第三讲空气的组成适用学科化学适用年级初三适用区域通用本讲时长120分钟知识点1.空气中各种成分及其体积分数2.空气中各成分的性质及其用途3.红磷燃烧法测定空气中氧气含量的实验4.混合物和纯净物的区分5.了解空气污染的原因、危害及防治措施教学目标1.知道空气中含有哪些气体及各成分的体积分数2.掌握测定空气中氧气含量的实验3.会区分混合物和纯净物4.知道空气是一种宝贵的自然资源，养成关注环境、热爱自然的情感。
教学重难点1.空气中氧气含量的测定实验2.混合物和纯净物的区分教学过程一、复习预习1.物理变化：没有生成其他物质的变化例：汽油挥发、矿石粉碎、干冰升华2.化学变化：有新物质生成的变化例：钢铁生锈、食物腐烂、酿酒制醋、木炭燃烧、光合作用3.物理变化和化学变化的区别和联系区别：是否有新物质生成联系：化学变化中一定伴随物理变化，物理变化中一定没有化学变化4.物理性质：物质不需要通过化学变化就能表现出来的性质例：颜色、状态、熔点、沸点、硬度、密度、挥发性、导电性、吸附性、潮解性5.化学性质：物质在发生化学时表现出来的性质例：可燃性、助燃性、毒性、活泼性、稳定性6.物理性质与化学性质的区别是否通过化学变化表现出来7.性质与变化的区别（1）性质的描述中一般有“可以，易、能、具有、会等”（2）变化是物质的运动形式，是一个动态过程。
二、知识讲解考点1:空气是由什么组成的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78%21%0.94%0.03%0.03%氮气(1)物理性质:无色无味的气体,难溶于水(2)化学性质:不活泼(3)用途:①制硝酸和氮肥的重要原料②做保护气,如焊接金属的保护气灯泡中充氮气可延长使用寿命食品包装中充氮气以防腐③医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术④超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能氧气(1)物理性质:无色无味的气体,密度比空气大,不易溶于水.(2)化学性质:比较活泼,具有助燃性(3)用途:①供给呼吸②支持燃烧稀有气体(1)物理性质:无色无味的气体(2)化学性质:很不活泼(3)用途:①稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,如航标灯、强照明灯、霓虹灯；②氦气可用于制造低温环境考点2::空气中氧气含量的测定【实验原理】：红磷+ 氧气五氧化二磷P O2P2O5红磷燃烧消耗氧气且生成物是固体，使密闭装置内的气体体积减少，导致装置内压强小于外界大气压，水在压强差的作用下进入密闭容器，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。
【实验装置】：【实验步骤】：①连接装置并检查装置的气密性；②先在集气瓶内加少量水，并作上记号，将剩余部分分成五等份；③关闭止水夹，点燃红磷，迅速伸入广口瓶，立即塞紧橡皮塞；④冷却到室温打开止水夹。
【实验现象】：红磷燃烧，生成大量白烟，放出热量；冷却后打开止水夹，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。
【实验结论】：氧气约占空气总体积的1/5。
【剩余气体的性质】：不燃烧也不支持燃烧，难溶于水。
注意事项原因不注意导致的后果①红磷要足量以保证将密闭空气中的氧气尽可能消耗完测定结果偏小②装置气密性要好如果装置漏气，冷却后此时装置内部气体量减小压强减小，外界会进入一部分空气测定结果偏小③冷却至室温再打开止水夹如果燃烧刚结束就打开止水夹，瓶内气体还处于受热膨胀状态，压强变化不明显测定结果偏小④点燃红磷后迅速伸入广口瓶如果燃烧匙伸入瓶中太慢，造成瓶中部分气体受热逸出测定结果偏大⑤弹簧夹要夹紧致使部分空气受热膨胀从导管逸出测定结果偏大【选择药品的要求】：①能在空气中燃烧②只与空气中的氧气反应③生成物为固体思考问题：能不能用铁丝、木炭，硫，镁代替红磷，为什么？点燃考点3:纯净物和混合物混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的物质.如:空气、矿泉水、澄清石灰水、各种溶液注意：组成混合物的各成分保持着它们各自的性质，没有专门的符号。
纯净物：只由一种物质组成。
如:氧气、氮气，五氧化二磷、二氧化碳、液氧、冰水混合物注意：纯净物可以用专门的化学符号来表示。
考点4:保护空气（1）空气污染及防治：对空气造成污染的主要是有害气体（CO、SO2、氮的氧化物）和烟尘等。
目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。
（2）空气污染的危害、保护：危害：严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡.全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等保护：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂的废气经处理过后才能排放，积极植树、造林、种草等（3）目前环境污染问题:臭氧层破坏（氟里昂、氮的氧化物等）温室效应（CO2、CH4等）酸雨（SO2、NO2等）白色污染（塑料垃圾等）三、例题精析【例题1】【题干】氮气的用途也很广泛，下列属于氮气用途的是( )A. 制作霓虹灯B. 充入灯泡作保护气C. 作为火箭发射的推进剂D. 医疗上可作为危重病人的急救气【答案】B【解析】A.是稀有气体的用途B.氮气化学性质不活泼，所以可以充入灯泡作保护气C.氧气具有助燃性，作为火箭发射的推进剂，而氮气不能支持燃烧D.急救病人是利用了氧气的供给呼吸的用途，而氮气不能供给呼吸．【例题2】【题干】下列物质中属于纯净物的是（）A．洁净的食盐水B．冰水混合物C．净化后的空气D．澄清石灰水【答案】B【解析】A.各种溶液都是混合物B.冰水混合物中的冰和水只是水的两种不同状态，是同种物质，所以属于纯净物C.纯净的空气中也含有多种气体，所以空气属于混合物D.澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液，所以属于混合物【例题3】【题干】某同学用如图所示装置测定空气中氧气的体积分数，实验后发现所测定氧气的体积分数大于1/5．下列是某同学对此实验误差的一些想法，你认为合理的是（）A．装置气密性不好B．实验中红磷过量C．