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2.1 空气的成分
第二章 空气、物质的组成
2020年秋科粤版九年级上册化学
它，
很神秘，
无处不在，
又无形无色，
我们看不见它，
却能够感知到它，
时时刻刻离不开它。
你知道它指的是谁吗？
新课导入
我们每时每刻都要呼入空气，我们虽然看不见它，但是它却真实存在。
你能“捕捉”到空气并证明它确实存在吗？
炎炎夏日，风扇吹在脸上会感觉凉快
空集气瓶在盛满水的水槽中向下压，水无法上升到顶部
空气既然是存在的，那么它是由什么成分组成的呢？
新课导入
一、空气有哪些成分？
观察活动
学习空气中氧气含量的测定方法
【实验2-1】
1.实验装置:
水
止水夹
红磷
燃烧匙
导气管
烧杯
集气瓶
讲授新课
2.实验步骤及现象
实验步骤
观察和思考
1.集气瓶中除少量水以外还有什么？
集气瓶中除少量水以外的剩余部分是空气。
2.集气瓶内有何现象？
①连接仪器，并检查装置的气密性；
②在集气瓶内装入少量的水，再把剩余的容积分成五等份，并用橡皮筋做上记号；
③用弹簧夹夹紧胶皮管，点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入瓶中，并把塞子塞紧；
红磷燃烧，发出黄色火焰，有大量白烟生成，放出热量；
3.红磷消耗了瓶中的什么物质？
红磷燃烧消耗量集气瓶内的氧气。
一、空气有哪些成分？
实验步骤
观察和思考
④燃烧结束并冷却至室温后，打开弹簧夹
水沿导管进入集气瓶，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5
4.你观察到了什么现象？
5.该现象说明什么问题？
说明氧气约占空气体积的1/5。
一、空气有哪些成分？
思考：
该实验的原理是什么？
原理：过量的红磷燃烧时耗尽集气瓶内氧气，使瓶内气体减少，压强降低。打开弹簧夹后，烧杯里的水倒流入集气瓶中。进入集气瓶中水的体积就是集气瓶内被消耗的氧气的体积。
该反应的文字表达式为：
P2O5
P
O2
一、空气有哪些成分？
讨论：
1.在实验中，气体减少的体积有时会小于1／5，可能的原因有哪些?
?装置漏气；?红磷的量不足；?未完全冷却就打开止水夹。
2.在实验中，如气体减少的体积有时大于1／5，可能的原因有哪些?
红磷燃烧后未立即伸入到集气瓶中，瓶内气体外逸。
或实验中弹簧夹没加紧，部分空气从导管中逸出。
3.为什么要在集气瓶里放少量的水？
?防止燃着的红磷溅在集气瓶上，使集气瓶炸裂；
?让生成的P2O5溶于水中。
一、空气有哪些成分？
4.蜡烛也能燃烧消耗氧气，那能不能用蜡烛来代替红磷呢？
不能，因为蜡烛与氧气反应生成二氧化碳，不能造成压强差，水不会倒流进入集气瓶。除了蜡烛之外，碳、硫等与氧气反应生成气体的均不可以替代红磷。
（5）为什么点燃的红磷要立即伸入集气瓶中？
防止白烟污染空气。
5.装置内的剩余气体主要是什么呢？能反映出该气体都有哪些性质？
剩余气体主要是氮气。该气体不能燃烧，也不支持燃烧，不溶于水，不与水反应，没有颜色。
一、空气有哪些成分？
一、空气有哪些成分？
【练一练】“测定空气中氧气体积分数”的实验装置如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．点燃的红磷应缓缓伸入集气瓶中
B．瓶内的压力变化为先变大后变小
C．红磷熄灭后瓶中还有少量的氧气
D．该实验过程会造成少量空气污染
A
空气成分
占空气总体积的比例/%
氮气
氧气
稀有气体（氦、氖、氩等）
二氧化碳
其他（水蒸气和杂质）
78％
21％
0.94％
0.03％
0.03％
【注意】1.水蒸气在空气中的含量不固定，受地区和天气的影响。如阴雨天空气湿度大，水蒸气含量也会略大。
2.二氧化碳的含量也会因人类活动而有所变化。
一、空气有哪些成分？
一、空气有哪些成分？
【练一练】空气中体积分数最大的气体是（ ）
A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.水蒸气
B
【练一练】空气是我们赖以生存的物质。在空气的组成中，体积分数约为0.03%的气体是（　　）
A．氧气 B．氮气 C．水蒸气 D．二氧化碳
D
一、空气有哪些成分？
18世纪中叶以前，人们认为空气只是单一的某种物质。
