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第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
第1课时
1.宏观辨识与微观探析：能从宏观角度认识空气的组成（混合物），从微观角度理解纯净物与混合物的区别，建立“物质性质决定用途”的观念。
2.科学探究与实践：掌握测定空气中氧气含量的实验原理、操作及误差分析；能设计改进实验装置，提升实验创新能力。
3.证据推理与模型认知：通过拉瓦锡实验及红磷燃烧实验，建立“气体消耗→压强减小→液体倒流”的压强变化模型，培养基于证据的逻辑推理能力。
4.科学态度与社会责任：了解空气污染的危害及防治措施，树立环保意识，关注空气质量日报，践行低碳生活。
1、空气的发现史：
1774年，法国化学家 用定量的方法研究了空气的成分，得出空气由
和 组成，其中氧气约占空气总体积的 。
2、空气的组成（体积分数）：
氮气（N ）： 氧气（O ）： 稀有气体：
二氧化碳（CO ）： 其他气体和杂质：
记忆口诀：氮七八，氧二一，零点九四是稀气，二氧化碳零零四，零零二是杂气。
3、物质分类：
纯净物：只由 物质组成（如：氧气、氮气、五氧化二磷、冰水混合物）。
混合物：由 或 物质混合而成（如：空气、海水、稀有气体、澄清石灰水）。
4、空气的用途与保护：
氧气： （潜水、医疗）、支持燃烧（炼钢、气焊）。
氮气：化学性质不活泼，作 （食品防腐、灯泡填充）、制硝酸和氮肥、液氮作制冷剂。
稀有气体：化学性质稳定，作 ；通电发出不同颜色的光，作电光源（霓虹灯）。
污染物： 、 、 、O 、可吸入颗粒物（PM2.5/PM10）。
防治：使用清洁能源、工厂废气处理、植树造林。
1. 实验原理
利用红磷燃烧消耗密闭容器内的 氧气，生成 五氧化二磷固体，使容器内 压强减小，在大气压作用下，烧杯中的水被压入集气瓶，进入水的体积即为 消耗氧气的体积。
2. 实验现象
红磷燃烧，产生 大量白烟（注意：不是白雾），放出热量。
冷却至室温后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的 1/5。
3. 误差分析（高频考点）
4. 药品选择要求
能且只能与空气中的氧气反应。
生成物必须是固体，不能是气体（否则瓶内压强几乎不变，水无法倒吸）。
反例： 不能用木炭/硫（生成气体）、铁丝（空气中不燃烧）、镁（能与氮气反应）。
5. 数字化实验拓展
现代实验常利用 氧气传感器 或 压强传感器 实时监测。
压强曲线：先上升（燃烧放热，气体膨胀）→ 后下降（氧气消耗+温度降低）→ 最后稳定（低于初始压强）。
改进装置：如使用白磷（着火点低，可热水引燃，无需打开瓶塞）、铜粉加热法（注射器推拉，反应更充分）。
1. (2024·江苏盐城) 空气是一种宝贵的资源，其中含量最高且常用作保护气的是（ ）
A. N B. O C. He D. CO
2. (2024·江苏扬州) 下列物质的性质和用途对应关系正确的是（ ）
A. 氧气具有可燃性，可用于炼钢
B. 稀有气体化学性质稳定，可用作保护气
C. 金刚石无色透明，可用于切割玻璃
D. 液氮气化吸热，可用于制造低温环境
3. (2025·江苏淮安) 2025年世界环境日，我国确定的主题为“美丽中国我先行”。下列做法不符合该主题的是（ ）
A. 露天焚烧秸秆 B. 垃圾分类投放
C. 积极植树造林 D. 倡导低碳出行
4. (2023·江苏常州) 下列属于空气质量报告中需要监测的污染物是（ ）
A. 水蒸气 B. 氢气 C. 氧气 D. 颗粒物PM2.5
