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(共79张PPT)
我们周围的空气
第五讲
知识体系建构
知识全面梳理
核心考点突破
目
录
重点实验探究
【主干知识】
【物质网络】
1.有O2生成的化学方程式为
①___________________；
②___________________________；
③ 2KClO3 2KCl+3O2↑；
④ 2HgO 2Hg+O2↑；
⑤___________________；
⑥ 6CO2+6H2O C6H12O6+6O2。
MnO2
△
=====
====
△
叶绿体
光照
=====
2H2O2 2H2O+O2↑
====
MnO2
2KMnO4 K2MnO4 +MnO2+O2↑
====
△
2H2O 2H2↑+O2↑
====
通电
2.有O2参加反应的化学方程式为
①_____________________________；　　　
②S+O2 SO2；　　　　　　　　
③4P+5O2 2P2O5；
④_______________；
⑤2Mg+O2 2MgO；
⑥4Al+3O2 2Al2O3；
====
点燃
====
点燃
====
点燃
====
点燃
C+O2 CO2(或2C+O2 2CO)
====
点燃
====
点燃
2H2+O2 2H2O
====
点燃
⑦_________________；
⑧_______________；
⑨2CO+O2 2CO2；
⑩___________________；
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O。
====
点燃
====
点燃
3Fe+2O2 Fe3O4
====
点燃
2Cu+O2 2CuO
====
△
CH4+2O2 CO2+2H2O
====
点燃
知识点1 空气的组成及用途
1.干燥、洁净空气的成分(体积分数)及用途
空气成分 主要用途
氮气 (约____) 作保护气(食品包装、灯泡充气、焊接金属等)；生产硝酸和氮肥的重要原料；液态氮气作制冷剂，用于冷藏血液等
氧气 (约____) 供给生物呼吸；支持燃料燃烧；用于钢铁冶炼和金属焊接等
78%
21%
空气成分 主要用途
稀有气体 (主要为氩气，约0.934%) 用作工业生产和科学实验中的保护气；通电时发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源
二氧化碳 (约0.038%) 植物光合作用的原料；干冰(固态二氧化碳)用于人工降雨；作灭火剂；制造汽水、纯碱等
其他气体 (约0.002%) —
2.空气的污染与防治
(1)主要污染物：_______________、_______________、____________
____、臭氧、可吸入颗粒物、细颗粒物等。
(2)空气质量报告：空气质量指数(AQI)越大，空气质量指数级别越高，
空气质量越___。
(3)防治方法：控制污染源、植树造林等。
二氧化硫(或SO2)
一氧化碳(或CO)
二氧化氮(或
NO2)
差
【即学即练】
判断下列说法的正误。
(1)液态空气属于混合物 ( )
(2)食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期 ( )
(3)空气的成分是固定不变的 ( )
(4)空气质量指数越大，空气质量状况越好　 ( )
√
√


知识点2 测定空气中氧气的含量
详见本讲重点实验探究栏目
知识点3 氧气的性质
1.物理性质
在标准状况下(0 ℃，1.01×105 Pa)，氧气为无色、无味、密度比空气
的略___、_____溶于水的气体。在压强为1.01×105 Pa，-183 ℃时，纯
氧是淡蓝色的液体，-218 ℃时，纯氧是淡蓝色的雪花状固体。
大
不易
2.化学性质
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_____性，能使带火星的木条复燃，但不具有可燃性，不
能作燃料。
助燃
(1)氧气与非金属单质反应
白
C+O2 CO2
====
点燃
2C+O2 2CO
====
点燃
S+O2 SO2
====
点燃
SO2