二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。实验过程如下：
1.把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现一部分的液态汞变成了红色粉末。同时容器里空气的体积差不多减少了1/5。
拉瓦锡研究空气成分所用的装置
知识视窗
2.他把汞表面上所生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，发现红色粉末又生成了银白色汞和氧气。
3.他把得到的氧气加入到前一个容器中剩余的4/5的气体中，得到的气体与空气的性质完全一样。
4.拉瓦锡还研究了剩余4/5气体的成分，发现它既不供给呼吸，也不支持燃烧，他认为这部分气体都是氮气。
通过上述实验，拉瓦锡得出了结论：
空气由氮气和氧气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。
直到19世纪末，英国物理学家瑞利和拉姆齐合作发现了稀有气体氩，以后各个稀有气体陆续被发现。
一、空气有哪些成分？
知识视窗
空气由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成，不是单纯的一种气体。
二、怎样区分混合物和纯净物？
像这样由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物。
氮气、氧气、二氧化碳等分别只由一种物质组成，它们叫做纯净物。
讲授新课
混合物与纯净物之间有怎样的区别与联系呢？
纯净物
混合物
组成
只有一种物质
由几种纯净物组成
组成性质
固定
不固定
表示方法
有化学符号
无固定符号
举例
氧气(O2)
五氧化二磷 (P205)等
空气,海水等
【注意】带“混合”字样的不一定是混合物，如：冰水混合物（纯净物）；带“纯净”字样的不一定为纯净物，如：纯净的空气（混合物）。
二、怎样区分混合物和纯净物？
【练一练】日常生活的下列物质，是纯净物的是（　　）
A．新鲜空气 B．生理盐水 C．冰水混合物 D．可乐饮料
C
二、怎样区分混合物和纯净物？
【练一练】下列物质属于纯净物的是( )
D
空气中主要含有氮气、氧气、稀有气体等，它们都有各自的功用。想了解它们的用途，就要先了解它们各自的性质。
性质
用途
决定
反映
氮气
物理性质
无色、无味的气体，难溶于水，熔沸点低，密度比空气略小
①液态氮气在医学上作制冷剂
1.氮气
三、氮气和稀有气体有用吗？
讲授新课
氮气
化学性质
化学性质很稳定，常温下难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。
性质
用途
决定
反映
②常用作保护气，如氮气填充灯泡延长其寿命，在焊接金属时常用作保护气，食品包装中加氮气防腐等
食品防腐剂
填充灯泡
③制氮肥、硝酸、炸药、染料等
制造硝酸
制造氮肥
2.稀有气体
a.化学性质很稳定，一般不跟其他物质发生反应。
b.在通电时发出不同颜色的光：
氦气——粉红色光；氖气——红光
氩气——蓝紫色光；氙气——特强白光
焊接保护气
霓虹灯
强照明灯
用于
用于
用于
性质
用途
c.利用氦气的密度小、化学性质很稳定填充探空气球。
探空气球
【练一练】空气是一种宝贵的资源，下列生产生活中用到的气体不是来自空气的是（　　）
A．用于生产氮肥的氮气
B．作为燃料电池燃料的氢气
C．用于医疗急救的氧气
D．用于飞艇的氦气
B
探究活动
我们的呼吸作用
【实验2-2】
[提出问题]
我们呼出的气体与吸入的空气的成分含量有什么差异？
[猜想与假设]
1.吸入的空气中氧气的含量大于呼出的气体中氧气的含量；
2.呼出的气体中二氧化碳的含量大于吸入的空气中二氧化碳的含量
3.呼出的气体中水蒸汽的含量大于吸入的空气中水蒸气的含量
四、探究呼出气体和吸入气体的差异
讲授新课
提示信息：
1．呼吸作用要消耗氧气，并生成二氧化碳。
2．木条燃烧要有氧气参与，氧气含量愈多，燃烧愈旺。
3．二氧化碳跟澄清石灰水作用，使澄清石灰水变浑浊。当参与作用的二氧化碳含量较多时，变浑浊现象出现得较快，且较明显。
[实验事实]
步骤1：收集两瓶空气样品。
取2个空集气瓶，用玻璃片把瓶口盖好，这样两瓶空气样品就收集好了。