5. (2024·江苏徐州) 取足量发热剂测定空气中氧气的含量，装置如图，气密性良好。广口瓶容积为150mL，量筒内水的体积为50mL。一段时间后，打开弹簧夹，进入瓶内的水的体积最多为______ mL。
6. (2024·辽宁) 地球大气中含量最多的气体是（ ）
A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 氢气
7. (2023·广东) 下列物质属于混合物的是（ ）
A. 液氧 B. 冰水混合物 C. 洁净的空气 D. 高锰酸钾
8. (2022·四川成都) 下列有关空气的说法正确的是（ ）
A. 空气中氧气的质量分数约为21%
B. 氮气化学性质不活泼，可用作食品防腐
C. 稀有气体通电发光是化学变化
D. 二氧化碳是空气污染物
9. (2023·湖南岳阳) 在测定空气中氧气含量的实验中，下列操作会导致结果偏小的是（ ）
A. 红磷过量 B. 装置漏气
C. 未冷却就打开弹簧夹 D. 弹簧夹未夹紧
10. (2024·山东烟台) 下列空气成分的用途中，主要利用其物理性质的是（ ）
A. 医疗上用液氮冷冻麻醉 B. 工业上氮气制氨气
C. 氧气供给呼吸 D. 二氧化碳用于光合作用
11. (2023·北京) 下列物质不属于空气污染物的是（ ）
A. SO B. NO C. CO D. PM2.5
12. (2022·河北) 下列关于空气的说法错误的是（ ）
A. 空气是一种宝贵的自然资源
B. 空气中氮气的体积分数约为78%
C. 稀有气体可用于制造霓虹灯
D. 氧气能支持燃烧，可作燃料
13. (2024·河南) 某同学用红磷测定空气中氧气含量，实验后发现进入集气瓶的水少于1/5，原因不可能是（ ）
A. 红磷量不足 B. 装置气密性不好
C. 未冷却至室温就打开弹簧夹 D. 燃烧匙伸入过慢
14. (2023·福建) 下列做法有利于保护空气的是（ ）
A. 加高烟囱排放废气 B. 露天焚烧垃圾
C. 推广使用新能源汽车 D. 大力发展火力发电
15. (2025·模拟·全国卷) 利用传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化，下列说法错误的是（ ）
A. 红磷要足量
B. 曲线上升段是因为燃烧放热，气体膨胀
C. 曲线下降段是因为氧气被消耗且温度降低
D. 若用木炭代替红磷，气压变化趋势基本一致
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第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
第1课时
1.宏观辨识与微观探析：能从宏观角度认识空气的组成（混合物），从微观角度理解纯净物与混合物的区别，建立“物质性质决定用途”的观念。
2.科学探究与实践：掌握测定空气中氧气含量的实验原理、操作及误差分析；能设计改进实验装置，提升实验创新能力。
3.证据推理与模型认知：通过拉瓦锡实验及红磷燃烧实验，建立“气体消耗→压强减小→液体倒流”的压强变化模型，培养基于证据的逻辑推理能力。
4.科学态度与社会责任：了解空气污染的危害及防治措施，树立环保意识，关注空气质量日报，践行低碳生活。
1、空气的发现史：
1774年，法国化学家 拉瓦锡 用定量的方法研究了空气的成分，得出空气由 氧气 和 氮气 组成，其中氧气约占空气总体积的 1/5。
2、空气的组成（体积分数）：
氮气（N ）：78%
氧气（O ）：21%
稀有气体：0.94%
二氧化碳（CO ）：0.04%
其他气体和杂质：0.02%
记忆口诀：氮七八，氧二一，零点九四是稀气，二氧化碳零零四，零零二是杂气。
3、物质分类：
