我們周圍的空氣第一課時-2024-2025學年人教版（2024）九年級化學上冊同步課件

課題1我們周圍的空氣人教版九年級化學同步教學課件第二單元空氣和氧氣

第一課時

探究空氣組成

學習目標：1.了解空氣的組成及各組分的含量。2.初步學習分析科學家研究空氣的實驗，并通過仿照實驗探究空氣中氧氣的含量。3.初步認識物質的分類，能區(qū)分一些常見的純凈物和混合物。

我們生活的地球表面有一層厚厚的空氣，你可能已經(jīng)知道它的成分，但你知道各成分的含量是多少嗎?各種成分又有哪些用途呢?

我們可以通過化學實驗認識空氣的成分。曲頸甑玻璃鐘罩汞槽一.拉瓦錫對空氣組成的研究

二百多年前，法國化學家拉瓦錫(如左圖)用定量的方法研究了空氣的成分(如右圖)。他把少量汞放在密閉的容器里連續(xù)加熱12天，發(fā)現(xiàn)有一部分銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末，同時容器里空氣的體積大約減少了一。他研究了剩余的約。體積的氣體，發(fā)現(xiàn)這部分氣體既不能供給呼吸，也不能支持燃燒。

氧化汞汞+氧氣

HgOHgO2

加熱汞+氧氣氧化汞加熱HgO2HgO1.拉瓦錫實驗原理：2.拉瓦錫實驗現(xiàn)象：銀白色的液態(tài)汞變成紅色粉末，同時容器里空氣的體積大約減少了一。3.拉瓦錫實驗結論：空氣是由氧氣和氮氣組成，其中氧氣約占空氣體積的1/5。二.測定空氣中氧氣的含量1.實驗裝置2.實驗原理：所選試劑能在空氣中燃燒且生成物是固體(或生成物是氣體但生成的氣體可以被吸收)，使容器內(nèi)外形成_______________。壓強差

3.實驗步驟：（1）.連接儀器，檢查氣密性。（2）.在集氣瓶內(nèi)加少量水并做上記號.用彈簧夾夾緊乳膠管。（3）.點燃紅磷，迅速伸入瓶中，塞緊瓶塞。（4）.待集氣瓶冷卻到常溫時，打開止水夾。1.產(chǎn)生上述實驗現(xiàn)象的原因是什么？（1）白煙是紅磷燃燒后生成的五氧化二磷固體小顆粒；（2）過量的紅磷燃燒基本耗盡集氣瓶中的氧氣，使瓶內(nèi)氣體減少，氣壓降低，所以打開止水夾，燒杯中的水進入瓶內(nèi)，消耗多少體積的氧氣就進入多少體積的水；即時理解4.實驗現(xiàn)象：①紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙；②冷卻至室溫，打開止水夾，燒杯中的水倒流進集氣瓶，集氣瓶內(nèi)水面上升約占上方空間1/5體積；

紅磷在密閉的容器內(nèi)充分燃燒，消耗了空氣中

的氧氣，生成五氧化二磷固體，容器內(nèi)壓強減小，水面上升約1/5，從而確定空氣中氧氣的體積分數(shù)。交流討論水為什么能夠進入集氣瓶中?5.實驗結論：氧氣約占空氣體積的1/5。6.反應的文字表達式：紅磷+氧氣

五氧化二磷

點燃PO2P2O5即時理解：如果水面上升小于五分之一，可能的原因有哪些？（1）、裝置漏氣；（2）、紅磷不足；（3）、沒等集氣瓶冷卻到室溫就打開止水夾。討論：在測定空氣中氧氣含量的實驗中，集氣瓶內(nèi)剩余的氣體主要是氮氣，請討論：(1).燃燒的紅磷熄滅了，這種現(xiàn)象說明氮氣能不能支持燃燒？(2).集氣瓶內(nèi)水面上升一定高度后還能繼續(xù)上升嗎？這種現(xiàn)象能不能說明氮氣不易溶于水？(3).集氣瓶內(nèi)水有什么作用？不能支持燃燒,也不能燃燒不能繼續(xù)上升。氮氣難溶于水。①吸收有毒的五氧化二磷；②吸收熱量，快速降低溫度。優(yōu)點:裝置始終密閉,沒有氣體逸出

