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沪教版化学九年级上册
《第2 章空气与水资源》第 1 节 空气的组成
【基础篇】
1．下列各组物质中一定属于纯净物的是
A．臭氧 B．洁净的空气
C．仅含碳氧两种元素的物质 D．稀有气体
2．空气是一种宝贵的自然资源，下列有关说法正确的是
A．空气是由空气分子构成的
B．利用氮气化学性质不活泼，可用作保护气
C．通常，空气中氧气的质量分数为21%
D．稀有气体化学性质不活泼，可用于制造电光源
3．中国空间站实现常态化有人值守。空间站中的“人造空气”与地球空气成分含量基本相同，其中体积分数最大的是
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体
4．空气是人类生存必备资源，下列关于空气及其成分说法错误的是
A．氧气可供给动植物呼吸 B．氮气化学性质稳定，可作食品保护气
C．二氧化碳属于空气污染物 D．稀有气体可制作多种用途的电光源
5．下列物质属于纯净物的是
A．纯牛奶 B．矿泉水 C．冰水混合物 D．澄清石灰水
6．某化学兴趣小组完成了两个“空气中氧气含量测定”的实验。下列说法正确的是
A．实验一中红磷燃烧产生大量白雾
B．实验一中若氧气含量测定结果偏小，可能原因是燃烧匙缓慢伸入集气瓶中
C．实验二中点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝由黑色变成红色
D．实验二中来回推拉两端注射器活塞目的是让铜丝耗尽装置内氧气
7．阅读下面科普短文，结合所学知识回答相关问题。
稀有气体包括氦、氖、氩、氪、氙和氡6种气体，约占空气体积的0.94%，常温常压下，稀有气体都是无色无味，微溶于水，且熔点和沸点都很低。由于稀有气体元素原子的最外层电子排布结构都是稳定结构，所以它们的化学性质非常稳定，但在一定条件下，氙气(Xe)可与氟气(F2)发生反应，生成四氟化氙(XeF4)。
工业上，制取稀有气体是通过将液态空气蒸馏(即利用物质的沸点不同进行分离)，得到稀有气体的混合物，再用活性炭低温吸附法，将稀有气体分离开来。
在焊接精密零件时，常用氩气作保护气。氦气是除了氢气外的最轻气体，通常用氦气代替氢气应用在飞艇中，不会着火和发生爆炸。利用稀有气体通电时发出色彩绚丽的光芒，可以制成霓虹灯。
根据上述文章内容，回答下列问题。
(1)稀有气体约占空气的体积分数是______。
(2)工业上用液态空气制备稀有气体，发生______(填“物理”或“化学”)变化。
(3)稀有气体的物理性质有______。(写出一点即可)
(4)氙气与氟气反应生成四氟化氙的文字表达式是__________________。
(5)在焊接精密零件时，常用氩气作保护气和选用氦气代替氢气应用于飞艇，都利用到稀有气体的化学性质____________；稀有气体可以制作霓虹灯，是利用其____________的物理性质。
8．工业上可以利用“分离液态空气法”制氧气，工艺流程如下图，请回答问题。
(1)经步骤1处理后的空气属于___________(填“纯净物”或“混合物”)，经步骤2得到液态空气，此过程属于___________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)根据表中数据：控制温度的范围为___________。本工艺是利用氮气和氧气的___________不同将其汽化分离。
物质
沸点/ 100
(3)还可以通过“膜分离法”制氧气，膜分离法的原理是在一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，而其余气体不能透过，以得到含氧量较高的富氧空气。据此推测氧分子比氮分子体积___________。(填“大”或“小”)