2NaOH+SO2====Na2SO3+H2O
(2)氧气与金属单质反应
只能红热,不能燃烧
剧烈燃烧,火星四
射,生成黑色固体
3Fe+2O2 Fe3O4
====
点燃
增大铁丝与氧气的接触面积
防止高温熔
融物溅落,炸裂瓶底
剧烈燃烧,发出耀眼的
白光,生成白色固体
2Mg+O2 2MgO
====
点燃
(3)氧气与化合物反应
CO、CH4、C2H5OH燃烧的化学方程式
CO：_______________
CH4：___________________
C2H5OH：_______________________
2CO+O2 2CO2
====
点燃
CH4+2O2 CO2+2H2O
====
点燃
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
====
点燃
【即学即练】
下列叙述中属于氧气的化学性质，并叙述正确的是( )
A.银白色的铁丝在氧气中点燃生成黑色物质，说明发生了化学变化
B.氧气性质活泼，能与许多物质发生反应，如氦气
C.氧气是一种无色无味，密度比空气略小的气体
D.硫在氧气中燃烧产生明亮的淡蓝色火焰
3.缓慢氧化：进行得非常缓慢，甚至不容易被察觉的氧化反应叫作缓慢氧化。例如，金属的锈蚀、动植物体的腐烂、塑料的老化、动植物呼吸等。
4.氧循环
(1)氧气的产生与消耗
①产生：主要是绿色植物的光合作用。
②消耗：动植物的呼吸作用、燃料的燃烧。
(2)氧循环的意义
①维持了相对稳定的大气含氧量。
②构建了陆地、海洋和大气等环境的物质和能量平衡。
③为生态系统的正常运转提供可靠的资源保障。
知识点4 氧气的制取
1.工业制法——分离液态空气法
(1)原理：利用液态空气中液态氧和液态氮的_____不同，采用低温蒸发
的方法，此法属于_____变化。
(2)过程：
沸点
物理
2.氧气的实验室制取(详见本讲重点实验探究栏目)
3.催化剂与催化作用
定义 在化学反应里能改变其他物质的_____________，而本身的
_____和_________在反应前后都没有发生变化的物质
催化作用 催化剂在化学反应中所起的作用
注意 a.“改变”包括“加快”和“减慢”；
b.催化剂不能增加或减少生成物的质量；
c.反应前后，催化剂的“化学性质”不变，“物理性质”可能改变
化学反应速率
质量
化学性质
【温馨提示】
影响化学反应速率的其他因素
(1)温度：升高温度，可以加快反应速率，如食物在夏天比在冬天更易变质。
(2)反应物的浓度：增大反应物的浓度，可以加快反应速率，如可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧得更剧烈。
(3)反应物的接触面积：增大反应物的接触面积，可以加快反应速率，如其他条件相同时，煤粉比煤块燃烧得更快。
命题点1 空气的成分与用途、污染与防治 6地4考　
例1 【改编题】 空气是一种重要的资源。下列有关空气的说法正确的
是( )
A.空气中体积分数最大的是氧气
B.目前计入空气质量指数的有害气体主要包括：CO2、SO2、NO2、CO及臭氧等
C.氧气具有可燃性，可用作火箭推进剂
D. 氮气化学性质稳定，可以充入食品包装袋中用作保护气
【解题关键】 化学性质稳定，指的是化学性质不活泼，不易与其他物质反应。
练1 新设问 (2024·东营)载人飞艇的气囊内填充的气体是( )
A.甲烷 B.二氧化碳
C.氦气 D.氮气
练2 (2024·滨州)下列关于空气的说法错误的是( )
A.空气中氮气的质量分数为78%
B.稀有气体可用于制造电光源
C.氧气能供给生物呼吸
D.植树造林可以改善空气质量
练3 (2022·聊城改编)空气是一种重要的资源。下列有关说法不正确
的是( )
A.液态空气属于混合物
B.食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期
C.稀有气体可用于制造多种用途的电光源
D.空气质量指数越大，空气质量状况越好
练4 (2023·东营)下列操作中，能鉴别空气、氧气二瓶气体的是( )
A.观察气体颜色
B.插入燃着的木条
C.闻气体的气味
D.倒入少量酚酞试液
命题点2 测定空气中氧气的含量 6地1考　
例2 (2021·东营)如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是( )