（環(huán)保）(4).對測定空氣中氧氣含量的實驗的改進(5)、為什么裝置氣密性要良好？

避免瓶外空氣進入集氣瓶內(nèi)，導致進入水的體積減少，使測得的氧氣的體積分數(shù)偏小。

充分消耗盡氧氣，如果紅磷量不足，使得消耗的氧氣少，導致測得的結果偏小(6)、為什么紅磷要足量？(7)、為什么待紅磷熄滅并冷卻至室溫后再打開彈簧夾？

反應后未冷卻至室溫，瓶內(nèi)溫度高，壓強大，倒吸入集氣瓶內(nèi)水的體積減小，使測得的結果偏小。三.空氣的成分

在19世紀末以前，人們深信空氣中僅含有氧氣和氮氣。后來人們又發(fā)現(xiàn)了氦、氖、氬、氪、氙、氡等稀有氣體，才認識到空氣中除了氧氣和氮氣，還有其他成分。目前，人們已能用實驗方法精確地測定空氣的成分。氮氣78%氧氣21%稀有氣體0.94%二氧化碳0.03%其他氣體和雜質0.03%

空氣的成分表示“體積分數(shù)”（2）過去人們認為氦、氖、氬、氪、氙、氡等這些氣體不與其他物質發(fā)生化學反應，曾把它們叫作惰性氣體。即時理解（1）空氣的成分是體積分數(shù)，不要誤以為是質量分數(shù)。（3）稀有氣體（惰性氣體）不是單一氣體，而是氦、氖、氬、氪、氙、氡等這些氣體的總稱。（4）稀有氣體（惰性氣體）的惰性是相對的不是絕對的，在適當?shù)臈l件下也能與其他物質發(fā)生化學反應。物質混合物純凈物四.物質的分類1.純凈物：由一種物質組成，可以用化學符號表示的。如氧氣（O2）、氮氣（N2）等2.混合物:

由兩種物質或兩種以上的物質組成，各自保持各自的性質。如空氣、河水、雨水等。判斷技巧先寫出符號,有符號的是純凈物03.混合物和純凈物比較科學·技術·社會

測定空氣中氧氣含量的數(shù)字化實驗

數(shù)字化實驗利用傳感器和信息處理終端進行實驗數(shù)據(jù)的采集與分析。實驗時一般將傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機依次相連，采集實驗過程中各種物理量(如溫度、壓強、濃度等)的數(shù)據(jù)，通過軟件對數(shù)據(jù)進行記錄、呈現(xiàn)和分析。我們可以將測定空氣中氧氣的含量。

設計成數(shù)字化實驗(如圖)。實驗步驟如下:(1)將氧氣傳感器與數(shù)據(jù)采集器、計算機連接;(2)把氧氣傳感器插入盛有空氣的容器，采集數(shù)據(jù);(3)通過相關軟件處理數(shù)據(jù)，并在計算機屏幕上顯示空氣中氧氣的含量。經(jīng)典例題例1.下列關于空氣的說法錯誤的是（

）A．空氣是一種混合物B．空氣是一種寶貴的資源C．稀有氣體化學性質很不活潑，不與任何物質發(fā)生化學反應D．空氣中氧氣的體積分數(shù)約為21%【解析】A、空氣是氮氣、氧氣、二氧化碳等氣體組成的混合物，故選項說法正確；B、空氣能供給呼吸，能維持生態(tài)平衡，作用眾多是寶貴的資源，故選項說法正確；C、稀有氣體化學性質很不活潑，一定條件下可以與其他物質發(fā)生化學反應，故選項說法錯誤；D、根據(jù)實驗得出空氣中氧氣的體積分數(shù)約為21%，故選項說法正確；故選D。D例2.如圖裝置常用來測定空氣中氧氣的含量。下列對該實驗的認識正確的是（