【能力篇】
9．如图为佛山市某时刻的空气质量日报，下列说法正确的是
A．当前空气质量首要污染物为臭氧
B．空气质量指数越高，空气质量状况越好
C．当前空气质量适合极少数敏感人群户外活动
D．二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳属于空气质量主要污染物
10．某学习小组同学设计了如图装置进行测定空气中氧气含量的实验，夹紧弹簧夹，将足量的红磷和木炭分别点燃后放入甲、乙两个集气瓶中，待反应结束恢复至室温后，再打开弹簧夹。下列有关叙述正确的是
A．点燃后应将红磷和木炭迅速伸入集气瓶中
B．测定空气中氧气含量只能用物质燃烧的方法
C．实验结束恢复至室温后，两个集气瓶中的实验现象相同
D．该实验证明，测定空气中氧气含量时可用木炭代替红磷
11．利用图甲装置测定空气中氧气的含量，并结合现代传感器技术测得实验过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度随时间的变化情况，结果如图乙所示。下列说法错误的是
A．该实验中氧气并未完全反应
B．反应开始时压强增大是因为反应放热，温度升高
C．容器内氧气被消耗的全过程对应bc段的变化进程
D．时刻后压强增大是由于打开了弹簧夹，水倒吸进入集气瓶
12．如图所示是测定空气中氧气含量的创新实验装置（夹持装置已省略，试管底部有开口，红磷足量），对该实验认识正确的是
A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾
B．推论：实验后玻璃管中剩余气体具有可燃性
C．分析：实验后冷却至室温试管内液面升至“4”
D．评价：改用电热棒加热可减少对空气环境的污染
13．如图是混合物、纯净物、单质、化合物之间的关系图，若和分别表示单质和化合物，则下列物质属于Y的是
A．冰水混合物 B．不锈钢 C．双氧水 D．食盐水
14．氮气在一定条件下会变为超临界流体(称为超临界氮气)，超临界氮气具有极强的扩散能力和溶解能力。下列说法中不正确的是
A．超临界氮气的化学式可能是N2
B．超临界氮气可能具有助燃性
C．超临界氮气可能在某些特定的条件下作溶剂使用
D．氮气变成超临界氮气的过程属于物理变化
15．科普阅读，回答下列问题
臭氧()在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定，一旦受热极易转化成氧气，并放出大量的热。臭氧的氧化能力比氧气强得多，可以支持燃烧。空气中的氧气在高压放电的条件下能转化为臭氧，臭氧在地面附近的大气层中含量极少，在离地面约25 km处有一个厚度极薄的臭氧层。臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的伤害。
超音速飞机排出的废气中的一氧化碳、一氧化氮等气体，家用电冰箱中使用的制冷剂“氟利昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而使更多的紫外线照射到地球表面，导致皮肤癌的发病率大大增加。
臭氧具有较强的杀菌能力，研究人员用臭氧分析仪监测紫外灯照射产生的臭氧浓度随时间的变化，实验结果如图1，还通过实验研究了臭氧浓度与其杀菌效果的关系(如图2)。
阅读分析，解决问题：
(1)臭氧的物理性质________，化学性质________，
(2)写出氧气转化成臭氧的符号表达式________。
(3)为保护臭氧层，应采取的措施是________(写1条)。
