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《课题1 我们周围的空气（第二课时）》
班级：__________ 姓名：__________ 日期：__________
一、学习目标
化学观念：掌握氧气、氮气、稀有气体的核心性质与用途，建立“性质决定用途、用途体现性质”的基础化学观念，明晰空气是珍贵的自然资源。
科学思维：通过对比归纳气体用途、分析空气污染问题，培养逻辑推理与归纳思辨能力。
科学探究与实践：结合生活实例探究空气成分应用与污染问题，提升学以致用的实践能力。
科学态度与责任：树立绿色环保理念，主动关注空气质量，养成保护大气环境的责任意识。
二、新知导入
上节课我们通过实验测定了空气的组成，明确了空气是由多种成分组成的混合物。我们每天呼吸空气、依赖空气生存，看似普通的空气却维系着世间万物的生命活动。空气中的氧气、氮气、稀有气体各有什么独特本领？生活中焊接金属、食品防腐、霓虹灯发光等现象和空气成分有什么关联？当下雾霾、酸雨等空气污染问题频发，我们该如何科学保护空气？本节课将逐一探究这些问题。
三、课堂探究
板块一：空气是一种宝贵的资源
空气是人类和动植物赖以生存的基础自然资源，空气中各组分气体性质不同，用途也各不相同。本板块通过系列探究题，梳理氧气、氮气、稀有气体的性质与用途，构建性质与用途的对应关系。
探究1：氧气的性质与用途探究
1. 结合生活经验和已有知识，简述氧气的核心功能，列举生活、生产中氧气的常见应用场景。
2. 医疗急救中，危重病人需要吸氧维持生命，高原旅行人员会携带氧气瓶，请分析该应用体现了氧气的什么核心性质？
3. 工业炼钢、气焊、气割作业中，会大量使用纯氧替代空气，请说明纯氧在该类作业中的作用，对比普通空气燃烧与纯氧燃烧的差异。
4. 小组讨论：氧气的用途均由其化学性质决定，请总结氧气的两大核心化学性质，并对应匹配所有用途，验证“性质决定用途”的化学规律。
5. 拓展思考：氧气对人类生存至关重要，是否氧气含量越高对人类和自然越有利？请结合生活常识简要分析原因。
氧气是空气中含量第二的气体，也是生命活动不可或缺的物质。通过上述探究可发现，氧气的用途完全依托其化学性质展开。供给呼吸是氧气最基础的用途，一切动植物的呼吸作用都需要氧气参与，人体缺氧会出现头晕、窒息甚至死亡，因此医疗急救、潜水、登山、航天等场景都必须配备供氧设备。而支持燃烧是氧气的另一重要性质，可燃物在氧气中燃烧更剧烈、更充分，能够释放大量热量，因此被广泛用于工业炼钢、金属焊接与切割、火箭助燃等工业生产领域。同时我们也要明确，氧气并非越多越好，高浓度氧气会加速物质氧化、引发可燃物自燃，还会对人体呼吸系统造成损伤，维持空气中氧气的稳定含量，是生态平衡的重要保障。
探究2：氮气的性质与用途探究
1. 结合教材内容，归纳氮气的物理性质（颜色、状态、气味、溶解性）和核心化学性质。
2. 超市中的膨化食品包装袋内都会充入大量气体防止食品压碎、变质，该填充气体为氮气，请结合氮气性质分析氮气可作食品保护气的原因。
3. 工业生产中，金属焊接时常将氮气作为保护气，隔绝空气使用，请分析该操作的原理。
4. 医疗领域可利用液氮制作冷冻剂，用于冷冻治疗、保存生物样本，请推测液氮能实现低温冷冻的物理原因。
5. 农业生产中，氮气是合成氮肥的核心原料，请简述氮气对农业生产的重要意义。
6. 归纳总结：结合以上用途，完整梳理氮气的性质与用途的对应关系，强化性质决定用途的认知。
