人教版九年級化學(xué)暑假銜接課程02空氣和氧氣 講義

空氣和氧氣一、內(nèi)容概述第二單元的空氣和氧氣，了解了空氣的成分，掌握混合物、純凈物等有關(guān)知識，對物質(zhì)的性質(zhì)變化、氧氣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)也進行了深入的掌握，了解關(guān)于空氣污染及污染防治的知識二、重點知識歸納及講解（一）空氣的成分空氣成分示意圖（體積分數(shù)）按體積分數(shù)計算，大約是：氮氣占78%，氧氣占21%，稀有氣體占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他氣體和雜質(zhì)占0.03%。拉瓦錫通過實驗得出了空氣由氮氣和氧氣組成的結(jié)論，其中氧氣約占空氣總體積的1/5。1.空氣中氧氣體積分數(shù)的測定該實驗的原理是利用紅磷在密閉容器中燃燒，消耗氧氣，生成五氧化二磷白色固體，同時容器內(nèi)壓強減小，可以通過容器內(nèi)水面的上升高度來確定空氣中氧氣的體積分數(shù)。2.實驗的注意事項①藥品不能選用炭、硫、鐵等物質(zhì)。因為炭、硫燃燒后有氣體生成，容器內(nèi)壓強變化不大，燒杯中的水不能進入；鐵在空氣中不能燃燒。②紅磷要足量，避免容器內(nèi)有氧氣剩余。③裝置的氣密性要良好，避免因裝置氣密性不嚴進入空氣而影響測定結(jié)果。（二）混合物混合物是由兩種或多種物質(zhì)混合而成的。這些物質(zhì)相互間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，混合物中各純凈物保持著各自的性質(zhì)。例如，空氣是由氮氣、氧氣等多種物質(zhì)組成的混合物，但氮氣或氧氣仍保持著各自的性質(zhì)。（三）純凈物純凈物是由一種物質(zhì)組成的。例如：氧氣（O2）、氮氣（N2）、二氧化碳（CO2）等都是純凈物。潔凈的物質(zhì)不等于純凈物，如凈化后的自來水仍是混合物，潔凈的空氣也是混合物，它是由氮氣、氧氣等多種氣體組成的。（四）氮氣氮氣是一種無色、無味的氣體，它的熔點和沸點都很低。氮氣是制硝酸和化肥的重要原料；氮氣的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，是一種常用的保護氣，如焊接金屬時用氮氣作保護氣，燈泡中充入氮氣以延長使用壽命，食品包裝時充氮氣以防腐；醫(yī)療上在液氮冷凍麻醉條件下做手術(shù)；超導(dǎo)材料在液氮的低溫環(huán)境下顯示超導(dǎo)性能。（五）稀有氣稀有氣體是氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣這幾種氣體的總稱，它們都是無色、無味的氣體，性質(zhì)很不活潑，曾叫做惰性氣體。由于稀有氣體的性質(zhì)很不活潑，常用作保護氣，如焊接金屬時用稀有氣體來隔絕空氣，燈泡中充入稀有氣體以使燈泡耐用。由于稀有氣體在通電時能發(fā)出不同顏色的光，可制成多種用途的電光，如航標燈、強照明燈、閃光燈、霓虹燈等，還可用于激光技術(shù)等。（六）保護空氣空氣是一種寶貴的自然資，潔凈的空氣對于人類和其他動植物都是非常重要的，被污染的空氣會嚴重損害人體健康，影響作物生長，破壞生態(tài)平衡，如全球氣候變暖、臭氧層被破壞和形成酸雨等。1.污染物排放到空氣中的粉塵和有害氣體（二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳）。2.污染防治的方法加強環(huán)保意識，使用低污染、節(jié)能型燃料替代強污染材料，積極植樹、造林、種草等。3.環(huán)境污染①溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球溫度升高，產(chǎn)生溫室效應(yīng)的主要氣體有二氧化碳、甲烷等。②酸雨導(dǎo)致土壤、河流的酸性增強，產(chǎn)生酸雨的主要氣體有二氧化硫、二氧化氮等。③臭氧層被破壞導(dǎo)致紫外線輻射增強，使人易患皮膚癌，破壞臭氧層的主要物質(zhì)有氟利昂、CCI4等。