1、初三化学第二单元第2单元：我们周围的空气 学 科化学编 码HX_13_01_002内容简介教学目标作 者付 军日 期 2005/05/4审 定日 期正 文说 明名师面授主讲人：黄冈中学高级教师 付 军一、第二单元内容提要1. 了解空气的主要成分。2. 了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。3. 初步认识纯净物、混合物的概念。4. 初步了解空气污染的危害，知道空气是一种宝贵的自然资源，养成关5. 认识氧气能与许多物质发生化学反应，氧气的化学性质比较活泼。6. 认识什么是化学变化，了解化学反应的基本特征，认识化合反应，氧化反应，缓慢氧化等概念之间的区别与联系。7、掌握氧气的实验室制法，了解
2、氧气的工业制法。8、理解分解反应，了解催化剂和催化作用。9、了解燃烧和燃烧的条件，了解爆炸、缓慢氧化和自燃。 二、重点难点内容讲解(一)空气1 空气中氧气含量的测定。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。曾把汞放在密闭容器中加热，得到了红色粉末氧化汞，又把这种红色粉末加热，得到了汞和氧气，这两个反应的文字表达式为： 2空气的主要成分及组成空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质体积分数78210.940.030.03特点相对固定成分可变成分（2）纯净物、混合物。 纯净物是由一种物质组成的。可用专门的化学符号来表示。具有固定的组成，有确定的性质。如氧气（O2）、氮气（N
3、2）、二氧化碳（CO2）。 混合物是由两种或多种物质混合而成的。没有固定的组成，各成分都保持各自的性质，相互之间没有发生化学反应。如：空气是混合物，是由氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等多种成分组成。3空气是一种宝贵的资源1. 氧气的用途 主要是供给呼吸（医疗急救、登山、潜水、航空）和支持燃烧（炼钢、气焊、化工生产、宇宙航行）。 这些用途一般都是利用氧气易于跟其他物质起反应并放出热量的性质。 2. 氮气的性质和用途 氮气是一种无色、无味、熔点和沸点都很低的气体，不能支持燃烧，性质不活泼。常用作保护气，食品防腐，液氮冷冻麻醉，液氮低温环境下，超导材料显示超导性能。 3. 稀有气体的性质和用途 稀有
4、气体都是无色、无味、性质不活泼的气体，曾被称做“惰性气体”。 用途有：作为保护气；焊接金属时用来隔绝空气，灯泡中充稀有气体使灯泡耐用；制成多种电光源，如航标灯、闪光灯、霓红灯；用于激光技术，医疗麻醉；用于制造低温环境。4空气污染及防治（1）空气中有害物质 （2）保护空气措施：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，积极植树造林等（3）空气质量日报 从1997年5月起，我国47个重点城市将陆续分批开展空气质量日报，周报工作。什么是空气质量日报呢？我国环境监测部门根据环境保护法规的要求，对国家空气质量标准中规定的几种主要污染物已经开展了长期的例行监测，以掌握和评价城市空气质量状况和污染变化趋
5、势。开展空气质量日报就是对一日的空气质量进行回顾性的评价，并以空气污染指数的表征形式定期向社会发布，为公众提供及时、准确的环境信息。我国发布的空气质量日报目前采用空气污染指数 （API,Air Pollution Index） 的形式报告。所谓空气污染指数是一项可以定量和客观地评价空气环境质量的指标，是将若干项主要空气污染物的监测数据参照一定的分级标准，经过综合换算后得到的无量纲的相对数。它具有综合概括、简单直观的优点，有利于普通公众了解空气环境质量的优劣。根据国家环保局的有关技术规定，结合各市区特点，现在计入空气污染指数的项目有： 二氧化硫、 氮氧化物和总悬浮颗粒物 。今后，随着环保工作的深
