2.1 空气 讲义
核心素养 学习目标
1.初步学习科学实验的方法，进行观察、记录并初步学习分析实验现象。 2.学习运用观察、实验、收集资料，从日常生活经验进行总结等方法获取信息。 3.运用分析、对比、归纳的方法对获取的信息进行整理变成自己的知识。 1.掌握空气中氧气含量的测定方法。 2.通过“测定空气里氧气含量”实验，结合教材知道空气的组成。[来源*:中国教育出版^ 3.初步认识纯净物、混合物的概念，能区分—些常见的纯净物和混合物。 4.对空气的污染和防治有所认识。[
www.%z@&zste*#p.com] 1.化学知识在生产和生活中有广泛的应用，阅读以下有关“空气成分”的示意图，并按要求填空。
（1）填写下列空格：a__________；b__________；c__________。
（2）从图中你得到的信息是：__________________________。（任写一条）
（3）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____________；石灰水长期露置在空气中会出现浑浊现象，说明空气中含有_____________；酥脆的饼干放在空气中会变软，说明空气中含有_________。
【答案】21% 氮气 0.03% 空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳与其它气体和杂质（或空气属于混合物等） 氧气 二氧化碳 水蒸气
2.稀有气体的用途：稀有气体包括______、______、______、氪、氙、氡，在通常条件下几乎不与任何物质发生化学反应，在通电时可以发出各种不同颜色的光，可用作工业生产和科学实验中的______，也可被填充在灯管中，用于制造多种用途的______。
【答案】氦 氖 氩 保护气 电光源
3.氮气的用途：氮气是工业上生产______和______的重要原料;食品包装袋中充人氮气可延长食品的保质期；液态氮气是很好的______，可用于冷藏血液等。
【答案】硝酸 氮肥 制冷剂
4.物质的性质决定用途，空气中的各成分是人类生产活动的重要资源。
（1）由于氧气可以___________________，故氧气常用于__________、医疗急救等；
（2）氧气具有___________性，燃料燃烧离不开氧气，_______、________以及化工生产和宇宙航行等都要用到氧气。
【答案】支持呼吸 潜水 助燃 炼钢 气焊
5.空气质量报告
（1）污染物：______和______等。目前计入空气污染指数的项目主要包括：______、______、______、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等。
（2）空气质量报告的主要内容包括______、______、______、______。
（3）空气污染指数与空气质量状况之间的关系是空气污染指数越______，空气污染越严重，空气质量状况越______。[www.zzs%t*ep.~#co@m]
【答案】有害气体 烟尘 二氧化硫 一氧化碳 二氧化氮 空气污染指数 首要污染物 空气质量级别 空气质量状况 高 差
知识点1 空气是由什么组成的
1.1774年法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。拉瓦锡是第一个对空气组成进行探究的化学家，第一个用天平进行定量分析。
汞（化学符号Hg） 氧气（化学符号O2） 氮气（化学符号N2）
空气成分 氧气 氮气 二氧化碳 稀有气体 其它气体和杂质
体积分数 21% 78% 0.03% 0.94% 0.03%
2.测定空气中氧气的含量
（1）实验原理：利用红磷或白磷燃烧消耗空气中的氧气，生成白色固体五氧化二磷，从而使容器内压强减小，打开止水夹后，水进入容器内。进入容器中的水的体积，可粗略地认为是空气中所含氧气的体积。
（2）实验装置：
（3）反应原理文字表达式：红磷+氧气点燃五氧化二磷。
（4）实验现象：红磷燃烧，生成大量白烟，水进入集气瓶（或试管）且进入集气瓶（或试管）的水的体积约占空气体积的1/5。
（5）实验结论：氧气约占空气体积的1/5。
（6）实验注意事项：①装置的气密性要好，不漏气；②药品必须要足量；③读数时要冷却至室温。
3.混合物与纯净物
混合物 纯净物
定义 由两种或两种以上物质组成的物质 由一种物质组成的物质
组成 由多种物质组成，组成不固定 由一种物质组成，组成固定
表示方法 无固定符号 用专门符号表示，如氮气（N2）等
性质 无固定的熔沸点，各物质都保持各自的化学性质 有固定的物理性质和化学性质
