【轻松备课】人教版化学九年级上册第二单元课题1 空气 教学详案

第二单元　我们周围的空气
课题1　空气
设计说明 本课题分为两个课时，第一课时通过引导学生用生活中的小实验来说明空气的存在，增加课题趣味性，吸引学生的注意力。然后从拉瓦锡研究空气的成分入手，让学生仿照拉瓦锡的实验原理，用红磷燃烧的实验来测定空气中氧气的含量，得出空气组成。通过演示实验，加深学生对于空气中氧气含量测定实验的印象。通过实验识记注意事项及问题，培养学生观察实验现象、分析得出实验结论的能力。从空气成分过渡到纯净物和混合物的概念，通过例证让学生学会分辨纯净物和混合物。第二课时从空气用途着手，介绍空气对于生活生产的重要作用，通过观看视频、图片，阅读课本等，联系实际生活了解氧气、氮气、稀有气体的用途，分析空气污染与防治方法，通过课堂练习巩固所学知识。 教学目标 【知识与技能】 1.了解空气的主要成分。掌握测定空气中氧气含量的方法。 2.了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。 【过程与方法】 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。 【情感、态度和价值观】 知道空气是一种宝贵的自然资源，初步了解空气污染的危害，养成关注环境、热爱自然的情感。 重点难点 教学重点 1.空气的组成、作用。 2.纯净物与混合物的概念。 3.介绍空气污染的严重危害，以增强学生的环保意识。 教学难点 1.研究空气组成的实验过程及原理。 2.纯净物与混合物的概念。 教学方法 情景导入法：利用谜语、小实验设置情景导入新课，激发兴趣。 实验探究法：用不漏气的塑料袋捕集空气说明空气确实存在；用演示实验探究空气中氧气的含量。 阅读归纳法：通过阅读教材，归纳氧气、氮气、稀有气体等的性质和用途。 教具、学具 集气瓶、烧杯、燃烧匙、单孔橡皮塞、烧杯、导管、弹簧夹、酒精灯、红磷、水、火柴。 授课时数 2课时 第一课时　空气是由什么组成的 教学过程 导入新课 有一种物质你摸不到、看不到、也抓不住，但是我们却时刻离不开它。请问这种物质是什么？ 空气无色无味，不易觉察，你能用一个简单的实验或列举实例来说明空气确实存在吗？ 【学生活动】用不漏气的塑料袋捕集空气后，塑料袋不易被压缩。 以上事实说明空气确定存在，那么空气中含有哪些气体成分呢？如何证明这些气体的存在？今天我们就来学习这个与我们息息相关的重要物质——空气。 讲授新课 一、空气是由什么组成的 1.空气成分的发现 【教师讲述】最初人们以为空气是一种单一的物质，二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验证明了其中有氧气和氮气；拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分，那他是如何研究的呢？拉瓦锡的结论是什么？ 【学生阅读】课本第26页，总结拉瓦锡所做实验的实验步骤、现象、结论，对实验结论作出合理分析。 拉瓦锡测定空气组成的实验： 步骤1：汞+氧气氧化汞； 步骤2：氧化汞汞+氧气； 步骤3：步骤2得到的氧气和步骤1剩余的氮气混合，得到“原来”的空气。 结论：空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1/5。 2.实验室测定空气中氧气的含量 【教师讲述】拉瓦锡的实验是在200多年前做的，由于受到当时条件的限制，他的实验比较麻烦。现在我们已经能用简单的实验来验证拉瓦锡的实验所得出的结论，你们打算采用怎样的方法？你们将选择怎样的实验装置？如何测出减少的氧气的体积？ 学生按探究步骤思考并分组讨论，尤其是实验设计和操作。 教师展示演示实验装置并演示，学生观察描述实验现象、得出结论、记录文字表达式等。 【演示实验】课本实验2-1：空气中氧气含量的测定 现象：红磷燃烧产生大量的白烟，放出大量的热，反应停止并冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶中，约占瓶内体积的1/5。 结论：氧气约占空气总体积的1/5。 【教师讲述】在红磷燃烧这个实验中，红磷与空气中的氧气反应，生成了一种叫做五氧化二磷的白色固体，我们可以用文字的形式把这个反应表示出来。 