氮气是空气中含量最高的气体，占空气体积的78%左右，是空气中含量最丰富的自然资源。氮气常温下是无色、无味的气体，难溶于水，物理性质稳定；最核心的特点是化学性质不活泼，常温下很难与其他物质发生化学反应，这也是氮气大多数用途的核心依据。正是因为化学性质稳定，氮气可以隔绝氧气和水分，防止食品被氧化变质、受潮损坏，因此广泛用于食品防腐保鲜；同时能隔绝空气中的氧气，避免高温焊接时金属被氧化，保障焊接质量。液氮沸点极低，汽化过程中会吸收大量热量，能够营造超低温环境，因此可用于医疗冷冻、食品速冻、科研低温保存等场景。此外，氮气是植物生长所需氮元素的重要来源，工业上利用氮气合成氨气、制作氮肥，有效提升农作物产量，支撑农业发展。氮气的各类用途，无一不体现出物质性质与用途的紧密关联。
探究3：稀有气体的性质与用途探究
1. 稀有气体包含哪些气体？为什么稀有气体曾被称为“惰性气体”？
2. 城市夜晚的霓虹灯、节日的彩色灯光绚烂多彩，其灯管内填充的是稀有气体，请分析稀有气体可制作电光源的原理。
3. 氦气可用于填充探空气球，替代易燃易爆的氢气，请结合氦气的性质分析其优势。
4. 精密仪器、激光设备生产中，常使用稀有气体作保护气，对比氮气保护气，分析稀有气体的特性优势。
5. 全面梳理稀有气体的物理、化学性质，分类总结其在照明、工业、科研、医疗领域的用途。
稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称，在空气中含量极低，因此得名稀有气体。其最核心的特征是化学性质极不活泼，常温、高温条件下都很难与其他物质发生化学反应，稳定性远高于氮气，因此旧称“惰性气体”。除此之外，稀有气体通电时能发出不同颜色的有色光，这是其独特的物理性质，也是霓虹灯、航标灯、闪光灯等电光源的制作原理，不同稀有气体通电发光颜色不同，可制作各类彩色照明设备。氦气密度远小于空气，且化学性质稳定、不易燃烧爆炸，安全性远超氢气，是探空气球、飞艇的理想填充气体。凭借极强的化学稳定性，稀有气体可作为高端保护气，用于精密仪器制造、激光焊接、半导体生产等高精度工业场景，防止设备和工件被氧化。部分稀有气体还可用于医疗麻醉、科研探测等领域，用途十分广泛。
板块二：保护大气环境
空气是宝贵的资源，但随着工业发展、人类活动加剧，大气污染问题日益严重，破坏了生态平衡，危害人体健康。本板块通过探究题目，掌握空气污染物、污染来源、危害及防治措施，树立环保责任意识。
探究4：空气污染物与污染来源探究
1. 结合生活所见，列举生活中常见的空气污染现象，初步判断对应的污染物。
2. 教材定义的计入空气质量指数的空气污染物主要有哪些？空气污染物是否包含空气中原有的氮气、氧气？说明理由。
3. 分类归纳空气污染的主要来源，分别从工业生产、交通运输、生活取暖、植被破坏四个维度梳理。
4. 辨析题：二氧化碳是空气污染物，会导致空气污染加剧，该说法是否正确？请说明原因。
空气污染物主要分为有害气体和烟尘两大类，其中计入空气质量指数的核心污染物包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、细颗粒物、臭氧等。氮气、氧气是空气的固有组成成分，不属于空气污染物。空气污染的来源具有多样性，工业生产会排放大量二氧化硫、氮氧化物、粉尘等污染物；机动车燃油燃烧会产生一氧化碳、氮氧化物、颗粒物，是城市空气污染的主要来源；冬季燃煤取暖、焚烧垃圾、秸秆会产生大量烟尘和有害气体；植被破坏会降低空气净化能力，加剧雾霾、沙尘天气。需要重点区分的是，二氧化碳是空气正常成分，不属于空气污染物，但二氧化碳含量过高会引发温室效应，导致全球气候变暖，属于生态环境问题，并非空气污染问题。
探究5：空气污染的危害探究
1. 结合自身生活体验，简述空气污染对人体健康会造成哪些危害。
2. 二氧化硫、二氧化氮等酸性气体排放过多，会引发哪种环境问题？该问题对土壤、农作物、建筑物有哪些破坏作用？