(4)将带火星的木条伸入盛有臭氧的集气瓶中，可以观察到的现象是________。
(5)由图1可知，紫外灯照射时间相同时，氧气产生的臭氧量比空气产生的臭氧量________(选填“大”或“小”)。
(6)由图2可知，臭氧浓度与其杀菌效果的关系是________。
16．阅读下面科普短文。
纯净的臭氧(O3)在常温下是天蓝色的气体，有难闻的鱼腥气味，不稳定，易转化为氧气。它虽然是空气质量播报中提及的大气污染物，但臭氧层中的臭氧能吸收紫外线，保护地面生物不受伤害。而且近年来臭氧的应用发展较快，很受人们的重视。生产中大量使用的臭氧通常由以下方法制得。臭氧处理饮用水。早在19世纪中期的欧洲，臭氧已被用于饮用水处理。由于臭氧有强氧化性，可以与水中的有害化合物(如硫化铅)发生反应，处理效果好，不会产生异味。臭氧做漂白剂。许多有机色素的分子遇臭氧后会被破坏，成为无色物质。因此，臭氧可作为漂白剂，用来漂白麻、棉、纸张等。实践证明，臭氧的漂白作用是氯气的15倍之多。臭氧用于医用消毒。与传统的消毒剂氯气相比，臭氧有许多优点，可杀灭一切微生物，包括细菌、病毒、芽孢等，而臭氧很快转化为氧气，无二次污染，高效环保。
依据文章内容回答下列问题。
(1)臭氧的物理性质有_______(写出1条即可)。
(2)臭氧处理饮用水时，利用了臭氧的_______(填“物理”或“化学”)性质。
(3)下列关于臭氧的说法中，错误的是_______。
A．臭氧具有较强的氧化性，可做漂白剂
B．由氧气制得臭氧的过程中，既有物理变化也有化学变化
C．臭氧在生产生活中有很多用途，对人类有益无害
D．臭氧稳定性差，易转化为氧气
17．铜在初中化学多个经典实验中占据重要地位，化学兴趣小组开展了以下实验活动。回答相关问题：
(1)若利用甲装置来测定空气中氧气的含量，请写出甲装置硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：______。
(2)甲装置在加热过程中，缓慢推拉注射器活塞的目的是______。已知玻璃管中气体体积为50mL，实验中注射器活塞位置由20mL移至7mL刻度处，则实验测得空气中氧气的体积分数为______（结果精确到0.1%）。
(3)利用装置乙验证质量守恒定律，其中小气球的作用有形成密闭环境和______。所测得的数据中AC段含量略有下降的原因可能是______。
(4)实验中铜粉的量不足，对______（填“甲”、“乙”或“甲和乙”）装置的实验结果有影响。
(5)有同学认为用装置乙测定空气中氧气含量更精确，你______（填“同意”或“不同意”）他的观点。
试卷第1页，共3页
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沪教版化学九年级上册
《第2 章空气与水资源》第 1 节 空气的组成参考答案
【基础篇】
1．A
2．B
3．B
4．C
5．C
6．D
7．(1)0.94%
(2)物理
(3)常温常压下无色无味或微溶于水或熔点和沸点很低
(4)
(5) 化学性质稳定 通电时能发出不同颜色的光
8．(1) 混合物 物理
(2) -196℃(3)小
【能力篇】
9．A
10．A
11．C
12．D
13．A
14．B
15．(1) 淡蓝色、有鱼腥臭味的气体 不稳定、氧化能力强、可以支持燃烧
(2)
(3)飞机排放的废气经处理后再排放，少用或不用“氟利昂”制冷剂等
(4)带火星的木条复燃
(5)大
(6)在一定浓度范围内，臭氧浓度越大，其杀菌效果越好
16．(1)常温下是天蓝色的气体（合理即可）
(2)化学
(3)C
17．(1)
(2) 使铜粉和氧气充分反应 18.6%
(3) 调节气压（或缓冲） 铜与氧气反应消耗了氧气