6、入和监测技术水平的提高，还将调整增加其它污染项目，以便更为客观地反映空气质量状况。我国目前采用的空气污染指数（API）分为五级，API值小于等于50，说明空气质量为优，相当于达到国家空气质量一级标准，符合自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护地区的空气质量要求。API值大于50且小于等于100，表明空气质量良好，相当于达到国家质量二级标准。API值大于100且小于等于200，表明空气质量为轻度污染，相当于达到国家空气质量三级标准；长期接触，易感人群病状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状。API值大于200，表明空气质量较差，超过国家空气质量三级标准，一定时间接触后，对人体危害较大。（二）氧气1
7、 氧气的性质 反应的文字表达式： （二）化学反应 1. 化学反应：生成新物质的变化叫做化学变化。也叫化学反应。 如：天然气燃烧，钢铁生锈等。 2. 物理变化：没有生成新物质的变化。 如：石蜡熔化，干冰升华。 *. 化学反应的本质特征是：有新物质生成。常表现为颜色改变，放出气体，生成沉淀等。还发生能量变化，如：放热、发光。在发生化学变化过程中同时发生物理变化。3. 化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，叫做化合反应。 4. 氧化反应：物质跟氧发生的反应。 以上三个反应中的生成物： 都是氧化物。氧气具有氧化性，是常见的氧化剂。 5. 缓慢氧化： 有些氧化反应进行得很慢，甚至不易觉察
8、，这种氧化叫缓慢氧化。如：呼吸作用，食物腐烂，钢铁生锈。6 物理性质与化学性质（三）氧气的制取 较好方法 三 中考链接例1 下列情况可能引起空气污染的是： 煤和石油的燃烧； 工业废气的任意排放； 燃放鞭炮； 飞机、汽车尾气的排放。 （A）只有 （B）只有 （C）只有 （D）提示： 随着现代化工业的发展，排放到空气中的有害物质改变了空气的成分，造成对空气的污染，造成对空气污染的有害物质大致可分为：粉尘和气体两大类。从世界范围看，排放到空气中的有害气体主要有二氧化硫，一氧化碳，二氧化氮。参考答案： D说明：煤和石油的燃烧易产生烟尘，一氧化碳、二氧化硫；工业废气一般是烟尘，一氧化碳，二氧化硫、二氧化
9、氮；燃放鞭炮易产生烟尘，二氧化硫，二氧化氮；飞机、汽车尾气易产生一氮化碳、二氧化氮 例2：标准状况（0，1.01105帕）下，某气体的密度是1.98克/升（标准状况下空气的密度为1.29克/升），该气体易溶于水，在实验室收集此气体时应用（ ） A、排水集气法 B、向上排空气法 C、向下排空气法 D、以上方法均可以提示： 应根据气体的溶解性和密度确定气体的收集方法。（M为空气的平均相对分子质量）物理性质不（或不易、难）溶于水密度比空气大（M29）密度比空气小（M29）收集方法排水法向上排空气法向下排空气法 题中给出的气体密度大于空气，且易溶于水，故收集方法只能为B。参考答案： B【例3】 下列关
10、于空气的有关叙述正确的是： （A）空气中大约含有21%的氧气是指100g空气中含有21g氧气。 （B）人类呼吸排放的二氧化碳是空气的最大的污染源。 （C）在通常状况下，无色无味的气体一定是空气。 （D）空气的主要成分比较固定，主要是由氮气和氧气组成。提示： 这是一道关于空气知识的综合问题，该题涉及到空气的成分，物理性质及空气污染等。解此题要有扎实的基础知识，平时应善于对生活中的相关知识的观察与了解。答案： D说明： 空气是混合物，一般说来成分比较固定。空气的成分按体积分数计算，大约氮气是78%，氧气是21%，而不是按质量计算。空气是无色无味的气体，但除空气外，还有一些气体也是无色无味的，如氢气