文字表达式：红磷+氧气五氧化二磷 【学生思考】能否用碳、硫、铁代替红磷？ 不能。碳、硫的燃烧产物是气体，不能产生压强差；铁不能在空气中燃烧。 【思考讨论】 在实验中发现测得的空气中氧气的体积含量小于1/5，可能的原因是什么 答案：红磷的量不足（合理即可）。 【教师点拨】 1.空气中剩余的约4/5体积的氮气不燃烧，不支持燃烧，难溶于水。 2.空气中氧气的体积含量小于1/5的原因：（1）装置漏气；（2）红磷的用量不足或集气瓶中的氧气没有消耗完；（3）装置没有冷却到室温就打开止水夹。 2.空气的组成（体积分数） 【教师讲述】许多科学家通过实验和探究得出空气中的稀有气体中含有氦、氖、氪、氙等成分。 【学生阅读】教材第27页，记忆空气的成分。 空气的成分按体积计算，大约是氮气占78%；氧气占21%；稀有气体占0.94%；二氧化碳占0.03%；其他气体和杂质约占0.03%。 二、纯净物和混合物 【教师讲述】我们已经研究了空气的成分，那么空气、氧气、氮气有什么不同呢？ 空气中含有氮气、氧气等物质，是由两种或两种以上物质组成的，我们把这样的物质叫混合物，而氮气或氧气中分别只有氮气或氧气一种物质，我们把这样的物质叫做纯净物。 例题　下列物质属于纯净物的是（　　） A.洁净的空气 B.清澈的海水 C.蒸馏水　　 D.自来水 答案：C 跟踪练习　下列物质属于混合物的是（　　） A.海水　 B.干冰 C.液氧 D.冰水 答案：A 【教师点拨】 1.研究物质的性质应该用纯净物，事实上我们所见到的物质基本都是混合物，纯净物只是相对纯度较高的物质，绝对纯净的物质是不存在的。 2.不能根据“混合”“洁净”判断混合物和纯净物，如冰水混合物属于纯净物，洁净的空气属于混合物。 3.稀有气体包括多种气体，属于混合物，其中每一种气体都是纯净物。 课堂小结 1.空气的成分按体积计算，大约是氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体和杂质占0.03%。 2.纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上物质组成。氮气、氧气等物质是纯净物，空气是混合物。 当堂达标 1.空气中按体积计算，含量最多的气体是（　　） A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.稀有气体 答案：B 2.在100 L空气里氧气的体积大约是（　　） A.78 L B.78% C.21 L D.21% 答案：C 3.空气中氧气与氮气的体积比约为（　　） A.4∶1 B.1∶4 C.1∶5 D.5∶1 答案：B 4.某同学利用如图装置测定空气中氧气的含量，红磷燃烧后恢复到室温，打开弹簧夹后，发现进入广口瓶的液体体积小于广口瓶容积的1/5。造成这一现象的原因可能是（　　） A.实验前没有将弹簧夹夹紧 B.实验装置可能漏气 C.实验中所取的红磷过量 D.冷却到室温才打开弹簧夹 答案：B 5.用如图所示的实验测定空气中氧气的含量，下列操作会使测定结果偏大的是（　　） A.装置漏气 B.药匙中放入的红磷量不足 C.点燃红磷伸入瓶中时，没有立即塞紧瓶塞 D.红磷燃烧结束后，未等装置冷却就打开弹簧夹 答案：C 6.下列物质中属于纯净物的是（　 ） A.空气中分离出来的稀有气体 B.氧化汞　　　　 C.食盐水 D.75%的医用酒精 答案：B 7.下列各组物质中，前者属于纯净物、后者属于混合物的是（　　） A.氮气　冰水混合物 B.铁矿石　食盐水 C.五氧化二磷　洁净的空气 D.稀有气体　二氧化碳 答案：C 8.下列水属于纯净物的是（　　） A.矿泉水　　 B.自来水 C.河水　　　 D.浮有冰的水 答案：D 9.判断下列物质哪些是纯净物，哪些是混合物？ （1）清澈的河水　（2）澄清的石灰水　（3）矿泉水　（4）氮气　 （5）清新的空气　（6）蒸馏水　（7）红磷　（8）冰水共存物　 （9）五氧化二磷　（10）二氧化碳 答案：纯净物：（4）（6）（7）（8）（9）（10） 混合物：（1）（2）（3）（5） 10.请根据图示回答下列问题： （1）实验现象：红磷在集气瓶内燃烧，产生_________；冷却后打开弹簧夹，烧杯内的水_____________，瓶中的水面上升，约占集气瓶体积的　　　　　。