纯净物：只由一种物质组成（如：氧气、氮气、五氧化二磷、冰水混合物）。
混合物：由两种或两种以上物质混合而成（如：空气、海水、稀有气体、澄清石灰水）。
4、空气的用途与保护：
氧气：供给呼吸（潜水、医疗）、支持燃烧（炼钢、气焊）。
氮气：化学性质不活泼，作保护气（食品防腐、灯泡填充）、制硝酸和氮肥、液氮作制冷剂。
稀有气体：化学性质稳定，作保护气；通电发出不同颜色的光，作电光源（霓虹灯）。
污染物：SO 、NO 、CO、O 、可吸入颗粒物（PM2.5/PM10）。
防治：使用清洁能源、工厂废气处理、植树造林。
1. 实验原理
利用红磷燃烧消耗密闭容器内的 氧气，生成 五氧化二磷固体，使容器内 压强减小，在大气压作用下，烧杯中的水被压入集气瓶，进入水的体积即为 消耗氧气的体积。
2. 实验现象
红磷燃烧，产生 大量白烟（注意：不是白雾），放出热量。
冷却至室温后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的 1/5。
3. 误差分析（高频考点）
4. 药品选择要求
能且只能与空气中的氧气反应。
生成物必须是固体，不能是气体（否则瓶内压强几乎不变，水无法倒吸）。
反例： 不能用木炭/硫（生成气体）、铁丝（空气中不燃烧）、镁（能与氮气反应）。
5. 数字化实验拓展
现代实验常利用 氧气传感器 或 压强传感器 实时监测。
压强曲线：先上升（燃烧放热，气体膨胀）→ 后下降（氧气消耗+温度降低）→ 最后稳定（低于初始压强）。
改进装置：如使用白磷（着火点低，可热水引燃，无需打开瓶塞）、铜粉加热法（注射器推拉，反应更充分）。
1. (2024·江苏盐城) 空气是一种宝贵的资源，其中含量最高且常用作保护气的是（ ）
A. N B. O C. He D. CO
答案：A
解析： 空气中氮气（N ）体积分数约为78%，含量最高；且氮气化学性质不活泼，常用作食品防腐、灯泡填充等保护气。
2. (2024·江苏扬州) 下列物质的性质和用途对应关系正确的是（ ）
A. 氧气具有可燃性，可用于炼钢
B. 稀有气体化学性质稳定，可用作保护气
C. 金刚石无色透明，可用于切割玻璃
D. 液氮气化吸热，可用于制造低温环境
答案：B
解析： A错误，氧气具有助燃性，不可燃；B正确，稀有气体化学性质稳定，作保护气；C错误，切割玻璃利用硬度大；D正确，但本题为单选，B选项更符合“空气成分”主题且表述无误，若D为“液氮作冷冻剂”亦对，但通常考查稀有气体或氮气性质。注：若原题D选项为“液氮作冷冻剂”，则B、D均对，此处按典型考点选B，强调化学性质与用途关系。
3. (2025·江苏淮安) 2025年世界环境日，我国确定的主题为“美丽中国我先行”。下列做法不符合该主题的是（ ）
A. 露天焚烧秸秆 B. 垃圾分类投放
C. 积极植树造林 D. 倡导低碳出行
答案：A
解析： 露天焚烧秸秆会产生大量烟尘和有害气体，污染空气，不符合环保主题。
4. (2023·江苏常州) 下列属于空气质量报告中需要监测的污染物是（ ）
A. 水蒸气 B. 氢气 C. 氧气 D. 颗粒物PM2.5
答案：D
解析： 计入空气质量评价的污染物包括：SO 、NO 、CO、O 、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）。水蒸气、氢气、氧气不属于污染物。
5. (2024·江苏徐州) 取足量发热剂测定空气中氧气的含量，装置如图，气密性良好。广口瓶容积为150mL，量筒内水的体积为50mL。一段时间后，打开弹簧夹，进入瓶内的水的体积最多为______ mL。
答案：30
解析： 氧气约占空气体积的1/5。广口瓶内空气体积为150mL，则氧气体积约为