举例 空气、海水、糖水等 氧气（O2）、二氧化碳（CO2）
联系 混合物分离可以得到纯净物，纯净物混合能形成混合物
典型例题1：用如图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（ ）
A.集气瓶中产生大量白烟
B.红磷燃烧一段时间后熄灭
C.烧杯中的水倒吸进入集气瓶
D.集气瓶中水面最终上升至1处
【答案】D
【解析】A.集气瓶中产生大量白烟，只能说明五氧化二磷是白色固体，不能证明空气中O2的含量，错误；
B.红磷燃烧一段时间后熄灭，说明氧气耗尽，不能证明空气中O2的含量，错误；
C.烧杯中的水倒吸进入集气瓶，说明瓶内气压降低，但不能证明空气中O2的含量，错误；
D.瓶中液面最终上升至1处，说明氧气约占空气总体积的1/5，能证明空气中O2的含量，正确。
典型例题2：化学能指导我们更好的认识、改造、应用物质。下列物质属于纯净物的是（ ）
A.果汁 B.医用酒精 C.水泥砂浆 D.冰水混合物
【答案】D
【解析】A.果汁中含有水和一些营养物质，属于混合物，错误；
B.医用酒精含有酒精和水，属于混合物，错误；
C.水泥砂浆含有水泥沙等多种物质，属于混合物，错误；
D.冰水混合物只含有水一种物质，属于纯净物，正确。
【方法与技巧】
1.空气中各气体的含量是体积分数，不是质量分数。
2.空气是一种混合气体，组成比较固定，特别是氧气、氮气、稀有气体的成分几乎不变，但个别地区略有不同。
知识点2 空气是一种宝贵资源
1.氮气的性质和用途
（1）氮气的物理性质：是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。
（2）氮气的化学性质：化学性质不活泼，一般情况下不支持燃烧，也不能燃烧，不供给呼吸，在一定条件下可与某些物质反应，如：合成氨、制氮肥、生物固氮等。
（3）氮气的用途：
①是制氮肥和硝酸的重要原料。
②作保护气，如焊接金属时常用作保护气、灯泡中充氮气以延长使用寿命、食品包装时充氮气以防腐。
③医疗上用液氮治疗一些皮肤病和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。
2.氧气
（1）氧气的物理性质：通常状况下，是无色、无味的气体，密度比空气大，不易溶于水，可液化和固化，-183℃为淡蓝色液体，-218℃为淡蓝色雪花状固体。
（2）氧气的化学性质：氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。
（3）用途：供给呼吸，支持燃烧。
3.稀有气体
（1）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称，是混合物。
（2）物理性质：是一种无色无味的气体，难溶于水。
（3）化学性质：极不活泼，称为惰性气体。
（4）用途：
①保护气，如焊接金属用稀有气体来隔绝空气等；
②电光源，稀有气体在通电时发出不同颜色的光；
③用于激光技术；
④氦气可做冷却剂；
⑤氙气可作麻醉剂。
典型例题3：空气是人类生产活动的重要资源。下列空气中各组分的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A.氧气无色无味可用于医疗急救吸氧
B.氮气化学性质不活泼，可用于制造硝酸
C.二氧化碳能与水反应，可用于制干冰
D.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于制航标灯
【答案】D
【解析】A. 氧气用于医院急救病人，是因为氧气能够供给呼吸，错误；
B.氮气化学性质不活泼，可以用作保护气，错误；
C.把二氧化碳加压变成雪状固体，压实即得干冰，错误；
D.稀有气体通电后能发出不同颜色的光，可用于制航标灯，正确。
典型例题4：生产生活中常用氮气作保护气，主要是因为氮气（ ）
A.无色无味 B.密度与空气接近
C.熔沸点低 D.化学性质不活泼
【答案】D
【解析】生产生活中常用氮气作保护气，主要是因为氮气化学性质不活泼，不是因为无色无味、密度与空气接近、熔沸点低。
知识点3 保护空气
1.空气污染及防治措施
（1）大气污染引发的三大环境问题：
温室效应——使全球变暖；
酸雨——使土壤酸化、破坏建筑物等；
臭氧空洞——使紫外线危害人类和动植物。
（2）空气污染物及来源
空气的污染物主要是烟尘和有害气体，有害气体有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等
（3）空气污染防治措施
①加强空气质量监测
②消除污染源