(4)甲和乙
(5)同意
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课题名称 第2章第1节 空气的组成 课型 新授课
教学内容分析 教材地位与作用 本节课是第二章《空气与水资源》开篇内容，是学生首次系统研究身边熟悉的气体混合物，承接前期基础实验操作（装置气密性检查、气体收集），为后续氧气、二氧化碳性质与制取、物质分类打下核心基础。空气成分探究实验是初中化学第一个定量测定实验，建立 “利用压强差测定气体体积” 的实验思维，纯净物、混合物的分类是物质体系分类的起点，氮气、稀有气体性质用途建立 “性质决定用途” 化学核心观念，同时渗透化学史，培养科学探究精神。 2、教学分析 本课以 “看不见的空气” 为线索，从生活现象证明空气存在→定量实验测定氧气含量→空气各成分体积分数→物质分类（纯净物 / 混合物）→氮气、稀有气体性质与用途→空气发现化学史逐层推进。核心实验红磷测氧气体积分数融合装置气密性、压强变化、误差分析多考点，兼具操作、计算、逻辑推理；纯净物与混合物辨析是易混淆基础概念，结合生活实例降低理解难度；空气各成分用途紧密联系生活，体现化学服务生活。 3.教学重点难点 重点：红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验原理、现象、结论； 空气各成分体积分数； 纯净物与混合物的区分； 氮气、稀有气体的性质与对应用途。 难点：红磷实验误差偏大 / 偏小的原因分析； 压强差实验原理理解； 纯净物、混合物概念辨析（不能凭字面判断）。
学情分析 九年级学生已具备基础实验操作能力，生活中熟悉呼吸、燃烧、充气零食等空气相关现象，但无法从化学定量角度分析气体组成；初步认识简单物质，未建立 “混合物、纯净物” 分类思维；对实验压强变化、密闭体系变化逻辑理解薄弱，容易混淆质量分数与体积分数，实验误差分析逻辑不完整。教学需结合生活图示、动画、分组讨论拆解难点，用直观实验降低抽象压强理解难度。
学习目标 1.科学思维 能根据红磷实验现象推理氧气在空气中的体积占比，建立 “消耗气体→压强减小→液体倒吸” 逻辑模型；能依据物质组成种类区分纯净物、混合物，形成物质分类思维；结合氮气、稀有气体性质推导用途，建立 “性质决定用途” 化学思维。 2. 探究实践 掌握装置气密性检查、红磷测氧气含量实验操作流程；能独立分析实验误差，说出测量结果大于 / 小于 1/5 的全部成因；能动手完成空气 “捕获” 小实验，理解排水法转移气体原理。 3. 科学观念 明确空气是由多种气体组成的混合物，熟记各成分体积分数；认识氮气、稀有气体化学性质稳定，对应生活、工业多种应用；知道剩余氮气难溶于水、不燃不助燃的物理、化学性质。 4. 态度责任 通过舍勒、普利斯特利、拉瓦锡探究空气的化学史，体会科学家严谨求实、持续探究的科学精神；了解空气是宝贵自然资源，树立爱护空气、合理利用空气成分资源的意识。
学习评价 自我评价表
项目 评价内容 掌握情况
很好 一般 不好
科学知识 1 熟记空气各成分体积分数
2 区分纯净物、混合物
3 掌握氮气、稀有气体性质与用途
探究能力 1. 说出红磷实验原理、现象、结论 2. 完整分析实验偏大 / 偏小误差 3. 会检查装置气密性
科学态度 主动参与小组讨论，认真观察实验，主动思考化学史相关问题
小组评价表
评价内容 得分标准 成员一 成员二 成员 三
团队精神 5 分：主动分工，积极交流讨论； 3 分：能参与沟通； 1 分：独自完成，不参与合作
实施能力 5分：能准确设计详细的实验过程和所用实验道具。 3分：能设计出大概方框架，但不够准确和详细。 1分：不能设计出任何过程和方案。