步骤2：用排水法收集人体呼出的气体。
①用集气瓶盛满水，用玻璃片盖好。
②把盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒立在水槽内。
③将软管插入集气瓶口，向集气瓶缓缓吹气，直到集气瓶内充满呼出的气体。
④在水下用玻璃片将集气瓶口盖好，然后取出集气瓶，放在实验桌上。
注意：换气时不要倒吸集气瓶内的水！
准备收集气体
收集呼出的气体
呼出气体样品
步骤3：将燃着的小木条分别插入一瓶空气样品和呼出的气体样品中，观察现象并记录。
空气
呼出的气体
实验现象
实验结论
空气中木条继续燃烧；呼出的气体中木条熄灭
空气中氧气含量较多；呼出的气体中氧气含量很少
步骤4：向一瓶空气样品和一瓶呼出的气体样品中，分别滴入相同滴数的澄清石灰水，并振荡，观察现象。
实验现象
实验结论
呼出的气体
空气
盛空气的集气瓶中无明显变化；呼出的气体中澄清石灰水变浑浊
空气中二氧化碳的含量很少；呼出的气体中二氧化碳含量较多
步骤5：取两块干燥的玻璃片，对着其中一块哈气，对比观察玻璃片上发生的现象。
实验现象
实验结论
空气中水蒸气含量较少；呼出的气体中水蒸气含量较多
空气中的玻璃片上无现象；哈气的玻璃片上有一层薄薄的水雾
[解释与结论]
呼吸作用要消耗氧气，并生成二氧化碳；氧气能支持燃烧，常用
来检验；利用二氧化碳能使石灰水变浑浊，常用石灰水的浑浊程度来检验二氧化碳含量的多少。通过实验对比可知：人呼出的气体与吸入的空气成分相比，氧气含量 ，二氧化碳含量 ，水蒸气含量 。
带火星的木条
减少
增多
增多
【练一练】人体吸入的空气和呼出的气体中，含量有较大差别的三种气体成分是（　　）
A．氢气、氧气、氮气 B．二氧化碳、水蒸气、氧气
C．水蒸气、氮气、二氧化碳 D．水蒸气、氧气、氢气
【练一练】将两根燃着的小木条分别同时插入空气样品和呼出气体样品中，现象是（　　）
A．两根木条同时熄灭 B．两根木条都照常燃烧
C．呼出气体样品中的木条先熄灭 D．空气样品中的木条先熄灭
C
B
你喜欢空气清新的原野还是空气污染的街道？
五、空气污染危害大
讲授新课
当代社会经济发展迅速，空气受到了严重的污染。
工厂排放的有害烟气
1.空气中的主要污染物：
①可吸入颗粒物
②有害气体：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物等
【注意】二氧化碳不属于污染空气的有害气体。
2.空气污染的主要来源：
①工厂废气：含多种有害气体
②汽车尾气：含一氧化碳、二氧化氮等
③煤、石油、天然气的燃烧：产生烟尘、二氧化氮、二氧化硫等
3.空气污染的主要危害：
①严重损害人体的健康；
②影响作物的生长；
③损坏地面设施，破坏文物古迹；
④导致地球生态平衡失调；
⑤臭氧层破坏和酸雨（主要由二氧化氮、二氧化硫等引起）等。
【练一练】清新的空气，蔚蓝的天空，这是我们的家园。保护好我们美丽的家园，人人有责。下列气体中会污染空气的是（　　）
A．氮气（N2） B．氧气（O2）
C．水蒸气（H2O） D．二氧化氮（NO2）
D
【练一练】下列做法中，会加剧大气污染的是（　　）
A．植树造林 B．拆毁小炼钢锅炉
C．焚烧秸秆 D．车辆限号行驶
C
空气污染的防治：
(1)加强大气质量监测；
(2)使用清洁能源；
(3)工厂的废气经处理达标
后再排放；
(4)积极植树造林等。
六、保护大气环境
讲授新课
空气质量日报
（1）空气质量日报的主要内容：
①首要污染物；②空气污染指数；③空气质量指数级别。
（2）空气污染指数
目前计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径在10微米以下的颗粒物，称PM10，又称飘尘）和臭氧等。
（3）空气质量分级标准：
污染指数
50以下
51~100
101~150
151~200
201~250
251~300
300以上
质量级别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ（1）
Ⅲ（2）
Ⅳ（1）
Ⅳ（2）
Ⅴ
质量状况
优
良
轻微污染
轻度污染
中度污染
中度重污染
重度污染
【练一练】下列物质不属于空气污染物的是（　　）
A．可吸入颗粒物 B．氧气
C．一氧化碳 D．二氧化硫
B