③治理废气
④植树、造林、种草，改善环境
（4）目前计入空气污染指数的项目：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（又称飘尘）和臭氧。（细颗粒物即PM2.5，指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重）
典型例题5：下列不属于空气质量指数（简称AQI）中污染物监测范畴的是（ ）
A.CO B.SO2 C.N2 D.PM2.5
【答案】C
【解析】目前计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物和臭氧等；氮气属于空气成分，不属于空气污染物，不属于空气质量指数（简称AQI）中污染物监测范畴。
典型例题6：坚持低碳生活、绿色发展，促进人与自然和谐共生，下列做法与这一理念不相符的是（ ）
A.限制燃放烟花 B.发展燃煤发电
C.分类处理垃圾 D.倡导公交出行
【答案】B
【解析】A.限制燃放烟花，做法与这一理念相符，错误；
B.发展燃煤发电，燃烧煤炭生成有害气体和烟尘，做法与这一理念不相符，正确；
C.分类处理垃圾，做法与这一理念相符，错误；
D.倡导公交出行，减少尾气污染，做法与这一理念相符，错误。
【方法与技巧】
1.空气质量日报中的“首要污染物”包括二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。
2.氮气和稀有气体作为保护气，是利用它们的稳定性。但是“稳定”是“相对”而不是绝对的，在一定条件下，氮气及有些稀有气体也能与某些物质发生化学反应。
1.空气是一种宝贵的自然资源。在空气的成分中，含量最多的是（ ）
A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体
【答案】B
【解析】A.氧气大约占空气体积的21％，故选项错误；
B.氮气大约占空气体积的78％，故选项正确；
C.二氧化碳大约占空气体积的0.03％，故选项错误；
D.稀有气体大约占空气体积的0.94％，故选项错误。
故选：B。
2.空气是人类生产活动的重要资源。下列有关空气的说法错误的是（ ）
A.氧气可供给动植物呼吸
B.食品包装袋填充氮气可延长食品的保质期
C.稀有气体可制造电光源
D.空气污染指数越高，空气质量越好
【答案】D
【解析】A.氧气可供给动植物呼吸，说法正确；
B.氮气化学性质不活泼，食品包装袋填充氮气可延长食品的保质期，说法正确；
C.稀有气体通电能发出有色光，所以稀有气体可以用于制造多种用途的电光源，说法正确；
D.空气污染指数越高，空气质量越差，说法错误。
故选：D。
3.空气是人类生产活动的重要资源。空气成分中，能供给动植物呼吸的是（ ）
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.氦气
【答案】B
【解析】A.氮气的用途是：制造氮肥、氮气充入食品包装袋内可以防腐、液态氮可以做制冷剂；氮气不能供给呼吸；故选项错误；
B.氧气用途有：支持燃烧和供给呼吸；故选项正确；
C.二氧化碳不能供给呼吸，故选项错误；
D.氦气属于稀有气体，不能供给呼吸；故选项错误。
故选：B。
4.下列物质属于纯净物的是（ ）
A.空气 B.牛奶 C.84消毒液 D.蒸馏水
【答案】D
【解析】根据分析，空气、牛奶、84消毒液均是由多种物质混合而成的物质，属于混合物；而蒸馏水中只含有水一种物质，是纯净物。
故选：D。
5.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。后人仿照其实验原理测定空气中氧气含量（如图）。实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是（ ）
A.氧气、五氧化二磷 B.红磷、五氧化二磷
C.氧气、红磷 D.氮气、五氧化二磷
【答案】A
【解析】磷燃烧消耗了氧气生成五氧化二磷固体，装置中压强减小，水进入装置，进入装置中水的体积就是消耗氧气的体积；燃烧过程中氮气不参与反应，故实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是氧气、五氧化二磷。
故选：A。2.1 空气 讲义
核心素养 学习目标
1.初步学习科学实验的方法，进行观察、记录并初步学习分析实验现象。 2.学习运用观察、实验、收集资料，从日常生活经验进行总结等方法获取信息。 3.运用分析、对比、归纳的方法对获取的信息进行整理变成自己的知识。 1.掌握空气中氧气含量的测定方法。 2.通过“测定空气里氧气含量”实验，结合教材知道空气的组成。[来源*:中国教育出版^ 3.初步认识纯净物、混合物的概念，能区分—些常见的纯净物和混合物。 4.对空气的污染和防治有所认识。[