结果展示能力 5分：表述清晰完整，科学、客观、简洁。 3分：表述完整度和清晰度一般。 1分：不能有效表述实验结果和结论。
总分
设计思路 本节课以 “激趣 — 认知 — 升华” 为主线开展教学，遵循九年级学生认知规律。开篇利用烟花、新药、合成材料等生活化学场景创设问题，激发学生求知欲；课堂核心依托多组趣味演示实验，让学生直观感受化学变化的奇妙，落实基础概念教学；随后梳理中外化学发展史，重点突出中国古代冶金、制陶、火药与近代、当代化学家贡献，渗透德育；再结合粮食、能源、新材料、医药四大领域实例，讲解化学服务社会的价值；最后通过课堂练习巩固知识点，课堂小结梳理知识框架，分层作业实现课后巩固拓展。全程采用实验探究、小组讨论、案例分析相结合的教学方式，以学生为主体，落实四大化学核心素养，打破 “化学枯燥、化学污染环境” 的片面认知，树立正确化学价值观。
教学流程
学习活动设计
任务一：创设情境，新知导入
教师活动 学生活动 学习评价
1.展示吸气、呼气、植物光合作用示意图，提问：空气看不见摸不着，如何证明空气真实存在？我们呼吸、植物生长都离不开空气，空气里到底有什么物质？ 2.组织学生自由发言，梳理学生生活感知，引出本节课主题《空气的组成》，出示本节课素养目标。 观察图片，结合生活举例证明空气存在（吹气球、塑料袋鼓起来、刮风等），思考空气成分，齐读课堂学习目标。 观察学生发言积极性，能否主动思考空气组成相关问题，课堂参与度打分；
设计意图：利用生活熟悉场景激趣，将抽象空气具象化，明确本节课学习任务，激发探究欲望。
任务二：基础实验 — 空气捕获与气密性检查
教师活动 学生活动 学习评价
1.展示空气捕获装置，讲解原理：分液漏斗加水挤压瓶内空气，利用排水法将左瓶空气转移至右瓶； 2.演示装置气密性检查操作：连接仪器、手握试管、观察导管气泡、松手形成稳定水柱，讲解判断气密性良好标准。 3.巡回指导学生小组模拟操作，纠正错误操作。 小组观察装置、复述实验原理，分组动手模拟气密性检查，记录实验现象，总结气密性合格现象。 巡查操作规范性，能否准确说出气密性良好的两种现象。
设计意图：铺垫密闭体系、压强变化基础知识点，为红磷定量实验做原理铺垫，落实基础实验操作技能。
任务三：核心探究 —红磷测定空气中氧气含量
教师活动 学生活动 学习评价
1.展示整套红磷实验装置，标注仪器名称（集气瓶、燃烧匙、弹簧夹、导管、烧杯）； 2.讲解实验原理：红磷燃烧消耗密闭容器内氧气，生成固体五氧化二磷，瓶内压强减小，大气压将水压入集气瓶，进水体积 = 消耗氧气体积；板书文字表达式：红磷 + 氧气点燃五氧化二磷； 3.完整演示实验，分步讲解现象：燃烧时白烟放热、冷却后开弹簧夹水倒吸约 1/5； 4.组织分组讨论三大问题： ① 进水体积小于 1/5、大于 1/5 分别有哪些原因？ ② 蜡烛燃烧生成气体，能否替代红磷？为什么？ ③ 水只上升 1/5 不再上升，说明剩余氮气有什么性质？ 5.汇总学生讨论结果，梳理完整误差原因、实验药品选择要求、氮气性质。 观察实验全过程，记录实验现象；小组合作讨论问题，代表发言分享结论；整理误差分析笔记，理解压强差核心逻辑。 抽查笔记完整性，提问氮气相关性质作答情况；
设计意图：本节课重难点突破，通过演示 + 讨论拆解定量实验逻辑，培养实验分析、误差推理的科学探究能力。
任务四：空气成分、纯净物与混合物学习
教师活动 学生活动 学习评价
1.出示空气成分体积分数饼状图，带领学生背诵各气体占比：氮气 78%、氧气 21%、稀有气体 0.94%、二氧化碳 0.03%、其他杂质 0.03%，强调是体积分数而非质量分数； 2.给出混合物、纯净物定义，讲解判断依据：看物质种类多少，与字面无关； 3.出示物质清单：干净空气、五氧化二磷、澄清石灰水、冰水共存物、液氧、河水，组织学生快速分类辨析。 记忆空气各成分占比，完成物质分类练习，区分易混淆物质（冰水混合物为纯净物、洁净空气为混合物） 批改课堂小练习，重点关注 “冰水混合物、洁净空气” 易错项。