）A.紅磷燃燒產(chǎn)生大量白霧B.紅磷熄滅后，立即打開止水夾，觀察現(xiàn)象C.可以用木炭代替紅磷進行實驗D.紅磷量不足會導致實驗結果偏小【解析】A、紅磷燃燒產(chǎn)生的大量白煙，而不是白霧，故選項說法錯誤。B、紅磷熄滅后，不能立即打開止水夾，以防止此時剩余的氣體在受熱狀態(tài)下，處于膨脹狀態(tài)，占據(jù)了部分水的體積，測定結果偏小，故選項說法錯誤。C、木炭在空氣中燃燒生成二氧化碳氣體或者一氧化碳氣體甚至是兩者的混合氣體，雖除去氧氣，但增加了新的氣體，不能用來測定空氣中氧氣含量，故選項說法錯誤。D、紅磷量不足，不能完全消耗完瓶內(nèi)氧氣，測定結果偏小，故選項說法正確。故選：D。D例3.如圖為空氣成分示意圖（按體積分數(shù)計算），其中“y”代表的是（

）A.氧氣

B.二氧化碳C.氮氣

D.稀有氣體【解析】由圖中空氣成分的示意圖可知，“y”的體積分數(shù)約為21％，因此“y”代表的是氧氣。

故選：A。A例4.下列物質屬于純凈物的是()A.干冰

B.礦泉水

C.石油

D.大理石【解析】A、干冰是二氧化碳的固體只含有一種物質，屬于純凈物．

B、礦泉水中含有水、可溶性礦物質等物質，屬于混合物．

C、石油是含有多種物質的混合物．

D、大理石中含有碳酸鈣、多種雜質，屬于混合物．

故選A．A例5.利用如圖裝置驗證了空氣中氧氣的含量。下列敘述不正確的是()A．實驗前需檢查裝置氣密性

B．白磷的作用是消耗試管中的氧氣C．白磷熄火、試管冷卻后再打開止水夾

D．最終量筒中液面約降至40mL刻度線處【解析】A、該裝置是利用白磷燃燒消耗氧氣，反應后，裝置內(nèi)壓強減小，在壓強差的作用下，量筒中的水進入試管，進入水的體積就是空氣中氧氣的體積，故實驗前需檢查裝置的氣密性，否則，裝置漏氣，外界空氣進入，會使實驗結果偏小，不符合題意；B、白磷的作用是將試管內(nèi)的氧氣耗盡，使裝置內(nèi)壓強減小，在壓強差的作用下，量筒中的水進入試管，進入水的體積就是空氣中氧氣的體積，不符合題意；C、白磷熄滅，試管冷卻后，再打開止水夾，否則，試管內(nèi)的氣體受熱膨脹，占據(jù)了一定的空間，會使進入水的體積偏小，從而使實驗結果偏小，不符合題意；D、空氣中氧氣的體積約占空氣體積的1/3,故進入水的體積大約是：130mL×1/3=26mL，故最終量筒中液面約降至50mL-26mL=24mL刻度線處，符合題意。故選D。D例6.小明用下圖所示裝置測定空氣中氧氣的含量。（1）實驗時，取下橡膠塞，點燃紅磷后迅速伸入集氣瓶中并旋緊橡膠塞，這時看到的現(xiàn)象是__________，該反應的文字表達式為__________。（2）小明又設計了如圖B所示的改進裝置(提示：白磷和紅磷的燃燒現(xiàn)象相同)，其優(yōu)點是__________（只需寫1點）。從理論上分析，玻璃管內(nèi)液面最終將上升至處__________（填“1”、“2”、“3”或“4”），但實測結果液面往往偏低，其可能原因是__________（寫出2條）。（3）從課本鎂條燃燒實驗小明得到啟發(fā)，于是他用鎂代替紅磷，點燃后迅速伸入集氣瓶，實驗完畢，冷卻后進入集氣瓶中水的體積遠大于總容積的1／5。如果裝置氣密性良好，則可能原因是__________。【答案】(1)紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙

磷+氧氣

五氧化二磷

(2)操作簡便（或不污染空氣或實驗誤差小等，答案合理即可）

1

白磷的量不足，沒有冷卻到室溫就觀察

(3)除氧氣外，鎂還能與空氣中的其他氣體反應【解析】（1）紅磷燃燒會生成五氧化二磷固體顆粒，所以能觀察到紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙。紅磷在點燃的條件下會和氧氣反應生成五氧化二磷。故答案為：紅磷燃燒產(chǎn)生大量白煙、磷+氧氣

五氧化二磷；（2）改進的實驗可通過銅絲傳導熱量，使試管中的紅磷反應。相較于A實驗，操作比較簡便。氧氣大約占空氣體積的1/5，所以從理論上來說，液面會上升到1刻度線處。若液面偏低，可能是紅磷太少或者是因為反應放熱，導致溫度過高，氣體膨脹。故答案為：操作簡便（或不污染空氣或實驗誤差小等，答案合理即可）、1、白磷的量不足，沒有冷卻到室溫就觀察；（3）因為鎂條既能與氧氣反應，又能與氮氣反應，因此消耗氣體的體積會大于1/5。故答案為：除氧氣外，鎂還能與空氣中的其他氣體反應。課堂小結隨堂練習1.節(jié)日期間的商場里顧客很多，有人會感覺到悶熱缺氧，測定出氧氣的體積分數(shù)可能是（）A．1% B．19% C．25% D．78%B【解析】空氣中氧氣的體積分數(shù)為21%，節(jié)日期間的商場里顧客很多，有人會感覺到悶熱缺氧，則氧氣的體積分數(shù)應略小于21%。A、氧氣的體積分數(shù)應略小于21%，空氣中氧氣的體積分數(shù)不可能低至1%，否則人類沒法生存，故選項錯誤。B、空氣中氧氣的體積分數(shù)可能為19%，故選項正確。C、氧氣的體積分數(shù)應略小于21%，空氣中氧氣的體積分數(shù)不可能為25%，故選項錯誤。D、氧氣的體積分數(shù)應略小于21%，空氣中氧氣的體積分數(shù)不可能為78%，故選項錯誤。故選：B。2.某化學興趣小組設計了如圖所示的實驗裝置，用

于“測定空氣中氧氣的含量”（試管的容積為50mL，注射器的活塞實驗前停在25mL處。容器內(nèi)紅磷足量）。用酒精燈加熱裝置中的紅磷，充分反應直至燃燒結束，試管冷卻，可觀察到裝置中活塞最終停留的接近刻度是（）A．20mL處 B．15mL處 C．10mL處 D．5mL處【解析】由試管的容積為50mL，注射器內(nèi)空氣的體積為25mL，空氣中氧氣的體積分數(shù)約為1/5可知空間中氧氣共約有（50mL+25mL）×1/5＝15mL，紅磷足量將空間中的氧氣全部消耗，約消耗了15mL，冷卻至室溫，注射器中活塞向左移動，應停留至25mL﹣15mL＝10mL處。故選：C。C3.實驗室用紅磷測定空氣中氧氣含量實驗，在這個實驗過程中，下圖能正確表示的廣口瓶內(nèi)氣體體積變化情況的是（）