11、、氧气、一氧化碳等，所以说无色无味的气体一定是空气是不确切的。随着工业的发展和燃料用量的增加，排放到空气中的有害气体和烟尘，对空气造成了污染，人类呼吸排放的二氧化碳并不是大气的污染源，所以答案选（D）。例4 下列物质的性质属于物理性质的是 A、镁条能在空气中燃烧 B、加热碱式碳酸铜生成了氧化铜、水和二氧化碳 C、氧气在通常情况下是无色无味的气体，它不易溶于水 D、白磷自燃提示： 物理性质主要包括物质的色、味、态、密度、硬度、溶解性、熔点、沸点等。而化学性质则主要包括物质的可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等。参考答案： C说明： A是镁条的化学性质；B是碱式碳酸铜受热分解的化学变化；C是O
12、2的物理性质；D是白磷自燃是化学变化例6 在通常状况下，氧气是没有颜色，没有气味的气体这句话是指氧气的： （A）物理性质 （B）物理变化 （C）化学性质 （D）化学变化提示：解答此类问题应从概念入手，物质的变化有物理变化和化学变化。物质在发生变化时生成了其它物质的变化叫化学变化，没有生成其它物质的变化叫物理变化。同样，物质的性质也分为物理性质和化学性质。物质在化学变化中表现出来的性质叫化学性质，物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，如颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等是物理性质。说明：本题在通常状况下，氧气是没有颜色、没有气味的气体这句话，显然是氧气不需要发生化学变化就表现出来的性质
13、，所以答案应选（A）例7 实验室制取氧气大至可分为下列步骤：a、点燃酒精灯，加热试管；b、检查装置气密性；c、将高 锰酸钾装入试管，用带导气管的塞子塞紧试管，并把它固定在铁架台上；d、用排水法收集氧气；e、熄 灭酒精灯；f、将导管从水槽中取出。 正确操作的顺序是（ ） (A）bcadef (B）cbadef (C）bcadfe (D)cbadfe 提示：进行实验一定要以安全，不发生意外事故，现象明显，结果正确，且节约药品为原则。所以实验室制取气体应按照一定的正确步骤顺序进行。 参考答案：C 说明：在实验室制取氧气时，实验开始时的操作顺序尤为重要。首先应检验装置的气密性，再向试管中装入药品，用带
14、导气管的塞子塞紧试管，并把试管固定在铁架台上，如果两者顺序颠倒，一旦仪器的气 密性不好，则造成药品的浪费。实验室完成时应先将导气管从水槽中取出，然后熄灭酒精灯，如果两者的顺序相反，则易使水槽中的水沿导气管进入热试管内，使试管发生炸裂事故。所以应选C。参考答案： （A）例8 做家庭小实验：取2个石棉网，分别放上一小匙白糖，在其中的一小匙白糖上面洒满普通香烟的烟灰然后用燃着的木条分别点燃二处的白糖，观察现象并回答问题：哪一块石棉网上的白糖燃烧？火焰的焰色呈什么色？把燃烧后的剩余物质洒在另一块未燃烧的白糖上面，再用燃着的木条点燃，观察现象。请回答烟灰在这个反应中的作用。提示：这是一组对比实验，做实验
15、时要仔细观察实验现象，要联想学过的知识进行分析、判断，运用化学知识理解一些简单化学问题。并在获取知识和技能的同时，提高实验能力，发扬探索精神。参考答案： 未洒香烟灰的白糖点燃时不燃烧。洒满烟灰的白糖点燃能够燃烧，发出蓝色火焰。把燃烧后的剩余 物质，洒在另一块未燃烧的白糖上面，再用燃着的木条点燃，白糖燃烧，发出蓝色火焰。烟灰在这个反应中起催化作用，烟灰是这个反应中的催化剂。说明：洒满烟灰的白糖能够被点燃，未洒烟灰的白糖不能点燃，这说明烟灰能改变白糖着火点。把燃烧后的剩余物质，洒在未燃烧的白糖上面，白糖依旧可以被点燃，这说明烟灰在白糖燃烧前后化学性质没有改变。所以说烟灰在这个反应中起催化作用，烟灰
