧,也不支持燃烧。(　　)
4.二氧化碳是一种空气污染物。(　　)
5.催化剂既能加快反应速率,也能减慢反应速率。(　　)
6.催化剂在化学反应前后质量和性质不变。(　　)
7.同一个反应,加入催化剂能增加生成物的量。(　　)
8.同一个反应可以使用不同的催化剂。(　　)
×
×
√
×
√
×
×
√
9.空气质量指数级别越高,空气质量越好。(　　)
10.红磷燃烧产生大量白雾。(　　)
11.铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧,火星四射,生成四氧化三铁。
(　　)
12.工业制取氧气发生的是分解反应。(　　)
×
×
×
×
考点过关 提能力
考点1空气的成分及用途(6年3考)
【例1】 【人教九上P37 T4 变式】空气是一种重要的资源。下列有关空气成分的说法错误的是(　　)
A.鱼类能在水中生存,是因为氧气易溶于水
B.氮气做保护气是利用其化学性质稳定
C.二氧化碳在蔬菜大棚中作气体肥料
D.氦气球升空是利用氦气的密度比空气小
A
变式训练
1.(2025·东莞一模)空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域。下列有关空气的说法不正确的是(　　)
A.火箭升空可使用氧气作燃料
B.空气中分离出来的氮气可用于食品防腐
C.稀有气体可用作霓虹灯
D.臭氧、二氧化氮、一氧化碳都是空气污染物
2.(2025·韶关一模)空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法正确的是(　　)
A.洁净的空气属于纯净物 B.氮气很稳定,因此无法用氮气生产氮肥
C.气体CO2是大气污染物 D.空气中氧气主要来源于植物的光合作用
A
D
考点2空气中氧气含量的测定(6年3考)
【例2】 【数字化实验】使用智能手机APP采集环境中的压强数据可用于“测定空气中氧气的含量”。实验装置如图1所示,使用激光笔引燃烧杯内的红磷,红磷燃烧前后测得压强变化曲线如图2所示。
图1
图2
下列说法不正确的是(　　)
A.实验前需检查装置气密性 B.曲线a→b说明红磷燃烧放出热量
C.红磷燃烧时产生大量白烟 D.装置内温度,c点远低于a点
D
变式训练
3.(2025·潮州一模)如图是某同学设计的测定空气中氧气含量的实验装置,下列说法不正确的是(　　)
A.该实验利用了铜的导热性
B.实验中可观察到左侧玻璃管内产生大量白烟
C.实验结束后左侧玻璃管中水面约上升至“4”刻度处
D.该实验在密闭装置内进行,不会造成空气污染
C
4.用图甲所示装置测定空气中氧气的含量,其中燃烧匙内的白磷用电加热装置点燃,瓶内气压用气体压强传感器测定,其变化如图乙所示,则下列分析合理的是(　　)
A.该反应中的白磷要足量,目的是消耗尽集气瓶内的O2避免实验误差
B.在t1时刻后,集气瓶内气压显著增加,其原因是白磷燃烧的产物所致
C.在t1~t3这段时间内,集气瓶内温度始终保持不变
D.t3时刻打开弹簧夹,瓶内气体体积变大
甲
乙
A
[解析]实验中,白磷要足量的目的是使氧气完全反应,避免实验误差,故A正确;白磷燃烧过程放热,使得瓶内气体体积膨胀,压强剧烈增大,故B错误;由图乙的压强变化可知,在t1~t3这段时间内,瓶内温度由低到高,后慢慢降低至室温,故C错误;t3时刻瓶内气压显著增大是因为打开了弹簧夹,导致烧杯中的水被吸入集气瓶内,瓶内气体体积变小,故D错误。故选A。
考点3空气的污染与防治(6年5考)
【例3】 (2025·东莞一模)构建人类命运共同体,促进人与自然和谐共生。下列叙述不符合这一主题的是(　　)
A.大量使用化肥和农药以提高作物产量
B.减少使用化石燃料,开发利用清洁能源
C.倡导低碳生活,少开燃油车
D.分类投放垃圾,回收利用纸板、塑料和金属
A
变式训练
5.【人教九上P37 T4变式】下列关于空气污染的说法正确的是(　　)
A.二氧化碳是一种空气污染物
B.酸雨和臭氧层破坏都与空气污染有关
C.空气污染指数越小,说明空气污染越严重
D.pH<7的雨水称为酸雨
6.(2025·汕尾一模)今年广东省空气质量目标是优良天数比率(AQI达标率)达到94.1%。下列措施有助目标实现的是(　　)
A.提倡和鼓励使用新能源汽车 B.焚烧秸秆制造有机肥
C.为增加节日气氛开放烟花爆竹燃放 D.禁止使用化石燃料
B
A
考点4氧气的性质(6年3考)
【例4】 物质在发生变化时常伴随一定现象,下列有关实验现象的描述错误的是(　　)
A.木炭在氧气中燃烧,发出白光,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
B.铁丝在氧气中燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
C.镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,放出热量
D.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色的火焰,产生一种有刺激性气味的气体
D
变式训练
7.【人教九上P42 T4变式】关于氧气化学性质的描述正确的是(　　)
A.氧气的化学性质非常活泼,常温下能跟所有物质发生反应
B.氧气有氧化性,可以作燃料
C.氧气能与水发生化学反应
D.硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈
D
8.很多化学反应都有明显的实验现象,下列对实验现象的描述正确的是
(　　)
A.硫燃烧产生刺激性气味的气体
B.蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,放出热量
C.木炭在空气中燃烧发出白光
D.氢氧化钠溶液中滴加石蕊溶液变为红色
A
考点5氧气的制取(6年5考)
【例5】 (2025·汕尾一模)根据如图实验装置,请回答:
(1)仪器a的名称是____________。检查装置B气密性的方法是夹住夹子,向a中注水,若______________________________________,则气密性良好。
长颈漏斗
漏斗下端形成一段稳定的水柱
(2)用H2O2制取氧气,选择的发生装置为____________(填字母),反应的化学方程式为____________________________________。用装置G和另一仪器(除导管外)收集并测量O2体积,需另加一仪器,名称为____________,在G中气体应从导管____________(填“b”或“c”)端通入。
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为______________________________________,选用C作发生装置的优点是_________________________________________________。
(4)实验室里,常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制备甲烷。选择的发生装置为____________(填字母)。若用装置F收集甲烷,利用了甲烷____________的物理性质。
B
2H2O2 2H2O+O2↑
量筒
c
CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O+CO2↑
可随时控制反应的发生和停止
A
不溶于水
解题金钥匙 (1)用高锰酸钾制取氧气,发生装置选择“固体加热型”;用过氧化氢制取氧气发生装置选择“固液不加热型”。
(2)制取气体时,装试剂之前一定要检查装置气密性。
(3)排空气法收集氧气,验满时一定要将带火星的木条放于瓶口。
(4)高锰酸钾制取氧气时试管口一定要放棉花。
变式训练
9.学习氧气相关知识后,小深和同学组队开启了“过氧化氢溶液制取氧气”的项目式学习,下图实验操作正确的是(　　)
A
10.【基础实验与跨学科实践】(2025·汕头一模)化学社团的同学在学习完氧气制法之后,对制作的“便携式制氧机”进行了研究性学习。
(1)工业上制氧利用液氧、液氮的____________不同,分离液态空气。
(2)实验室制氧。
①可用图1中两个装置制取氧气,其中仪器a的名称是____________。
②若选择合适试剂,利用装置A制备氧气,写出相应的化学方程式: _________________________________,用集气瓶收集气体后,检验该气体为氧气的方法是________________________________________________
__________________。
③用排水法收集氧气时,当观察到_________________________________,说明已收集满。
沸点
试管
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
说明该气体是氧气
将带火星的木条伸入集气瓶内,若带火星的木条复燃,
集气瓶口有大气泡冒出
(3)便携式制氧机。
①便携式制氧机的结构示意图如图2所示。使用时,将适量水倒入反应舱即可制氧。
过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)受热易分解,且溶于水时生成Na2CO3和H2O2。试推测过碳酸钠的保存方法___________________________________。
②推测图2反应仓中MnO2的作用是_____________________________。
(4)化学兴趣小组利用身边物质制作了简易制氧机(如图3)。与便携式制氧机对比,该简易制氧机具有的优点是______________________________。(写一点)
密封保存,放置于冷暗处
作催化剂,起催化作用
可以控制反应的发生与停止
实验突破 克疑难
实验1空气中氧气含量的测定
实验原理 与装置
利用红磷燃烧生成五氧化二磷固体,消耗密闭容器内空气中的氧气,使密闭容器内压强减小,在大气压的作用下,进入容器内水的体积即为容器内减少的氧气的体积。
反应的化学方程式:____________________________________
4P+5O2 2P2O5
实验现象
实验结论
白烟
误差分析
红磷的量不足,氧气没有被消耗完　
装置的气密性不好,冷却后外界空气会进入装置中　
未冷却到室温就打开弹簧夹
实验创新与改进 优点
点燃方式 ①在不打开装置的情况下引燃红磷,防止燃烧产物污染空气;②避免因燃着的红磷伸入集气瓶时过慢,瓶内气体因受热膨胀逸出而导致误差
测量方式 可使读数更精确
原理 能充分消耗装置内的氧气,使实验结果更精确
多维设问
【例】 关于用红磷测定空气中氧气含量的实验,请回答下列问题。
(1)红磷燃烧,产生大量______,反应的化学方程式为__________________。