设计意图：夯实基础概念，纠正 “洁净 = 纯净” 常见误区，建立物质分类框架。
任务五：氮气、稀有气体性质与用途
教师活动 学生活动 学习评价
1.分别讲解氮气、稀有气体物理、化学性质：氮气无色无味难溶于水，化学性质稳定；稀有气体无色无味，化学性质极不活泼，通电发光； 2.结合实物图片讲解对应用途： 氮气：食品防腐、灯泡保护气、液氮低温制冷、制氮肥硝酸； 稀有气体：焊接保护气、霓虹灯电光源、氦气球、液氦低温环境； 3.总结规律：化学性质稳定→保护气，液氮 / 液氦汽化吸热→低温环境，稀有气体通电发光→电光源。 结合图片记忆性质与用途对应关系，理解 “性质决定用途” 核心规律 随机抽取氮气、稀有气体任意用途，让学生说出对应性质；
设计意图：联系生活实例，让化学知识落地，建立物质性质与应用的关联思维。
任务六：拓展延伸 — 空气成分发现化学史
教师活动 学生活动 学习评价
介绍舍勒、普利斯特利率先制得氧气；拉瓦锡通过金属燃烧实验，首次证明空气由氮气、氧气组成，被称为近代化学之父，引导学生学习科学家坚持不懈、严谨求证的探究精神。 倾听化学史，简单记录关键科学家贡献，感悟科学探究过程。 观察学生课堂倾听状态、笔记记录情况
设计意图：落实态度责任素养，渗透化学人文教育。
课堂小结
教师活动 学生活动 学习评价
出示课堂思维导图，带领学生梳理本节课完整知识框架：空气组成（体积分数）→红磷定量实验→物质分类（纯净物 / 混合物）→氮气、稀有气体性质用途→空气探究化学史。 跟随教师回顾整节课重难点，完善课堂笔记。 抽查学生思维导图完成情况，检验整体知识掌握完整性。
设计意图：构建系统化知识网络，巩固本节课核心内容。
作业设计 1.书面作业：教材课后习题，重点完成红磷实验误差分析、纯净物混合物辨析题目； 2.梳理作业：手绘本节课知识思维导图； 3.实践拓展：回家寻找 3 种利用氮气 / 稀有气体性质的生活用品，标注对应的化学原理。
板书设计 2.1 空气的组成 一、空气成分（体积分数） N ：78% O ：21% 稀有气体：0.94% CO ：0.03% 其他：0.03% 二、氧气含量测定（红磷实验） 原理：红磷 + 氧气点燃五氧化二磷（固体），压强差进水 现象：大量白烟、放热；冷却进水约 1/5 误差分析 <1/5：红磷不足、装置漏气、未冷却开弹簧夹 >1/5：红磷伸入过慢、止水夹未夹紧 剩余 N 性质：难溶于水、不燃不助燃 三、物质分类 混合物：多种物质（空气、河水、石灰水） 纯净物：一种物质（O 、N 、冰水、五氧化二磷） 四、氮气 & 稀有气体 N ：性质稳定→保护气；液氮吸热→低温；制化肥 稀有气体：极稳定→保护气；通电发光→霓虹灯；氦气充气球
教学与反思 预设亮点 1.全程结合生活图片、实物素材，抽象压强、气体成分直观化，降低九年级学生理解难度； 2.核心实验采用 “演示 + 分组讨论” 模式，突破误差分析难点，落实探究实践素养； 3.贯穿 “性质决定用途”“物质分类” 两大化学核心思维，为后续学习铺垫； 融入化学史，兼顾知识教学与科学精神培养。 预设不足与改进 1.部分学生对密闭体系压强变化理解困难：课后补充简易针筒压强小实验，分层辅导； 2.误差分析易记混：整理对比表格，课后发放背诵清单； 3.课堂时间紧张，小组讨论时间不足：提前布置预习任务，压缩基础知识点讲解时长。

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