【练一练】6月5日是世界环境日。下列措施不利于保护环境的是（　　）
A．双面打印纸张 B．使用氢氧燃料电池
C．大量使用化肥 D．乙醇汽油替代车用汽油
C
一、空气有哪些成分？
1.空气中氧气含量的测定
现象：a、红磷燃烧产生大量白烟，放热。
b、水进入玻璃钟罩内的体积约五分之一；
结论：氧气占空气总体积的五分之一
2.空气的组成（体积分数）
氮气 78%
氧气21%
稀有气体0.934%
二氧化碳0.034%
其他气体和杂质0.002%
二、混合物和纯净物
混合物：由两种及两种以上的物质组成
纯净物：一种物质组成
三、氮气和稀有气体有用吗？
①液态氮气在医学上作制冷剂
②常用作保护气，如氮气填充灯泡延长其寿命，在焊接金属时常用作保护气，食品包装中加氮气防腐等
③制氮肥、硝酸、炸药、染料等
1.氮气
2.稀有气体
a.在通电时发出不同颜色的光可制作多种电光源，如霓虹灯、强照明灯等；
b.利用化学性质稳定做焊接保护气；
c.利用氦气的密度小、化学性质稳定填充探空气球。
四、探究呼出气体和吸入气体的差异
通过实验对比可知：人呼出的气体与吸入的空气成分相比，氧气含量减少，二氧化碳含量增多，水蒸气含量增多。
五、空气污染危害大
1.空气中的主要污染物：
①可吸入颗粒物
②有害气体：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物等
2.空气污染的主要来源：
①工厂废气：含多种有害气体
②汽车尾气：含一氧化碳、二氧化氮等
③煤、石油、天然气的燃烧：产生烟尘、二氧化氮、二氧化硫等
3.空气污染的主要危害：①严重损害人体的健康；
②影响作物的生长；
③损坏地面设施，破坏文物古迹；
④导致地球生态平衡失调；
⑤臭氧层破坏和酸雨等。
六、保护大气环境
空气污染的防治：
(1)加强大气质量监测；(2)使用清洁能源；(3)工厂的废气经处理达标后再排放；
(4)积极植树造林等。
课堂小结
1．用如图所示装置进行实验。下列现象或结论的描述不正确的是（　　）
A．该实验能够测定空气中氧气含量的其中一个因素是氮气难溶于水
B．红磷燃烧，产生大量白烟
C．实验过程中集气瓶中液面先下降后上升至刻度线1处
D．该实验可将红磷替换成木炭
D
课堂练习
2．空气是我们每天都呼吸的“生命气体”。下列说法错误的是（　　）
A．空气中氮气的质量分数为78%
B．空气中的稀有气体所占比例虽小，但用途广泛
C．空气中二氧化碳是造成温室效应的气体之一
D．空气中氧气能供给呼吸和支持燃烧
A
3．空气中成分按体积分数计算含量较多且能供给呼吸的气体是（　　）
A．稀有气体 B．二氧化碳 C．氧气 D．氮气
C
3．下列“水”属于纯净物的是（　　）
A．氨水 B．汽水 C．冰水 D．糖水
C
4.化学与社会可持续发展密切相关。下列做法不应该提倡的是（　　）
A．废气达标排放 B．深埋废旧电池
C．工地洒水除尘 D．回收生活垃圾
B
5.你曾参与的“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”活动中，下列现象和结论，错误的是（　　）
A．向澄清石灰水中通入人体呼出的气体，石灰水变浑浊
B．燃着的小木条插入盛有空气的集气瓶中，没有明显的变化C．干燥的玻璃对着人体呼出的气体，出现一层凝聚的水雾，变得模糊不清
D．人呼出的气体中已经不再含有氧气
D
6．空气对人类生活有重要的作用。
（1）饼干在空气中放置一段时间后变软，说明空气中含有　 　。
（2）小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间，说明空气中含有　 　。
（3）通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途电光源的气体是　　 。
（5）食品包装中充入氮气用以防腐，因为氮气的化学性质　 　。
（6）空气质量日报可以及时反映空气质量状况。
①空气污染指数越小，说明空气质量越　 　（填“好”或“差”）。
②下列物质末计入空气污染指数的是　 　（填字母序号）
A．PM2.5 B．氮气 C．二氧化碳 D．一氧化碳 E．臭氧
水蒸气
氧气
稀有气体
不活泼
好
BC
谢谢聆听

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