(2)若用硫粉代替红磷进行相同的实验,发现容器中的气体体积没有明显的变化,其原因是_________________________________________________,需要将集气瓶中的水换成____________溶液,目的是_______________。
白烟
4P+5O2 2P2O5
硫粉和氧气反应生成二氧化硫气体,无法形成压强差
氢氧化钠
吸收SO2,使瓶内压强减小,水可以进入集气瓶
(3)【数字化实验】同学们取足量红磷采用图1装置进行实验,记录并处理数据分别如图2、图3。
①图2中氧气含量从8.05%上升到9.26%,原因可能是__________________
________________________。
②图3中BC段压强增大,原因是____________________________________
___________________________。
计算红磷消耗的氧气占空气体积的____________%(精确到0.01%)。
19.37
反应结束后,温度
下降气体逐渐混合均匀
反应刚开始,温度升高对压强的影响比
气体减少对压强的影响大
【拓展设问】
图4
(4)测定空气中氧气的含量的方法有很多。图4是用加热铜粉的方法测定空气中氧气的含量,在密闭系统中留有25 mL空气。将过量的铜粉装入干燥的硬质玻璃管后,将装置密封。用酒精灯在铜粉部位加热,加热时反复推拉注射器至反应完全。
①写出硬质玻璃管中可观察到的实验现象:__________________________,反应的化学方程式为____________________________________。
②用该装置测定空气中氧气的体积分数时,需要记录的实验数据是____________________________________。
③实验过程中反复推拉注射器的目的是___________________________,气球的作用是________________________。
④实验结束后,玻璃管中剩余的气体主要是____________,由实验可知该气体具有的化学性质是____________________________________。
红色固体粉末变成黑色
2Cu+O2 2CuO
反应前后注射器中气体的体积
使装置中的铜粉与氧气充分反应
平衡气压和形成密闭装置
氮气
不燃烧,也不支持燃烧
⑤实验中某同学测得实验结果如下:
反应前系统中气体总体积 反应后系统中气体总体积
25 mL 21 mL
上述表格中数据计算出空气中氧气的体积分数为____________%,造成实验误差的原因可能是____________(填序号)。
a.推拉注射器活塞的速度过快　b.读数时没有冷却至室温　c.铜粉量太少
⑥上述实验中常用加热铜丝或铜粉与氧气反应,而不选择铜块或铜片,这样做的目的是通过_________________________________来加快反应速率。
16
bc
增大反应物的接触面积
聚焦广东 练真题
1.(2025·广东)下列关于O2的制取、验满及性质实验操作错误的是(　　)
C
2.(2024·广东)实验室制取O2,下列操作、试剂和装置选择不合理的是(　　)
C
3.(2024·广东)探究H2O2分解速率的影响因素,下列分析正确的是(　　)
实验编号 H2O2溶液 催化剂(0.1 g) 温度/℃
体积/mL 溶质质量分数/% ① 5 10 — 20
② 5 10 MnO2粉末 20
③ 5 5 MnO2粉末 20
④ 5 5 MnO2粉末 40
⑤ 5 5 Fe2O3粉末 20
A.①④探究有无催化剂的影响 B.②③探究H2O2溶液浓度的影响
C.②④探究反应温度的影响 D.④⑤探究催化剂种类的影响
B
4.(2021·广东)下列不属于空气质量指数(简称AQI)中污染物监测范畴的是
(　　)
A.CO B.SO2 C.N2 D.PM2.5
C
5.(2023·广东)回答下列问题。
(1)实验室制取O2及性质检验。
①如图中仪器a的名称是____________。
②用高锰酸钾制取O2,应选择图中的发生装置____________(填字母)。化学方程式为________________________________________________。
③收集一瓶O2并进行性质检验。
操作 现象 结论
硫燃烧时,________(填字母),生成刺激性气味的气体 a.产生大量白烟　b.生成黑色固体　c.发出蓝紫色火焰 O2具有氧化性
集气瓶中NaOH 溶液的作用是____________________________________　　 锥形瓶
A
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
c
吸收二氧化硫,防止污染空气
(2)制作氧自救呼吸器。
查阅资料,超氧化钾(KO2)为黄色固体,分别能与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体,产氧效率高,适合作生氧剂。
①原理分析:4KO2+2CO2══2K2CO3+3O2、4KO2+2H2O══4X+3O2↑,则X的化学式为____________。
②动手实践:设计并制作氧自救呼吸器,如图所示,使用一段时间后,观察到生氧剂由____________________________(填颜色变化),则基本失效。
KOH
黄色变为白色

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