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1.化学知识在生产和生活中有广泛的应用，阅读以下有关“空气成分”的示意图，并按要求填空。
（1）填写下列空格：a__________；b__________；c__________。
（2）从图中你得到的信息是：__________________________。（任写一条）
（3）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____________；石灰水长期露置在空气中会出现浑浊现象，说明空气中含有_____________；酥脆的饼干放在空气中会变软，说明空气中含有_________。
2.稀有气体的用途：稀有气体包括______、______、______、氪、氙、氡，在通常条件下几乎不与任何物质发生化学反应，在通电时可以发出各种不同颜色的光，可用作工业生产和科学实验中的______，也可被填充在灯管中，用于制造多种用途的______。
3.氮气的用途：氮气是工业上生产______和______的重要原料;食品包装袋中充人氮气可延长食品的保质期；液态氮气是很好的______，可用于冷藏血液等。
4.物质的性质决定用途，空气中的各成分是人类生产活动的重要资源。
（1）由于氧气可以___________________，故氧气常用于__________、医疗急救等；
（2）氧气具有___________性，燃料燃烧离不开氧气，_______、________以及化工生产和宇宙航行等都要用到氧气。
5.空气质量报告
（1）污染物：______和______等。目前计入空气污染指数的项目主要包括：______、______、______、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等。
（2）空气质量报告的主要内容包括______、______、______、______。
（3）空气污染指数与空气质量状况之间的关系是空气污染指数越______，空气污染越严重，空气质量状况越______。[www.zzs%t*ep.~#co@m]
知识点1 空气是由什么组成的
1.1774年法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，第一次明确提出了空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5。拉瓦锡是第一个对空气组成进行探究的化学家，第一个用天平进行定量分析。
汞（化学符号Hg） 氧气（化学符号O2） 氮气（化学符号N2）
空气成分 氧气 氮气 二氧化碳 稀有气体 其它气体和杂质
体积分数 21% 78% 0.03% 0.94% 0.03%
2.测定空气中氧气的含量
（1）实验原理：利用红磷或白磷燃烧消耗空气中的氧气，生成白色固体五氧化二磷，从而使容器内压强减小，打开止水夹后，水进入容器内。进入容器中的水的体积，可粗略地认为是空气中所含氧气的体积。
（2）实验装置：
（3）反应原理文字表达式：红磷+氧气点燃五氧化二磷。
（4）实验现象：红磷燃烧，生成大量白烟，水进入集气瓶（或试管）且进入集气瓶（或试管）的水的体积约占空气体积的1/5。
（5）实验结论：氧气约占空气体积的1/5。
（6）实验注意事项：①装置的气密性要好，不漏气；②药品必须要足量；③读数时要冷却至室温。
3.混合物与纯净物
混合物 纯净物
定义 由两种或两种以上物质组成的物质 由一种物质组成的物质
组成 由多种物质组成，组成不固定 由一种物质组成，组成固定
表示方法 无固定符号 用专门符号表示，如氮气（N2）等
性质 无固定的熔沸点，各物质都保持各自的化学性质 有固定的物理性质和化学性质
举例 空气、海水、糖水等 氧气（O2）、二氧化碳（CO2）
联系 混合物分离可以得到纯净物，纯净物混合能形成混合物
典型例题1：用如图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（ ）
A.集气瓶中产生大量白烟
B.红磷燃烧一段时间后熄灭
C.烧杯中的水倒吸进入集气瓶
D.集气瓶中水面最终上升至1处
典型例题2：化学能指导我们更好的认识、改造、应用物质。下列物质属于纯净物的是（ ）
A.果汁 B.医用酒精 C.水泥砂浆 D.冰水混合物