A.B.C.D.B【解析】：由于空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的21%，約20%即占五分之一，磷燃燒消耗氧氣生成五氧化二磷固體，使瓶內(nèi)壓強減小，并減小了五分之一，消耗完氧氣后瓶內(nèi)氣壓就不發(fā)生變化了。故選：B。4.如圖所示裝置可用于測定空氣中氧氣的含量，實驗前在集氣瓶內(nèi)加入少量水，并做上記號。下列說法中不正確的是（）A．該實驗證明空氣中氧氣的含量約占1/5 B．實驗時紅磷一定要足量 C．實驗前一定要檢驗裝置的氣密性 D．紅磷燃燒產(chǎn)生大量的白霧，火焰熄滅后并冷卻后打開彈簧夾【解析】A、最終進入瓶中的水的體積約為氧氣的體積，該實驗證明空氣中氧氣的體積含量約占的1/5，故說法正確B、實驗時紅磷一定過量，才能將集氣瓶內(nèi)的氧氣消耗掉，故說法正確；C、實驗前一定要檢驗裝置的氣密性，故說法正確；D、紅磷燃燒產(chǎn)生大量的白煙，火焰熄滅后并冷卻后打開彈簧夾。故說法不正確。故選：D。D5.下列物質屬于純凈物的是(

)A.純凈的空氣

B.冰水混合物C.稀有氣體

D.礦泉水【解析】A、純凈的空氣中也有氧氣、氮氣等，屬于混合物，故選項錯誤;B、冰水混合物中只有水分子，屬于純凈物，故選項正確;C、稀有氣體是氦、氖、氬、氪、氙等氣體的總稱，屬于混合物，故選項錯誤;D、礦泉水中有礦物質和水，屬于混合物，故選項錯誤;故選:BB6.如圖甲所示裝置可用于測定空氣中氧氣含量。圖乙是用該裝置測得實驗過程中集氣瓶內(nèi)氣壓與時間關系圖（該裝置氣密性良好，P0是集氣瓶內(nèi)初始氣壓）。下列說法不正確的是（

）A.紅磷的多少對實驗結果無影響B(tài).集氣瓶中氣壓瞬間變大是紅磷燃燒放熱造成的C.a點時紅磷燃燒剛好停止D.c→d壓強降低是因為集氣瓶內(nèi)氧氣被消耗A【解析】A、紅磷的多少對實驗結果有影響，紅磷要過量，以完全消耗裝置中的氧氣，故選項說法錯誤。

B、紅磷燃燒放出大量的熱，集氣瓶中氣壓瞬間變大是紅磷燃燒放熱造成的，故選項說法正確。

C、a點時壓強最大，放出的熱量最多，紅磷燃燒剛好停止，故選項說法正確。D、c→d壓強降低，是因為紅磷燃燒消耗氧氣，使裝置內(nèi)氣壓減小，故選項說法正確。故選：A。

7.小亮同學利用如圖所示的裝置測定空氣里氧氣的含量。他先在燃燒匙中放入足量的紅磷，塞緊橡皮塞，然后用凸透鏡聚光照射集氣瓶中的紅磷。（1）由于凸透鏡的聚光作用，使紅磷的溫度

，紅磷燃燒；燃燒停止后，燃燒匙里仍有紅磷，燃燒停止的原因是

。（2）待完全反應冷卻到常溫后，打開彈簧夾觀察到的實驗現(xiàn)象是

，說明

。（3）實驗中不能用木炭代替紅磷，原因是

?！敬鸢浮?1)達到它的著火點；氧氣耗盡。(2)水進入集氣瓶中，約占集氣瓶剩余容積的五分之一；氧氣約占空氣總體積的五分之一。(3)木炭燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)的氣體沒有減少?！窘馕觥浚?）由于凸透鏡的聚光作用，使紅磷的溫度達到了著火點，紅磷燃燒；燃燒停止后，燃燒匙里仍有紅磷，說明集氣瓶中的氧氣被耗盡。故填：達到它的著火點；氧氣耗盡。（2）待完全反應冷卻到常溫后，打開彈簧夾觀察到的實驗現(xiàn)象是：水進入集氣瓶中，約占集氣瓶剩余容積的五分之一，說明氧氣約占空氣總體積的五分之一。故填：水進入集氣瓶中，約占集氣瓶剩余容積的五分之一；氧氣約占空氣總體積的五分之一。（3）因為木炭燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)的氣體沒有減少，不能測定空氣中氧氣的含量，所以實驗中不能用木炭代替紅磷。故填：木炭燃燒生成二氧化碳氣體，集氣瓶內(nèi)的氣體沒有減