16、是这个反应的催化剂。例9 天然气的主要成分是甲烷。甲烷是一种无色无味，密度比空气小，极难溶于水的气体。实验室常用加热醋酸钠与碱石灰的固体混合物来制取甲烷。试回答： （1）能否用制氧气的装置制甲烷，为什么？ （2）可以用哪些方法收集甲烷，为什么？提示：实验室制取气体的装置是根据实验室制取气体的反应原理及被制取气体的物理性质来决定的。制取装置分为两部分：一是气体的发生装置，二是气体的收集装置。气体的发生装置根据反应物的状态和反应条件来确定。初中学习了两种，一种是反应物为固体，加热制取气体；一种是反应物为固体和液体反应在常温下进行。气体的收集装置是由气体的物理性质，主要是该气体的密度及溶解性来决定。
17、密度比空气大的气体可采用瓶口向上排空气法收集，密度比空气小的气体可采用瓶口向下排空气法收集；难溶于水或不易溶于水的气体，可采用排水法收集参考答案：（1）能用制氧气的装置制甲烷。因为实验室制甲烷所用反应物的状态与反应条件都和实验室制氧气所用反应物的状态与反应条件相同。所以能用制氧气的装置制甲烷。（2）因为甲烷的密度比空气小，可以用口向下排空气法收集。又因为甲烷极难溶于水，还可以用排水集气法收集说明：（1）实验室制氧气是用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物或加热高锰酸钾。反应物的状态均为固态，反应条件为加热。实验室制甲烷用加热醋酸钠与碱石灰的固体混合物，其反应物状态与反应条件和制氧气相同，所以能用制氧气
18、的装置制甲烷。 （2）甲烷的密度比空气小，故可采用口向下排空气法收集；又因为甲烷极难溶于水，还可以采用排水法收集。单元小结1、空气 （1）空气的成分：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体及杂质0.03%（体积分数）。 （2）空气污染：一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、粉尘等污染源以及温室效应，臭氧层被破坏都形成大气污染。2、氧气3、有关实验 （1）空气中氧气含量的测量：可燃物在空气中燃烧，消耗氧气，容器内压强减小，使水进入容器，测定进入容器中水的体积即为氧气的体积。 （2）可燃物在氧气中燃烧：注意有无火焰，火焰的颜色，生成物的状态、颜色及气味。 （3）实验室制取
19、氧气 根据反应物的状态及反应条件选择气体发生装置。用高锰酸钾制氧气时，按“查、装、定、点、收、离、熄”的步骤进行操作。有许多金属氧化物如氧化铜、氧化铁都能作过氧化氢分解的催化剂。方法总结 1、正确理解物质的性质和变化 物质的变化也叫物质的运动。物质运动有两种基本形成物理变化和化学变化。没有新物质生成的变化叫做物理变化，如物质的状态、形状等的变化都属于物理变化。有新物质生成的变化叫做化学变化（也叫化学反应），如铁生锈、米饭烧焦等都属于化学变化。所谓新物质指的是与原物质组成和结构不同的物质。学习物理变化和化学变化时应注意它们的本质区别（即判断某个变化是物理变化还是化学变化的依据）在于前者不生成新物
20、质，而后者有新物质生成。在化学变化过程中常伴随有放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象。这些现象可以帮助我们判断有没有化学变化发生，但这些现象都不是化学变化的本质，也不是化学变化中所特有的。例如通电时灯丝的发光、放热，无色的氧气在约183（90K）时变为淡蓝色液体，温度升高时溶解在水里的气体放出，石灰水受热时有白色固体（氢氧化钙）析出，在这些变化中虽然伴随有放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象，但在这些变化中并无新物质生成，故都是物理变化。 物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。如可燃性、还原性、氧化性、稳定性等。如镁能在空气中燃烧，铁钉在潮湿的空气中生锈等，就属于镁、铁的化学