知识点2 空气是一种宝贵资源
1.氮气的性质和用途
（1）氮气的物理性质：是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。
（2）氮气的化学性质：化学性质不活泼，一般情况下不支持燃烧，也不能燃烧，不供给呼吸，在一定条件下可与某些物质反应，如：合成氨、制氮肥、生物固氮等。
（3）氮气的用途：
①是制氮肥和硝酸的重要原料。
②作保护气，如焊接金属时常用作保护气、灯泡中充氮气以延长使用寿命、食品包装时充氮气以防腐。
③医疗上用液氮治疗一些皮肤病和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。
2.氧气
（1）氧气的物理性质：通常状况下，是无色、无味的气体，密度比空气大，不易溶于水，可液化和固化，-183℃为淡蓝色液体，-218℃为淡蓝色雪花状固体。
（2）氧气的化学性质：氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。
（3）用途：供给呼吸，支持燃烧。
3.稀有气体
（1）稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡等气体的总称，是混合物。
（2）物理性质：是一种无色无味的气体，难溶于水。
（3）化学性质：极不活泼，称为惰性气体。
（4）用途：
①保护气，如焊接金属用稀有气体来隔绝空气等；
②电光源，稀有气体在通电时发出不同颜色的光；
③用于激光技术；
④氦气可做冷却剂；
⑤氙气可作麻醉剂。
典型例题3：空气是人类生产活动的重要资源。下列空气中各组分的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A.氧气无色无味可用于医疗急救吸氧
B.氮气化学性质不活泼，可用于制造硝酸
C.二氧化碳能与水反应，可用于制干冰
D.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于制航标灯
典型例题4：生产生活中常用氮气作保护气，主要是因为氮气（ ）
A.无色无味 B.密度与空气接近
C.熔沸点低 D.化学性质不活泼
知识点3 保护空气
1.空气污染及防治措施
（1）大气污染引发的三大环境问题：
温室效应——使全球变暖；
酸雨——使土壤酸化、破坏建筑物等；
臭氧空洞——使紫外线危害人类和动植物。
（2）空气污染物及来源
空气的污染物主要是烟尘和有害气体，有害气体有二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等
（3）空气污染防治措施
①加强空气质量监测
②消除污染源
③治理废气
④植树、造林、种草，改善环境
（4）目前计入空气污染指数的项目：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（又称飘尘）和臭氧。（细颗粒物即PM2.5，指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重）
典型例题5：下列不属于空气质量指数（简称AQI）中污染物监测范畴的是（ ）
A.CO B.SO2 C.N2 D.PM2.5
典型例题6：坚持低碳生活、绿色发展，促进人与自然和谐共生，下列做法与这一理念不相符的是（ ）
A.限制燃放烟花 B.发展燃煤发电
C.分类处理垃圾 D.倡导公交出行
1.空气是一种宝贵的自然资源。在空气的成分中，含量最多的是（ ）
A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体
2.空气是人类生产活动的重要资源。下列有关空气的说法错误的是（ ）
A.氧气可供给动植物呼吸
B.食品包装袋填充氮气可延长食品的保质期
C.稀有气体可制造电光源
D.空气污染指数越高，空气质量越好
3.空气是人类生产活动的重要资源。空气成分中，能供给动植物呼吸的是（ ）
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.氦气
4.下列物质属于纯净物的是（ ）
A.空气 B.牛奶 C.84消毒液 D.蒸馏水
5.拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。后人仿照其实验原理测定空气中氧气含量（如图）。实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是（ ）
A.氧气、五氧化二磷 B.红磷、五氧化二磷
C.氧气、红磷 D.氮气、五氧化二磷