A.要等到装置冷却至室温后再读数，否则测定结果偏小
B.该实验中的铜粉换成铁粉无法达到实验目的
C.将装置1中的气球更换为注射器(见装置2)，可使空气与铜粉接触更充分，数据更加准确
D.正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该是反应前注射器内气体和玻璃管内气体体积总和的1/5
【解题关键】 所用物质只与氧气反应，不可产生其他气体，最好把氧气消耗完全。
练5 新考法 (2024·吉林)为探究铜的化学性质，某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行下图所示实验，观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图。其中终点 D(203，6.15%)表示时间为203秒时，装置中氧气含量为6.15%。结合图示判断下列说法错误的是( )
A.加热前的空气样品中氧气含量为20.99%
B.铜在加热条件下能与氧气发生化学反应
C.拐点C至终点D所对应的时间范围内，装置内物质的总质量逐渐减小
D.通过现象证据和数据证据，可以从定性和定量的视角分析得出合理解释
命题点3 氧气的性质 6地4考　
例3 (2024·河南)氧气性质活泼，能支持燃烧。下列物质在氧气中燃烧，能生成无色、无味气体的是( )
A.铁丝 B.硫粉
C.红磷 D.木炭
【解题关键】牢记物质与氧气反应的现象以及生成的新物质，并能够作出推理。
练6 (2024·天津)下列对实验现象的描述正确的是( )
A.红磷在空气中燃烧，产生大量白雾
B.硫在空气中燃烧，发出蓝紫色火焰
C.木炭在空气中充分燃烧，生成二氧化碳
D.过氧化氢溶液中加入二氧化锰，迅速产生大量气泡
选项 实验 现象 化学方程式
A 木炭在氧气中燃烧 发出红光，生成黑色固体 C+O2 CO2
B 铁丝在氧气中燃烧 火星四射，生成黑色固体 3Fe+2O2 Fe3O4
C 镁带在空气中燃烧 发出耀眼的白光，生成白色固体 Mg+O2 MgO2
D 红磷在空气中燃烧 产生黄色火焰，生成黄烟 4P+3O2 2P2O3
练7 (2024·枣庄)关于氧气性质的实验，下列现象与化学方程式均正确的是( )
====
点燃
====
点燃
====
点燃
====
点燃
命题点4 氧气的实验室制取 6地5考　
例4 (2024·威海)下列所示分别是氧气的制取、干燥、收集和验满的装置图，其中错误的是( )
【解题关键】 熟记多功能瓶的使用，作为洗气瓶时要长进短出。
练8 (2025·枣庄节选)知识回顾：实验室制取氧气。
(1)实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，该反应的化学
方程式为___________________。
(2)若用该方法制取并收集一瓶干燥的氧气，如图装置接口的正确连接
顺序依次为a→___________(填字母序号)。
2H2O2 2H2O+O2↑
d→e→b→c
====
MnO2
练9 (2023·青岛)实验是进行科学探究的重要方式。“追梦”活动小组在实验室中制取氧气并探究其性质，请根据下图所示装置回答问题。
(1)实验室制取氧气的方法有多种。例如：①加热分解高锰酸钾固体；
②利用二氧化锰作催化剂分解过氧化氢溶液。
若用方法①制取氧气，应选用的发生装置是__(选填字母序号)，选择时
考虑的因素是_____________________；若用方法②制取氧气，其反应原
理用化学方程式表示为___________________。
(2)可用D装置收集氧气，原因是___________________；用F装置探究氧
气性质时，发现铁丝剧烈燃烧，反应的化学方程式为___________________，
由此得出氧气具有的化学性质是_________________。
A
药品的状态和反应条件
2H2O2 2H2O+O2↑
氧气密度比空气的大
3Fe+2O2 Fe3O4
助燃性(或氧化性)
====
MnO2
====
点燃
练10 (2025·滨州改编)某校进行化学实验技能比赛，实验桌上准备了部分仪器和用品，如图所示：
(1)图中仪器A的名称是_________。
