主题二 专题3课题1 空气的成分 课件(共21张PPT)-2025-2026学年八年级 全一册《化学》沪科版（五·四学制）

(共21张PPT)
专题3　空气、氧气、二氧化碳
课题1　空气的成分
义务教育教科书（五·四学制） 化学 八年级 全一册
课 题 1　空气的成分
课 题 2　氧气和二氧化碳的性质
课 题 3　氧气和二氧化碳的制备
跨学科实践活动　基于特定需求设计和制作
简易供氧器
专题3　空气、氧气、二氧化碳
空气中的成分是如何被揭示的？
人类为何离不开洁净的空气？
空气是弥漫于地球周围的气体，它是地球上一切生命赖以生存的重要物质。有了空气，才有了“风逐雷雨虹并霞”的变幻。空气究竟是一种怎样的物质？为什么说空气是重要的自然资源？我们如何保护好周围的空气？
空气的成分
课题1
学习聚焦
通过实验探究，理解空气中氧气含量的测定方法。
结合生活实例，了解空气的成分及其重要用途。
分析空气质量指数，认识空气污染的危害，树立保护环境的观念。
空气中含有哪些物质
1. 空气成分的探索
人们曾经一直认为空气是一种成分单一的气体。经历了漫长的科学探索，人们才开始认识到空气中含有氧气、氮气等多种物质。那么，空气中氧气的含量是多少？怎样测定呢？
图3.1 拉瓦锡研究空气成分的实验装置示意图
1774年，法国化学家拉瓦锡（A.-L. Lavoisier）曾通过在密闭装置（图3.1）中加热汞，并根据装置内空气体积减小 的实验事实，推测空气中含有 体积的氧气。借鉴拉瓦锡实验的原理和装置，我们能否设计类似的实验来测定空气中氧气的含量呢？
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（1）如图3.2所示，在100 mL的量筒内加入80 mL水，用弹簧夹夹紧乳胶管。
（2）点燃燃烧匙中的红磷后，立即将其伸入容积为250 mL的集气瓶中，塞紧橡胶塞，观察并记录红磷燃烧的现象。
（3）待红磷火焰熄灭并冷却到室温后，打开弹簧夹，观察并记录实验现象。
测定空气中氧气的含量
实验探究
图3.2　测定空气中氧气的含量
现象记录：
红磷燃烧时， 。
打开弹簧夹， ，量筒内减少的水的体积大约是 mL。
实验结论：空气中氧气的含量大约占 。
证据推理
根据什么现象能推断出空气中氧气的含量呢？量筒内水的体积变化与集气瓶内减少的气体体积之间存在什么关系？
该实验主要从拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验中借鉴了什么？
实验中，我们受到拉瓦锡实验的启示，选择了能与空气中的氧气反应的红磷进行实验。红磷燃烧消耗了集气瓶内空气中的氧气，导致集气瓶内的压强减小，量筒中的水被倒吸入集气瓶。接着，通过测定进入瓶中水的体积可知被消耗氧气的体积，从而达到测定空气中氧气含量的目的。该化学反应的文字表达式1为：
1　 在学习化学方程式的书写之前，我们使用这种方法来表示化学反应。为方便学习，在物质中文名称下方标明其化学式。
点燃
磷 + 氧气　　　 五氧化二磷
P 　 O2　　 　 P2O5
更精密的科学实验表明，按体积计算，如图3.3所示，空气中大约含有氮气78%、氧气21%、其他物质1%（稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%）。像空气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，而空气中的氮气、氧气、二氧化碳都只由一种物质组成，它们本身都是纯净物。
图3.3　空气的组成
通常情况下，空气中各成分的含量相对稳定。但是，空气中水蒸气的含量是变化的，具体因地区和气候而异。例如，我国长江中下游梅雨季节雨水多，空气湿度大，水蒸气含量增高。二氧化碳的含量也会因人类活动的影响等而发生变化。
在生产生活中，空气中的各种成分都有其功用。由于物质的用途是由它们的性质决定的，要认识它们的用途，先要了解它们具有哪些性质。
2. 氮气