反应后未能完全冷却至室温就打开止水夹D．将红磷点燃伸入集气瓶时速度较慢，瓶内气体受热膨胀逸出【答案】D【解析】A、装置气密性不好，冷却后外界空气会进来补充，导致进去集气瓶内水小于1/5．故A不符合题意；B、实验中红磷过量，能够将瓶中氧气完全消耗掉，不会使测定氧气的体积分数大于1/5．故B不符合题意；C、反应后未能完全冷却至室温就打开止水夹，会使测定氧气的体积分数小于1/5．故C不符合题意；D、将红磷点燃伸入集气瓶时速度较慢，瓶内气体受热膨胀逸出，会使测定氧气的体积分数大于1/5．故D符合题意．故选D【例题4】【题干】为测定空气中氧气的含量，设计如下方案：选用实际容积为40mL的试管作反应容器，将过量的白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管口，通过导管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器组成如下图的实验装置。
假设此实验正常进行，且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计，请回答下列问题：（1）实验前，打开弹簧夹，将注射器的活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松手，若活塞仍能返回至20mL刻度处_______________________________________。
（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束，等到试管冷却后再松开弹簧夹。
可观察到的现象为________________________________________________________。
（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，充分反应直至燃烧结束，试管冷却。
可观察到的现象为____________________________________________________________。
（4）若进行该实验，实际可能遇到诸多问题而发生危险，造成实验失败。
例如____________。
【答案】（1）装置的气密性好（2）白磷燃烧，产生白烟，活塞前沿约在12mL的刻度线上（3）白磷燃烧，产生白烟，活塞先向右移动，最终稳定在约8mL的刻度线上（4）橡胶塞弹出、试管爆裂、注射器活塞弹出等【解析】（1）打开弹簧夹，将注射器活塞前沿从20mL刻度处推至15mL刻度处，然后松开手，若活塞仍能返回至20mL刻度处，则说明整个装置都不漏气；（2）若先夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×1/5=8mL，所以活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处；（3）若不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL 的氧气为（40mL+20mL）×1/5=12mL，所以活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处；（4）因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀，可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等，造成实验失败。
四、课堂运用【基础】1.氧气是我们身边常见的物质，下列叙述正确的是（）A. 空气中含量最多的气体为氧气B. 用带火星的木条可以检验氧气C. 鱼、虾能在水中生存是由于氧气易溶于水D. 氧气具有可燃性，能与许多物质发生氧化反应【答案】B【解析】A、空气的成分及各成分的体积分数分别是：“氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%”．空气中含量最多的是氮气，不是氧气，故选项错误；B、氧气具有助燃性，用带火星的木条可以检验氧气，故B正确；C、鱼、虾等能在水中生存，只能说明水中含有氧气，但氧气不易溶于水，故C错误；D、氧气具有氧化性，能与许多物质发生氧化反应，可以助燃，但不可燃，故D错误；2.图是火星大气成分含量示意图.与空气的成分相比较,下列说法中正确的是（）A. 火星大气中N2的体积分数小于空气中N2的体积分数B. 火星大气中CO2的体积分数小于空气中CO2的体积分数C. 火星大气中O2的体积分数大于空气中O2的体积分数D. 火星上大气中有稀有气体,空气中没有稀有气体【答案】A【解析】A、地球和火星的大气中都含有氮气，空气中氮气的体积分数为78%，火星大气中N2的体积分数明显小于空气中N2的体积分数；故选项说法正确；B、地球大气中CO2的体积分数为0.03%，故火星大气中CO2的体积分数大于空气中CO2的体积分数．故选项说法错误；C、地球大气中O2的体积分数为21%，火星的大气中不含有氧气，故选项说法错误D、火星上大气中含有稀有气体，空气中也含有稀有气体．故选项说法错误．3.下列关于空气各成分的说法中，正确的是（）A．空气中氮气的质量分数约为78%B．空气中氧气含量的测定实验中，可以将红磷换成铁丝C．二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物D．空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应，又被称为“惰性气体”【答案】D【解析】A、空气中氮气的体积分数约为78%，故A错误；B、铁丝在空气中不燃烧，所以空气中氧气含量的测定实验中，不可以将红磷换成铁丝，故B错误；C、二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，但二氧化碳不属于空气污染物，故C错误；D、空气中的稀有气体一般不跟其他物质反应，又被称为“惰性气体”，故D正确．4.1774年，法国科学家拉瓦锡发现了金属燃烧后余下的“空气”不支持燃烧和呼吸，这些剩余的空气实际上主要是（）A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．氦气【答案】A【解析】空气的主要成分是氮气和氧气，氧气能供给呼吸和支持燃烧，金属在空中燃烧，是与氧气发生反应；氮气的性质稳定不与金属反应，二氧化碳和氦气的含量较少，所以，剩余的空气实际上主要是氮气。