(2)甲同学要进行“实验室制取并收集氧气”的操作，可从上图中选择
的仪器有_________(填数字序号)。
长颈漏斗
②④⑥
练11 (2024·济南节选)简易供氧器的设计与评价
兴趣小组的同学根据实验室制取氧气原理设计了简易供氧器。
装置：如图所示。
试剂：共5份(每份包含100 g溶质质量分数为6.8%的过氧化氢溶液、1 g颗粒状二氧化锰、100 g纯净水)。
(1)请完成该供氧器的说明书：
a.制氧原理：____________________(用化学方程式表示)。
b.使用方法：先将100 g纯净水加入___(填“甲”或“乙”)瓶并拧紧接
有吸气面罩的瓶盖，再将二氧化锰和过氧化氢溶液加入___(填“甲”或
“乙”)瓶并拧紧瓶盖，乙瓶中的气泡连续均匀冒出时，开始吸氧。
c.每份试剂最大供氧质量：3.2 g。
d.使用完毕，倒出残液，清洗装置。
2H2O2 2H2O+O2↑
乙
甲
====
MnO2
(2)请对此简易供氧器提出具体改进建议：_________________________
_______________________________________________________________
______________________________________________________________
________________________________________。
增加过氧化氢溶液质量以增
加氧气供应量或将二氧化锰装入带孔的小塑料瓶以便循环使用或甲瓶加
上可升降隔断将二氧化锰隔离有利于控制供氧发生等(从原理、技术、
装置等维度进行系统的合理性、创新性建议)
命题点5 催化剂与催化作用 6地5考　
例5 下列观点不正确的是( )
A.催化剂可以改变化学反应速率
B.催化剂不能增加生成物的质量
C.红砖粉末也可以催化过氧化氢制氧气
D.催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，因此反应前后质量和化学性质不变的物质一定是催化剂
【解题关键】 催化剂在反应前后“两不变”，即化学性质和质量不发生改变。
练12 (2025·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
实验2 测定空气中氧气的含量
1.实验原理：物质在密闭的容器中燃烧，消耗空气中的_____，使容器中
压强_____，在大气压作用下，注射器活塞移动，注射器内气体体积的变
化约等于消耗的氧气的体积。
2.实验药品：铜粉
3.反应原理：铜粉与氧气反应的化学方程式为_________________。
氧气
减小
2Cu+O2 2CuO
====
点燃
4.实验装置
5.实验步骤
(1)测定硬质玻璃管的容积为V1。
(2)检查装置的气密性。
(3)在干燥的硬质玻璃管中装入过量铜粉，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，在注射器内留下一定体积的气体，然后将注射器安装在硬质玻璃管另一端，记录此时注射器中气体的体积为V2。
(4)用酒精灯在铜粉部位加热，加热的过程中多次推拉注射器。
(5)加热足够长时间后停止加热，待玻璃管冷却至室温，将小气球内的气体全部挤出，记录注射器中气体的体积为V3。
6.实验现象
(1)加热过程中红色铜粉变成黑色。
(2)注射器向右移动一定距离。
(3)装置冷却后，注射器内气体减少的体积占原注射器中气体体积与硬质
玻璃管容积之和的 。
7.实验分析
(1)氧气的体积为V2-V3。
(2)氧气的体积分数=注射器中气体减少的体积/(原注射器中气体体积+硬质玻璃管内气体体积)×100%= ×100%。
8.实验结论：空气中，氧气的体积约占空气总体积的 。
9.误差分析
偏差 原因 分析
测量结 果偏小 铜粉不足 氧气不能耗尽，导致V3偏大
注：铜粉一定要过量
装置漏气 冷却时，装置外的空气进入装置内，导致V3偏大，则消耗氧气体积偏小
注：进行实验前检查装置气密性
装置未冷却至室温就记录注射器中气体体积 装置温度偏高，压强偏大，导致V3偏大，则消耗氧气的体积偏小
注：实验结束后，玻璃管必须冷却至室温
偏差 原因 分析
测量结 果偏大 读数前未将气球内气体全部挤出 测量的V3偏小
注：冷却后，将气球内气体全部挤出