（2）结论：_____________________。 答案：（1）大量白烟　倒流入集气瓶　　（2）氧气约占空气体积的1/5 板书设计 第二单元　我们周围的空气 课题1　空气 第一课时　空气是由什么组成的 一、空气是由什么组成的 1.测定空气中氧气含量的实验 2.空气的成分按体积计算，大约是氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体和杂质占0.03%。 二、纯净物和混合物 纯净物：由一种物质组成。如氮气、氧气、二氧化碳等。 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成。如空气、海水等。 第二课时　空气是一种宝贵的资源 教学过程 回顾思考 空气中有哪些成分？体积分数各是多少？ 答案：空气的成分按体积计算，大约是氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他气体和杂质占0.03%。 导入新课 【教师讲述】空气中的氧气能供给呼吸，对我们的生命活动非常重要，空气中的各种成分作为原料广泛应用于化工、炼钢、石油加工、运输、电光源等领域，还是一种宝贵的自然资源。下面我们来学习一下空气中各成分的用途。 讲授新课 三、空气是一种宝贵的资源 1.氧气的用途 【教师讲述】为什么把氧气叫做“养气”？氧气通常有哪些用途呢？ 【学生阅读】教材第28页，汇报交流，归纳出氧气的用途。 氧气主要用于潜水、航空、航天、炼钢、医疗、金属的焊接和切割以及化工生产等。 【教师讲述】综观氧气的各种应用领域，可知氧气的用途主要表现在供给呼吸和支持燃烧两个方面。 2.氮气 【教师讲述】生活中我们买的食品中你会发现有些盛装食品的袋子鼓鼓的，这里面是什么气体呢？这种气体的作用是什么呢？ 【学生阅读】教材第28页，学生观看氮气的用途视频，归纳出氮气的用途。 【教师点拨】1.有的食品包装袋里充的气体是氮气，因为氮气的化学性质不活泼。 2.氮气还有一些其他用途，比如用于制造硝酸和氮肥、焊接金属时作保护气、提供低温环境等。 【学生讨论】教材29页讨论，归纳氮气的物理性质和化学性质。 1.燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧？ 答：氮气不能支持燃烧。 2.集气瓶内水平面上升高一定高度后，还能继续上升吗？这种现象能不能说明氮气不易溶于水？ 答：不能继续上升。能说明氮气不易溶于水。 【归纳总结】氮气是无色无味的气体，标准状况下的密度为1.251 g/L，略小于空气的密度，氮气不易溶于水。氮气不能燃烧，不能支持燃烧，氮气的化学性质比较稳定。 3. 稀有气体 【教师讲述】稀有气体曾被叫做“惰性气体”，这是由于稀有气体性质不活泼。人们在发现它们的时候，普遍认为这些气体不能与其他物质发生化学反应，但随着科学技术的发展，人们发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质，于是又把它们改称为稀有气体。在空气的成分中，稀有气体所占比率虽然不大，但却很重要。 【学生阅读】教材第29～30页有关内容，总结稀有气体的用途。 【归纳总结】主要用作保护气、电光源、填充飞艇等；氦可用于制造低温环境。 四、保护空气 【教师讲述】洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡等。保护空气已成为全世界人民都关注的问题。 【学生阅读】指导学生观察第30页图2-8大气污染图，并讨论回答：图的中间部分、上部分、下部分各表示什么？ 【学生回答】中间部分是造成大气污染的部分原因，如燃料燃烧，工厂废气排放，飞机、汽车尾气排放等；上部分是大气污染引发的三大环境问题，包括温室效应、臭氧层空洞、酸雨；下部分是大气污染对人和动植物造成的危害。 【学生讨论】 1.在你的身边发生过哪些污染空气的现象？ 2.大气污染会造成哪些危害？ 3.为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么？ 答案：1.可根据你自己所在地的具体情况作答。如燃料燃烧、工厂废气排放、汽车尾气排放等。 2.