6. (2024·辽宁) 地球大气中含量最多的气体是（ ）
A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 氢气
答案：B
解析： 空气中氮气约占78%，是含量最多的气体。
7. (2023·广东) 下列物质属于混合物的是（ ）
A. 液氧 B. 冰水混合物 C. 洁净的空气 D. 高锰酸钾
答案：C
解析： 洁净的空气仍含有氮气、氧气等多种成分，属于混合物；
液氧、冰水混合物（只有H O）、高锰酸钾均为纯净物。
8. (2022·四川成都) 下列有关空气的说法正确的是（ ）
A. 空气中氧气的质量分数约为21%
B. 氮气化学性质不活泼，可用作食品防腐
C. 稀有气体通电发光是化学变化
D. 二氧化碳是空气污染物
答案：B
解析： A错误，是体积分数；B正确；C错误，通电发光是物理变化；
D错误，CO 是空气成分，不是污染物（但过量会导致温室效应）。
9. (2023·湖南岳阳) 在测定空气中氧气含量的实验中，下列操作会导致结果偏小的是（ ）
A. 红磷过量 B. 装置漏气
C. 未冷却就打开弹簧夹 D. 弹簧夹未夹紧
答案：B
解析： A红磷过量是为了耗尽氧气，结果准确；B装置漏气，外界空气进入，瓶内压强差减小，进入水减少，结果偏小；C未冷却，气体膨胀，进入水减少，结果偏小；D弹簧夹未夹紧，燃烧时气体逸出，结果偏大。注：B和C均会导致偏小，若为单选，通常考查“装置漏气”或“未冷却”的典型错误，此处B、C均为正确原因，考试中需根据选项设置选择，若多选则选BC，单选通常B更常见。
10. (2024·山东烟台) 下列空气成分的用途中，主要利用其物理性质的是（ ）
A. 医疗上用液氮冷冻麻醉 B. 工业上氮气制氨气
C. 氧气供给呼吸 D. 二氧化碳用于光合作用
答案：A
解析： A利用液氮气化吸热，是物理性质；B、C、D均涉及化学反应，利用化学性质。
11. (2023·北京) 下列物质不属于空气污染物的是（ ）
A. SO B. NO C. CO D. PM2.5
答案：C
解析： CO 是空气的固有成分，不属于空气污染物。
12. (2022·河北) 下列关于空气的说法错误的是（ ）
A. 空气是一种宝贵的自然资源
B. 空气中氮气的体积分数约为78%
C. 稀有气体可用于制造霓虹灯
D. 氧气能支持燃烧，可作燃料
答案：D
解析： 氧气具有助燃性，但本身不可燃，不能作燃料。
13. (2024·河南) 某同学用红磷测定空气中氧气含量，实验后发现进入集气瓶的水少于1/5，原因不可能是（ ）
A. 红磷量不足 B. 装置气密性不好
C. 未冷却至室温就打开弹簧夹 D. 燃烧匙伸入过慢
答案：D
解析： A、B、C均导致结果偏小；D燃烧匙伸入过慢，瓶内空气受热逸出，导致结果偏大。
14. (2023·福建) 下列做法有利于保护空气的是（ ）
A. 加高烟囱排放废气 B. 露天焚烧垃圾
C. 推广使用新能源汽车 D. 大力发展火力发电
答案：C
解析： A只是转移污染，未减少总量；B、D增加污染；C减少尾气排放，利于保护空气。
15. (2025·模拟·全国卷) 利用传感器测定红磷燃烧时集气瓶内气压变化，下列说法错误的是（ ）
A. 红磷要足量
B. 曲线上升段是因为燃烧放热，气体膨胀
C. 曲线下降段是因为氧气被消耗且温度降低
D. 若用木炭代替红磷，气压变化趋势基本一致
答案：D
解析： 木炭燃烧生成CO 气体，瓶内气体分子数几乎不变，压强变化不大，不会出现明显的“先升后降再稳定低于初始值”的趋势，水也不会倒吸。
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