10.药品选择原则
(1)物质在空气中只能与氧气反应，不能消耗其他的气体。不能选用镁粉
代替铜粉，因为镁不仅能与空气中的氧气反应，也能与空气中的二氧化
碳、氮气反应，使集气瓶内减少的气体体积不全是氧气的体积。
(2)物质反应时不能产生气体。不能用木炭、硫代替铜粉，因为_______
_________________________，无法形成压强差。
木炭、
硫在空气中燃烧会产生气体
11.实验改进
装置改进的方案主要有两种：
(1)改变点火方式。图①通过光照使白磷在密闭的环境中燃烧；图②通过电热丝发热使白磷在密闭环境中燃烧；图③通过热水使白磷在密闭的环境中燃烧。这样改进的优点是操作简单、可以减少实验误差。
(2)改变反应物。图①②③用白磷代替铜，在密闭装置中燃烧，使白磷与氧气反应；图④⑤是通过铁生锈消耗氧气。这样改进的优点是操作简单。
1.铜粉在空气中受热生成氧化铜，某同学采用了如图所示装置测定空气中的氧气含量，在密闭系统中留有25 mL空气，给装有铜粉的硬质玻璃管加热，使铜粉和氧气反应，并不断推拉注射器活塞，然后停止加热，待玻璃管冷却至室温，将气球内气体全部挤出，观察密闭系统内空气体积变化。
(1)在加热过程中，多次推拉注射器活塞的目的是___________________
___。
(2)硬质玻璃管中可以观察到的实验现象为___________________，写出
该实验中反应的化学方程式：_________________。
(3)实验结束后，玻璃管中剩余的气体主要为__________，由实验可知，
该气体的化学性质_____(填“稳定”或“活泼”)。
使铜粉与氧气充分反
应
红色的铜粉变为黑色
2Cu+O2 2CuO
N2(或氮气)
稳定
====
△
(4)实验中某同学测得实验结果如下：
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)。
①推拉注射器活塞的速度过快　　
②读数时没有冷却至室温　　
③铜粉量太少
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
16
②③
(5)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。
增大反应物的接触面积
与气体压强变化有关的实验
利用气体压强变化是完成实验的重要手段，请回答下列问题：
(1)实验1：向试管中加入硝酸铵固体，观察到 U 形管中______________
_____________。
(2)实验2：测定空气中氧气含量的实验中，向集气瓶中加入少量水的作
用是_______________________________________，若弹簧夹未夹紧，则
会导致测得空气中氧气体积分数_____(填“偏大”“偏小”或“不
变”)。
(3)实验3：向收集满二氧化碳的集气瓶中加入氢氧化钠溶液，观察到熟
鸡蛋会被吞入瓶中，原因是_______________________________________
_________。
左端液面升高，
右端液面降低
降温并吸收五氧化二磷，防止逸出污染空气
偏大
氢氧化钠溶液与二氧化碳发生反应，使瓶内
压强减小
(4)实验4：观察到澄清石灰水变浑浊，则反应的化学方程式为
______________________________。
Ca(OH)2+Na2CO3====CaCO3↓+2NaOH
实验3 氧气的实验室制取
1.发生装置及反应原理
2.收集装置
方法 排水法 向上排空气法
收集 装置
选取 依据 气体的密度及在水中的溶解性 不易溶于水且不与水反应 密度比空气大
3.操作步骤(固液常温型)
组：按照自下而上、从左到右的顺序连接仪器。
查：检查装置的气密性。
装：向锥形瓶中装入二氧化锰固体。
定：固定实验装置。
加：向分液漏斗(或长颈漏斗)中加入过氧化氢溶液。
收：收集氧气。
4.检验与验满
(1)检验：将带火星的木条_____________，如果木条复燃，即证明是
O2，如图1所示。
(2)验满：①用向上排空气法收集，将带火星的木条放在___________，
木条复燃，证明已收集满，如图2所示。
②用排水法收集，当_______________________时，证明已收集满，如
图3所示。
伸入集气瓶内
集气瓶瓶口