④焚燒垃圾會產(chǎn)生許多有害氣體，污染空氣，所以對假冒香煙、光盤子等進行輾碎后再加利用的綠色銷毀方式。⑤白色污染主要指白色塑料袋、方便飯盒的隨意丟棄。（七）化學(xué)常識1.物理性質(zhì)物理性質(zhì)是指顏色、狀態(tài)、氣味、熔點、沸點、硬度、密度等不需發(fā)生化學(xué)變化就能表現(xiàn)出的性質(zhì)。例如，氮氣是一種無色、無味的氣體，其熔點和沸點都很低。2.化學(xué)性質(zhì)物質(zhì)在化學(xué)變化中表現(xiàn)出來的性質(zhì)叫做化學(xué)性質(zhì)，如可燃性、穩(wěn)定性、還原性、氧化性等都屬于化學(xué)性質(zhì)。化學(xué)性質(zhì)需要發(fā)生化學(xué)變化才能表現(xiàn)出來，如氫氣具有可燃性，此性質(zhì)只有在氫氣燃燒這一化學(xué)反應(yīng)中才能表現(xiàn)出來，因此是化學(xué)性質(zhì)；而物理性質(zhì)則是可以被感知和能測量的物理量。3.化學(xué)變化變化時生成了其他的物質(zhì)的變化則叫化學(xué)變化，也叫化學(xué)反應(yīng)。例如，木柴的燃燒、鋼鐵生銹都生成了新物質(zhì)，都是化學(xué)變化。在化學(xué)變化過程中除生成其他物質(zhì)外，還伴隨發(fā)生一些現(xiàn)象，如放熱、發(fā)光、變色、放出氣體、生成沉淀等，這些現(xiàn)象常?？梢詭椭覀兣袛嘤袥]有化學(xué)變化發(fā)生，但并不是變化的本質(zhì)。4.物理變化沒有其他物質(zhì)生成的變化叫做物理變化。例如，液態(tài)水受熱氣化成水蒸氣是物理變化。物理變化與化學(xué)變化的本質(zhì)區(qū)別在于是否有其他物質(zhì)生成。例如，硫燃燒生成二氧化硫是化學(xué)變化，電燈通電發(fā)光時沒有其他物質(zhì)生成是物理變化。物理變化與化學(xué)變化又有聯(lián)系，在發(fā)生化學(xué)變化的過程中同時發(fā)生物理變化，但在物理變化的過程中不一定發(fā)生化學(xué)變化。（1）不要把化學(xué)變化的現(xiàn)象當成判斷物理變化和化學(xué)變化的依據(jù)。（2）物質(zhì)的變化和物質(zhì)的性質(zhì)的區(qū)別物質(zhì)的變化，無論是物理變化還是化學(xué)變化，均指一個動態(tài)的過程，而物質(zhì)的性質(zhì)，無論是物理性質(zhì)還是化學(xué)性質(zhì)，均指物質(zhì)特有的屬性。5.氧氣的物理性質(zhì)在通常狀況下，氧氣是無色、無味的氣體，不易溶于水，在標準狀況下，氧氣的密度是1.429g/L，比空氣的略大，在壓強為101kPa時，氧氣在約-183℃時變?yōu)榈{色液體，在約-218℃時變成雪花狀的淡藍色固體。6.氧氣的化學(xué)性質(zhì)氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，在常溫下一般不與其他物質(zhì)發(fā)生燃燒，在點燃或加熱條件下能與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，放出熱量，物質(zhì)與氧氣反應(yīng)現(xiàn)象的比較見下表。三、難點知識剖析（一）“光”、“焰”、“霧”和“煙”的用法固體物質(zhì)燃燒時發(fā)光，如鎂在空氣中燃燒時發(fā)出耀眼的強光；氣體物質(zhì)燃燒產(chǎn)生火焰，如一氧化碳在空氣中燃燒，產(chǎn)生藍色火焰；大量小液滴分散在氣體中產(chǎn)生霧，如氯化氫氣體在空氣中與水蒸氣結(jié)合形成鹽酸小液滴，分散在空氣中而產(chǎn)生酸霧；大量固體小顆粒分散在氣體中產(chǎn)生煙，如五氧化二磷小顆粒分散在空氣中形成白煙。（二）氧氣的用途氧氣的性質(zhì)決定了氧氣的用途，氧氣的重要用途是供給呼吸和支持燃燒，氧氣還可以用于氣焊、氣割、作液氧炸藥、火箭推動劑等。做鐵絲或鋁箔在氧氣中燃燒的實驗時，要注意以下問題：1.