3. 雾霾天气频发会对交通、生态、气候造成哪些负面影响？
4. 小组合作总结：从人体健康、生态环境、社会生产三个维度，全面归纳空气污染的危害。
空气污染的危害覆盖人类生活、自然生态、社会发展的方方面面，危害极大。对人体健康而言，有害气体和颗粒物会刺激呼吸道、损伤心肺功能，引发哮喘、支气管炎、肺部疾病，长期吸入污染空气会大幅提升患病概率，危害人体生命健康。对生态环境而言，二氧化硫、二氧化氮溶于雨水会形成酸雨，酸雨会酸化土壤、污染水源，导致农作物减产、植被枯萎，还会腐蚀大理石、金属建筑物和文物古迹，造成不可逆的破坏。雾霾天气能见度大幅降低，会引发交通拥堵、交通事故，影响出行安全；同时雾霾会遮挡阳光，影响植物光合作用，破坏生态循环，还会加剧局部气候异常，引发极端天气。长期大气污染会破坏生态平衡，影响生物多样性，制约社会可持续发展。
探究6：空气污染的防治措施探究
1. 针对工业污染，可采取哪些科学有效的防治措施？
2. 为减少机动车尾气污染，国家和个人分别可以采取哪些举措？
3. 生活中常见的焚烧秸秆、燃煤取暖、乱扔垃圾等行为都会污染空气，我们日常可以通过哪些小事保护空气？
4. 结合空气质量保护的意义，谈谈青少年在大气环境保护中应承担的责任和义务。
5. 综合归纳：从工业、交通、生活、绿化、政策五个方面，系统梳理空气保护的完整措施。
防治空气污染需要国家、社会、个人共同发力，全方位、多维度开展治理工作。工业层面，工厂需安装废气净化处理装置，将有害废气处理达标后再排放；优化工业产业结构，淘汰高污染、高耗能产业，推广绿色清洁能源生产。交通层面，国家大力推广新能源汽车，普及清洁能源交通工具，完善公共交通体系，减少机动车上路数量；个人优先选择步行、骑行、公交出行，减少私家车使用。生活层面，杜绝焚烧秸秆、垃圾、落叶等行为，减少燃煤使用，优先使用天然气、电能等清洁能源。绿化层面，大力植树造林、种草固沙，植被可以吸附粉尘、吸收有害气体，有效净化空气、改善空气质量。政策层面，国家完善大气污染防治法律法规，加强空气质量监测和工业排污监管，对污染企业依法整治。作为青少年，我们不仅要自身践行绿色生活方式，还要主动宣传环保知识，带动身边人共同保护大气环境，守护蓝天白云。
探究7：综合拓展探究
1. 结合本节课所学知识，完整阐述“空气是一种宝贵的自然资源”的核心依据。
2. 用思维导图的逻辑，梳理本节课核心知识点：空气各成分用途、空气污染物、污染危害、防治措施。
3. 辨析：只要减少工业废气排放，就能彻底解决空气污染问题，该观点是否正确？说明理由。
四、课堂总结
课题1 我们周围的空气（第二课时）
一、空气是一种宝贵的资源（性质→用途）
1. 氧气：供给呼吸（医疗、潜水）、支持燃烧（炼钢、气焊）
2. 氮气：无色无味、难溶于水、化学性质稳定→食品防腐、焊接保护气、液氮制冷、制氮肥
3. 稀有气体：极不活泼、通电发光→电光源、保护气、氦气填充气球
二、保护大气环境
1. 污染物：SO 、NO 、CO、可吸入颗粒物、臭氧（CO 非污染物）
2. 污染来源：工业废气、机动车尾气、燃煤焚烧、植被破坏
3. 污染危害：危害人体健康、引发酸雨、破坏生态、影响交通气候
4. 防治措施：废气处理、清洁能源、绿色出行、植树造林、加强监管
核心规律：性质决定用途，用途体现性质；爱护空气，绿色环保
五、参考答案
板块一：空气是一种宝贵的资源 参考答案
探究1 参考答案
1. 核心功能：供给呼吸、支持燃烧；常见场景：医疗急救、潜水、登山、炼钢、气焊、火箭发射等。
2. 体现氧气供给呼吸的化学性质，为人体生命活动提供氧气，维持新陈代谢。