在通常状况下，氮气是一种无色、无气味的气体，难溶于水。氮气的化学性质不活泼，在低温或常温下难与其他物质发生反应，因此氮气常用作保护气，如充入食品袋、灯泡中用以隔绝氧气；但在特定条件下，氮气可与某些物质发生反应，其产物可用来制取对人类有用的物质，如制造氮肥、炸药等；液氮常用于制冷，如在机械工业中用作仪器或机件的深度冷冻剂，为超导材料的实验提供低温环境（图3.4）。
图3.4　氮气的用途
充氮保鲜
充氮灯泡
液氮制冷
3. 稀有气体
稀有气体一般不与其他物质反应，因此曾被称为“惰性气体”，常被用作保护气，如焊接金属时用以隔绝空气（图3.5）。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，如氙气灯（图3.6）。随着科学技术的发展，已经发现在一定条件下稀有气体能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。
图3.5　氩弧焊机
图3.6　氙气灯
洁净的空气为何如此重要
空气是地球上的动植物生存的必要条件，动物呼吸、植物光合作用都离不开它，大气层可使地球上的温度保持相对稳定等；空气也是一种宝贵的自然资源。但是，随着人类活动的增加，特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断地排放，空气中的有害气体和烟尘含量不断升高，进而引发空气质量日益下降。
近年来，生态环境部门通过各种媒体向社会发布空气质量报告，以使人们及时了解本地和全国各主要城市的空气质量状况。空气质量报告利用空气质量指数定量描述空气质量状况。目前，计入空气质量指数的污染物主要包括：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10（粒径小于等于10 μm的颗粒物）、PM2.5（粒径小于等于2.5 μm的颗粒物）等。其中，PM2.5含有大量有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长，被人体吸入后可直接进入支气管，因而对人体健康影响较大。
因此，人们需要加强对空气质量的监测，减少空气污染物排放，积极植树、造林、种草，研制和开发清洁能源，等等。
学习指南
归纳小结
空气是由 等多种成分组成的混合物，它是一种重要的自然资源。
空气质量状况对公众健康影响很大，监测并改善空气质量是社会发展的必然要求。
例题导引
问题：
某同学对“测定空气中氧气的含量”的实验中点燃红磷的方式进行了改进：将盛有红磷的燃烧匙伸入集气瓶中，塞紧橡胶塞后，用激光笔照射以引燃红磷。分析说明这种改进的优点。
分析：
在“测定空气中氧气的含量”的实验中，将红磷点燃再放入集气瓶中，瓶内空气会受热膨胀，逸出集气瓶，致使测定的数据可能存在误差。改进后的实验中，用激光笔在集气瓶外点燃红磷，则可使装置始终保持密闭，避免上述问题的产生，让测定结果更准确。另外，红磷燃烧全过程都在密闭装置中进行，可避免红磷燃烧生成的五氧化二磷逸散到空气中，造成环境污染。
练习巩固
1. 储存某些食物时，可充入氮气防止食物腐烂变质。该做法利用了氮气的什么性质？
2. 下列关于空气的说法是否正确？说明理由。
（1）空气由氮气和氧气组成。
（2）空气中的二氧化碳是植物光合作用的原料之一。
（3）造成空气污染的有害气体主要有二氧化硫、二氧化碳和一氧化碳等。
3. 在拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验中，汞是反应物，而在 “测定空气中氧气的含量”的实验中，红磷是反应物。请你查阅资料，设计一幕话剧剧本，主要内容是一位八年级学生与拉瓦锡进行的一次跨越时空的辩论，他们围绕“测定空气中氧气含量的实验用汞还是红磷”辩题，交流以汞或红磷为反应物的优点与不足。
4. 家庭实验：取一个透明的平底大玻璃碗或盘子，将一支蜡烛固定在其底部，然后加入一些水（需覆盖碗底或盘底平面），为了便于观察可以在水中加入少量食用色素或彩色墨水。点燃蜡烛，将一个透明的大玻璃杯倒扣在燃着的蜡烛上方（图3.7）。仔细观察现象并分析其中的原因。
图3.7
感谢观看