鐵絲要光亮，因為鐵絲表面通常有一層鐵銹，不利于燃燒。2.鐵絲繞成螺旋狀，這樣可以增大鐵絲與氧氣的接觸面，有利于鐵絲在燃燒時溫度集中，使反應(yīng)順利進行。3.鐵絲的一端系上一根火柴，這樣會給鐵絲預(yù)熱，便于鐵絲燃燒。4.待火柴即將燃盡時再將鐵絲伸入集氣瓶中，這樣可避免火柴消耗氧氣而影響實驗結(jié)果。5.要預(yù)先在集氣瓶的底部放少量的水或細沙，以防生成的融熔物炸裂集氣瓶的底部。結(jié)論：氧氣能支持燃燒，氧氣具有氧化性，是一種常見的氧化劑。氧氣的助燃性和能供給呼吸實際上也是氧氣的氧化性；氧氣具有助燃性，而不具有可燃性。（三）化合反應(yīng)化合反應(yīng)是指由兩種或兩種以上的物質(zhì)生成另一種物質(zhì)的反應(yīng)，形如A＋B→C。同步練習(xí)【基礎(chǔ)鞏固】1.二百多年前，法國化學(xué)家拉瓦錫通過實驗得出了空氣是由_____________和_____________組成的，其中_____________約占空氣總體積的1/5，_____________約占空氣總體積的4/5。2.空氣是由多種成分組成的_____________，空氣的成分按_____________計算，大約是：氮氣_________，氧氣_____________，稀有氣體_____________，二氧化碳_____________，其他氣體和雜質(zhì)_____________。3.純凈物由_____________物質(zhì)組成，混合_____________物由物質(zhì)組成。4.隨著工業(yè)的發(fā)展，排放到空氣中的_____________和_____________對空氣造成了污染，“溫室效應(yīng)”“酸雨”“臭氧層空洞”等都是空氣污染引發(fā)的環(huán)境問題。5._____________、_____________、_____________、_____________、_____________等氣體總稱為稀有氣體。它們一般_____________其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。人們利用這種性質(zhì)，在一些工業(yè)生產(chǎn)中，常把它們用作_____________。稀有氣體在通電時會發(fā)出_____________，因此它們在_____________中有特殊的應(yīng)用。6.在標準狀況下，氧氣是一種_____________色、_____________氣味的氣體。它的密度比空氣_____________，_____________溶于水。液態(tài)氧的顏色是_____________。7.氧氣的化學(xué)性質(zhì)_____________，能與許多物質(zhì)起反應(yīng)。氧氣具有_____________，是常用的_____________。氧氣能支持燃燒，帶有火星的木條在氧氣中能_____________。8.化合反應(yīng)是由兩種或兩種以上物質(zhì)生成_____________的反應(yīng)，是化學(xué)反應(yīng)中的一種基本反應(yīng)類型。氧化反應(yīng)是物質(zhì)跟_____________發(fā)生的反應(yīng)，不僅僅是跟氧氣。9.(1)做鐵絲在氧氣里燃燒的實驗時，預(yù)先要在集氣瓶里裝少量水或鋪一層細沙，目的是_____________。(2)寫出下列反應(yīng)的文字表達式①鐵絲在氧氣中燃燒：_______________________________________；②實驗室用加熱高錳酸鉀的辦法制取氧氣：_______________________________________；③蠟燭在空氣中燃燒：____________________________________________________?！灸芰μ嵘?.在治理城市空氣污染中所采取的措施不正確的是（）A．焚燒落葉B．增加綠地面積C．減少用煤作燃料D．汽車改用清潔燃料2.你能通過哪些現(xiàn)象說明空氣的存在？3.