3. 纯氧可让可燃物燃烧更充分、更剧烈，释放更多热量，提升工业作业效率和质量；普通空气中氧气含量低，燃烧不充分、热量不足。
4. 氧气两大核心化学性质：能供给呼吸、能支持燃烧；所有用途均由这两大性质决定，印证性质决定用途的规律。
5. 不是。氧气含量过高会加速物质氧化、引发自燃火灾，还会损伤人体呼吸系统，破坏生态平衡。
探究2 参考答案
1. 物理性质：无色、无味气体，难溶于水；化学性质：常温下化学性质不活泼，稳定。
2. 氮气化学性质稳定，不与食品发生反应，可隔绝氧气，防止食品氧化变质、受潮破损，无毒无害，适合食品保鲜。
3. 氮气隔绝空气和氧气，避免高温焊接时金属与氧气反应被氧化，保证焊接质量。
4. 液氮沸点极低，汽化时会吸收大量热量，可营造超低温环境，实现冷冻效果。
5. 氮气可合成氮肥，为农作物提供氮元素，促进植物生长，提高粮食产量。
6. 性质稳定→保护气（食品、焊接）；沸点低→液氮制冷；含氮元素→制氮肥。
探究3 参考答案
1. 包含氦、氖、氩、氪、氙、氡；因化学性质极不活泼，很难发生化学反应，故称惰性气体。
2. 稀有气体具有独特物理性质，通电时能发出不同颜色的有色光，可制作各类电光源。
3. 氦气密度小，可上浮升空；化学性质稳定，不燃烧、不爆炸，安全性远高于氢气。
4. 稀有气体化学稳定性比氮气更强，耐高温、不易反应，适合高精度、高精密工业场景。
5. 性质：无色无味、难溶于水、化学性质极稳定、通电发光；用途：制作霓虹灯等电光源、精密设备保护气、填充探空气球、医疗麻醉、科研探测等。
板块二：保护大气环境 参考答案
探究4 参考答案
1. 雾霾（颗粒物污染）、酸雨（酸性气体污染）、工厂废气、汽车尾气等。
2. 核心污染物：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、细颗粒物、臭氧；氮气、氧气不是污染物，是空气固有成分。
3. 工业生产：排放废气、粉尘；交通运输：机动车尾气；生活：燃煤取暖、焚烧垃圾秸秆；植被破坏：降低空气净化能力。
4. 错误。二氧化碳是空气正常组成成分，不属于空气污染物，含量过高会引发温室效应，并非空气污染。
探究5 参考答案
1. 刺激呼吸道，引发咳嗽、哮喘、支气管炎等疾病，损伤心肺功能，危害人体健康。
2. 引发酸雨；危害：酸化土壤、污染水源、导致农作物减产、植被枯萎，腐蚀建筑物和文物古迹。
3. 降低空气能见度，引发交通拥堵和交通事故；遮挡阳光，影响植物光合作用；破坏生态平衡，引发极端气候。
4. 人体：诱发各类呼吸道、心肺疾病；生态：引发酸雨、破坏植被、污染水源、降低生物多样性；生产：影响交通出行、制约工农业可持续发展。
探究6 参考答案
1. 安装废气净化装置，废气达标排放；淘汰高污染产能，使用清洁能源，优化工业结构。
2. 国家：推广新能源汽车，完善公共交通，严控尾气排放；个人：绿色出行，减少私家车使用。
3. 杜绝焚烧垃圾、秸秆，减少燃煤使用，节约能源，践行低碳生活。
4. 主动学习环保知识，践行绿色生活，积极宣传大气保护理念，主动监督污染行为。
5. 工业治污、交通减排、生活低碳、植树造林、政策监管、全民共治。
探究7 参考答案
1. 空气各成分均有重要用途：氧气保障生命与工业燃烧，氮气服务食品、农业、工业，稀有气体支撑照明、精密科研，是人类生存和发展不可或缺的自然资源。
2. 核心知识点：①气体用途：氧气、氮气、稀有气体性质与对应用途；②空气保护：污染物、污染来源、危害、防治措施。
3. 错误。空气污染来源包含工业、交通、生活、自然等多个方面，仅治理工业污染无法彻底解决问题，需要全方位、多维度综合治理。

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