损害人体健康，影响作物生长，破坏生态生衡等。 3.应从自己作为一名学生的角度作答。如不使用一次性木筷、双面使用纸张、使用电子邮件等。 【教师讲述】 1.污染空气的物质：粉尘和有害气体两大类。 当今世界三大污染气体：一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮。 2.空气污染的主要来源：矿物燃料的燃烧、化工厂排放的废气，汽车排放的尾气等。 3.空气污染的主要危害：影响人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡、造成温室效应，破坏臭氧层，形成酸雨等。 当今世界三大环境问题：酸雨（二氧化硫、二氧化氮）、温室效应（二氧化碳）、臭氧空洞（氟氯烃）。 4.空气污染的防治方法 （1）减少使用煤、石油、天然气等化石燃料（或化石燃料燃烧时进行脱硫处理）；开发新能源（太阳能、氢能、风能、地热能等）；倡导“低碳经济”，大力发展水电、核电、风电等清洁能源，改变能源结构。 （2）减少工业废气排放，对废气进行回收净化再利用，使用无铅汽油等。 （3）改进燃料结构，安装净化装置，减少有害气体的排放。 （4）加强大气质量监测；大量植树造林，鼓励种草养花，认识保护环境的重要性。 五、空气质量日报 【学生阅读】教材第31页资料卡片，了解空气质量日报的内容。 1.空气质量日报的内容：包括空气质量指数、首要污染物、空气质量级别等。 2.计入空气质量评价的项目暂定为二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物、细颗粒物和臭氧等。 3.空气质量分级标准 空气质量指数0～5051～ 100101～ 150151～ 200201～ 300300 以上空气质量级别一级二级三级四级五级六级空气质量状况优良轻度 污染中度 污染重度 污染严重 污染
【教师点拨】 1.二氧化碳没有计入空气质量评价。 2.空气质量指数越小，空气质量状况越好；空气质量级别越高，空气质量状况越差。 课堂小结 空气中的氧气、氮气、稀有气体及我们以后即将学习的二氧化碳都是宝贵的自然资源，因此我们要保护空气，防止空气污染。 当堂达标 1.空气是人类的宝贵资源，下列有关空气的说法错误的是（　　） A.空气的成分按体积计算，含量最多的气体是氮气 B.空气是混合物 C.氧气具有可燃性 D.稀有气体的化学性质不活泼 答案：C 2.下列关于氮气用途的说法错误的是（　　） A.制造硝酸和氮肥的重要原料 B.食品包装中充入氮气防腐 C.灯泡中充氮气以延长寿命 D.氮气支持燃烧 答案：D 3.空气是一种宝贵的自然资源，下列气体不可直接从空气中分离获得的是（　　） A.用作医疗急救的氧气　　　　　 B.用作焊接保护气的稀有气体 C.用作食品防腐剂的氮气　　　　 D.用作清洁燃料的氢气 答案：D 4.霓虹灯能发出五颜六色的光是由于充入了哪种气体（　　） A.氧气 B.氮气 C.稀有气体 D.二氧化碳 答案：C 5.为了使灯泡经久耐用，常向灯泡里面充的气体是（　　） A.二氧化碳 　　　　 B.氧气　 C.氮气或稀有气体 D.氮气和氧气 答案：C 6.空气中能供给动植物呼吸的气体是（　　） A.N2 B.O2　　 C.H2O D.CO2 答案：B 7.喷雾除尘车利用喷雾系统向空中喷射出水雾净化空气，其主要作用是（　　） A.减少粉尘污染　　　 B.治理水污染 C.防治酸雨　　　　　 D.缓解温室效应 答案：A 8.下列物质不属于空气污染物的是（　　） A.二氧化硫 　　 B.一氧化碳　　 C.二氧化碳 　　 D.可吸入颗粒物 答案：C 板书设计 第二单元　我们周围的空气 课题1　空气 第二课时　空气是一种宝贵的资源 三、空气是一种宝贵的资源 1.氧气的用途 （1）供给呼吸　（2）支持燃烧 2.氮气的用途 （1）制造硝酸和氮肥　（2）作保护气　（3）提供低温环境等 3.稀有气体 （1）保护气　（2）电光源　（3）氦气可用于制造低温环境 四、保护空气 1.造成大气污染的原因，如燃料燃烧，工厂废气，飞机、汽车尾气等。 2.大气污染引发的三大环境问题：温室效应、臭氧层空洞、酸雨。 3.大气污染的防治措施：植树种草等。 五、空气质量日报：空气质量指数、空气质量级别、首要污染物等。 教学反思