實驗裝置如圖2-5所示，甲、乙兩個集氣瓶用導(dǎo)管連接，玻璃管A的下端緊系一只氣球。將此裝置放置在陽光下一段時間后，可能觀察到的現(xiàn)象是____________；產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因是_______________________。圖2-54.市場上銷售的香腸、鹽水鴨、榨菜、豆腐干等食品，常采用真空包裝，真空包裝的目的是除去空氣，使大多數(shù)微生物因缺少_________氣而受到抑制，停止繁殖，同時防止食品發(fā)生緩慢_________而變質(zhì)。茶葉、肉松、膨化食品等常采用真空充氣包裝，即將儀器裝入包裝袋，抽出袋內(nèi)空氣，再充入防止食品變質(zhì)的氣體，然后封口，真空充氣包裝能使食品保持原來的色香味及營養(yǎng)價值，防止食品受壓而破碎變形。提出問題：充入食品包裝袋中的氣體是什么？猜想與驗證：可能是N2，實驗初步驗證的方法及現(xiàn)象：___________________________。充入的氣體還可能是：①_________；②_________。5.為了保護空氣，某市將市區(qū)汽車排氣管裝上三效催化轉(zhuǎn)換器，目的是使碳氫化合物迅速轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水；氮的氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨猓瑥亩蛊囄矚獾玫絻艋?。關(guān)于這兩個目的所涉及的物質(zhì)變化，說法正確的是（）A.均為物理變化B.均為化學(xué)變化C.前者為物理變化，后者為化學(xué)變化D.前者為化學(xué)變化，后者為物理變化6.家庭養(yǎng)魚用的魚缸內(nèi)，常放入一種送氣裝置，使用時會連續(xù)不斷地冒出氣泡，請你分析這套裝置的作用是什么？__________________。它說明氧氣具有哪些性質(zhì)？__________________。7.現(xiàn)有A.B.C.D四種物質(zhì)。A是無色、無味的氣體。B在A中燃燒發(fā)出明亮的藍紫色火焰，同時生成一種無色有刺激性氣味的氣體C。D是一種無色的氣體，把D通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁。試判斷A.B.C.D各是什么物質(zhì)，請將答案填在空格內(nèi)。A_________，B_________，C_________，D_________。參考答案：空氣和氧氣答案【基礎(chǔ)鞏固】1.思路解析:本題考查化學(xué)史和空氣的基本組成常識。答案：氮氣氧氣氧氣氮氣2.思路解析:本題考查基礎(chǔ)知識。適合預(yù)習(xí)后進行自我測試。答案：混合物體積分數(shù)占78%占21%占0.94%占0.03%占0.03%3.思路解析:考查對純凈物和混合物的理解。答案：一種多種4.思路解析:空氣中的污染物主要是二氧化硫等有害氣體和灰塵等顆粒狀物質(zhì)。答案：有害氣體煙塵5.思路解析:本題考查惰性氣體的性質(zhì)及用途。答案：氦氖氬氪氙不與保護氣不同顏色的光燈具制造業(yè)6.思路解析：本題考查氧氣的物理性質(zhì)。答案：無沒有略大不易淡藍色7.思路解析：本題考查氧氣的基本化學(xué)性質(zhì)：可以支持燃燒。答案：比較活潑氧化性氧化劑復(fù)燃8.思路解析：本題考查化合反應(yīng)和氧化反應(yīng)的概念。能夠提供氧元素的是氧氣或含氧化合物。答案：另一種物質(zhì)氧9.思路解析：本題考查鋁絲在氧氣中燃燒，生成氧化鋁，放出大量的熱。玻璃容器容易炸裂，必須墊上一層水和細沙；考查氧氣的制備和蠟燭燃燒等的反應(yīng)文字表達式。答案：(1)防止生成的四氧化三鐵炸裂集氣瓶(2)①鐵+氧氣四氧化三鐵②高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣③石蠟水+二氧化碳【能力提升】1.思路解析：這是一道有關(guān)空氣污染的考題。增加綠地面積，可以增加光合作