集气瓶瓶口有大气泡冒出
5.发生装置分析
(1)使用固液常温型发生装置，选择长颈漏斗，长颈漏斗末端要伸入液面
以下，防止___________________。
(2)选择分液漏斗的优点是_____________________________________。
(3)使用固固加热型发生装置时，试管口应略向下倾斜，防止_________
_______________。
气体从长颈漏斗逸出
可通过控制滴加液体的量来控制反应速率
冷凝水回
流，使试管炸裂
(4)用高锰酸钾制取氧气时，应在试管口放一团棉花，以防止_________
_______________，堵塞导气管。
(5)实验室一般选用过氧化氢制取氧气，而不选用高锰酸钾或氯酸钾的原因：反应不需要加热；操作简便、安全；二氧化锰与过氧化氢易分离且不产生有害物质，符合绿色化学的理念。
高锰酸钾
粉末进入导气管
6.收集装置分析
若要收集纯净氧气，则用排水法；若要收集干燥的氧气，则用_______
_______。
7.实验操作分析
(1)用排水法收集气体时，待_________________________时才可以收
集，当_______________________时，证明已集满。
(2)用排空气法收集气体时，导气管应伸入___________。
(3)加热高锰酸钾制取氧气时，实验结束后先撤离导管，后熄灭酒精灯
的原因是防止_________________。
向上排
空气法
导管口气泡连续且均匀冒出
集气瓶瓶口有大气泡冒出
集气瓶底部
水倒流使试管炸裂
8.“多功能瓶”的应用
装置
功能 排空气法收集气体 排水法 收集气体 检验、除杂、
干燥气体
气体 进出 方向 密度大于 空气的气体 a进b出 b进a出 a进b出
密度小于 空气的气体 b进a出 2.如图是实验室常见气体制取与收集的实验装置。
(1)仪器的名称：a是_____，b是_______。
(2)若用B装置制取氧气，反应的化学方程式为___________________，收
集装置可以是__________(填标号)，依据是________________________
__________________________________________。
(3)检查B装置气密性的操作是___________________________________
_____________________________________________________________
_________________________________，若用该装置制取氧气并能控制
反应速率，需要对装置进行的改进是_______________________。
试管
酒精灯
2H2O2 2H2O+O2↑
D(或E或F)
氧气的密度比空气的大(或
氧气不易溶于水，也不与水反应，与前空对应)
用弹簧夹夹住胶皮管，向长颈漏斗中加
水，使水浸没长颈漏斗下端，并使长颈漏斗中的液面高于锥形瓶中的
液面，观察水柱是否变化(合理即可)
将长颈漏斗换成分液漏斗
====
MnO2
(4)用向上排空气法收集氧气证明已收集满的方法是_________________
_______________________________________________。
(5)若用E装置干燥氧气，气体应从__(填“m”或“n”)端进入，该装置
中可盛放的液体是_______。
将带火星的木条放
在集气瓶瓶口，如果木条复燃，说明已满，否则不满
n
浓硫酸
(6)若用A装置制取氧气，并用排水法收集，实验操作步骤如下：①点燃
酒精灯并收集气体；②熄灭酒精灯；③加入药品并固定仪器；④检查装
置的气密性；⑤从水槽中撤出导管。正确的操作顺序是__(填字母)。
A.③④①②⑤ B.④③①②⑤
C.④③①⑤② D.①②③④⑤
C
(7)某同学用(6)中步骤制取氧气，实验过程中试管发生了炸裂，请你帮
他分析试管炸裂可能的原因：____________________________________
________________________(写一条即可)。
试管口向上倾斜(或试管底部接触到灯芯
或加热时试管外壁有水等)

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