21、性质。而不需要发生化学变化就表现出来的性质，如颜色、气味、状态、熔点、沸点、硬度、密度等都属于物质的物理性质，这些性质是可以被感知和被测量的，如可用眼看，用仪器测量。总之，物理性质和化学性质的区别就在于是否通过化学变化表现出来。物质的化学性质一定要经过化学变化才能表现出来；物质的物理性质一定不经过化学变化就能表现出来。这里的不经过化学变化不能说是经过物理变化，因为物质的某些物理性质如颜色等用眼一看便知，并没有经过任何变化。 2、以氧气的性质和制备为本单元主线 以氧气的性质为核心，重点是氧气的化学性质和氧气的实验室制法，其中也穿插了一些基本概念和原理。 氧气是一种化学性质比较活泼的气体。碳、硫、
22、磷、铁、镁、石蜡都能在空气或氧气中燃烧，产生不同的现象。这些物质与氧气的反应都属于氧化反应，氧气在反应中能提供氧，是一种常见的、重要的氧化剂。 实验室常用过氧化氢分解（二氧化锰作催化剂）或加热高锰酸钾的方法来制取氧气，可用排水法或向上排空气法收集氧气。氧气能使带火星的木条复燃，实验室常用这种方法鉴定氧气。同步测试1食油在锅内过热引起燃烧，将火熄的最好方法是（ ） A.向锅内加水 B.将锅内的油倒掉 C.向锅内撒沙土 D.立即盖严锅盖2实验室制取氧气的装置中，有关几个口的位置错误的是（ ） A.装药品的试管口应向下倾斜 B.进入试管的导气管口应露出胶塞少许 C.用排空气法收集氧气时，集气瓶口应向
23、下 D.用排水法收集时，导气管口应伸入集气瓶的口部3、下列变化不属于缓慢氧化的是（ ） A 食物腐烂 B。呼吸作用 C。火药爆炸 D。蜡烛燃烧4用扇子一扇，燃着的蜡烛立即熄灭，其原因是（ ） A 使蜡烛着火点降低 B。供给氧气减少 B 供给氧气增加 D。温度低于蜡烛着火点5、我们生活在物质的世界里，而物质在不断地变化。以下属于物理变化的是（ ） A. 大米酿酒 B. 生米煮成熟饭 C. 湿衣晾干 D. 食物腐败6、区别氧气、空气、二氧化碳三瓶气体最简单的方法是（ ） A. 分别测量三瓶气体的密度 B. 将三种气体分别通入澄清的石灰水中 C. 将带余烬的木条分别伸到三瓶气体中 D. 将燃着的木条
24、分别伸到三瓶气体中7. 下列反应中，既是化合反应又是氧化反应的是（ ） A. B. C. D. 8. 蜡烛燃烧和铁生锈都是化学变化，其变化的共同特点是（ ） A. 都需要达到着火点 B. 都有发光发热现象 C. 都与氧气发生化合反应 D. 都是氧化反应9. 下列有关稀有气体用途的说法中，不正确的是（ ） A. 焊接金属时用稀有气体做保护气 B. 氦用于制造低温环境 C. 稀有气体用于潜水、登山 D. 氙用于医疗麻醉10. 下列情况，不会造成空气污染的是（ ） A. 燃放烟花爆竹 B. 煤的燃烧 C. 植物的光合作用 D. 汽车排放的尾气11、某物质能在氧气中燃烧，却不能在空气中燃烧，是因为（
25、） A 空气中含有水蒸气 B。空气中含有大量不支持燃烧的二氧化碳 B 空气中含氧气量少 D。空气散热快，温度难达到其着火点12、下列物质属于氧化物的是（ ） A. 空气 B. 氧化铝 C. 红磷D. 铝箔 13某学生设计的实验室制取氧气的装置如下图所示，其中有四处明显错误，请指出。 14下列事实说明空气中含有哪些成分？ （1）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_； （2）空气是制造氮肥的主要原料说明空气中含有_； （3）酥脆的饼干在空气中放置会逐渐变软说明空气中含有_； （4）长期放置在空气中的石灰水表面有一层白色物质说明空气中含有_；15下列物质在氧气中燃烧，请写出观察到的现象和有关反应的文字表达式：在氧气中燃烧的物质观察到的现象有关反应的文字表达式红磷 硫 铝箔 【试题答案】1D 2 C 3D 4 D 5C 6D 7 D 8 D 9 C 10 C 11 C 12 B 13 、试管口向上倾斜 试管夹夹在试管中部导气管进入试管太长用焰心加热。14 （1）氧气；（2）氮气；（3）水蒸气；（4）二氧化碳15略。
