【大单元教学】2.1 空气的成分 课件--科粤版（2024）化学九年级上册.docx

(共67张PPT)
第二单元 空气、物质的构成与组成
课题1 空气的成分
（科粤版）九年级
上
01
教学目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
课堂总结
06
板书设计
教学目标
能准确说出空气的主要成分及其体积分数，清晰区分混合物和纯净物，能对常见物质进行正确分类。
01
02
了解氮气和稀有气体的性质及用途，依据性质理解其在生活、生产中的应用，如氮气用于食品保鲜等。
03
认识空气污染的危害，熟悉常见大气污染物，知道保护大气环境的措施及空气质量日报的相关内容。
新知导入
本节聚焦
空气的成分；
混合物和纯净物；
空气污染的危害与防治。
问题探讨
新知导入
对于我们最熟悉的空气，柯柯和悦悦提出了以下疑问。
空气真清新呀!空气中有哪些成分呢
如何保护空气
科学家是怎样发现空气的成分的
模块一 空气有哪些成分
任务二
空气有哪些成分
探究新知
科学家是怎样发现空气成分的
很久以前，人们以为空气只是单一的某种物质。到了18世纪70年代，许多科学家都曾研究过空气的成分。在这些研究工作的基础上，法国化学家拉瓦锡(A.L. Lavoisier，1743—1794)完成了更有说服力的实验。他用如图的装置，把银白色的液态汞（水银）放在密闭的玻璃容器中，连续加热12天后，发现部分汞变成红色粉末，同时容器里的空气体积则减少了约 1/5，汞槽里的汞升入钟罩。他对剩余的气体进行研究，发现这部分气体既不供给呼吸也不支持燃烧。他认为这些气体全部都是氮气（拉丁文原意是“不能维持生命”）。于是他第一次用实验证明了空气中有能支持燃烧的氧气（）和不能支持燃烧的氮气（）。
任务二
空气有哪些成分
探究新知
拉瓦锡
拉瓦锡研究空气成分所用的装置
任务二
空气有哪些成分
探究新知
1894
稀有气体
瑞利(英国)
1894 氩
拉姆西(英国)
后经多位科学家的实验和探究
陆续发现了稀有气体还有氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）等成分
思考：图中实验，汞槽里的汞为什么会升入钟罩且升入体积约占容器中空气体积的 1/5 ？科学家是通过什么证据推理出剩余气体中除了氮气外还有其他成分的？
任务二
空气有哪些成分
探究新知
同学们，这个实验是拉瓦锡研究空气成分的。加热时，曲颈甑里的汞和空气中氧气反应，生成氧化汞。氧气被消耗光啦，钟罩里气体变少，压强变小，外面大气压就把汞槽里的汞压进钟罩。因为氧气约占空气体积1/5，所以进去的汞体积差不多也是空气体积的1/5 。
反应完剩下的气体不支持呼吸和燃烧，大家知道这是氮气。但后来发现，按氧气占1/5算，氮气占比该是4/5 ，可实际测出来氮气占比不到4/5 ，那就说明除了氮气，空气里还有其他没被发现的成分。
任务二
空气有哪些成分
探究新知
请大家跟我一起做实验吧~
目的 空气中氧气含量的测定。
任务二
空气有哪些成分
探究新知
观察活动
【实验一】实验装置如图所示。
测定空气中氧气含量
提示信息：
请在通风橱中进行实验。
实验装置
红磷
水
燃烧匙
止水夹
任务二
空气有哪些成分
探究新知
任务二
空气有哪些成分
探究新知
实验操作 观察和思考
1. 用记号将集气瓶的水面上方容积划分为 5 等份，按实验一图组装好仪器，夹紧止水夹。 实验前集气瓶里装的是什么？
水和空气
2. 点燃燃烧匙中的红磷，迅速插入集气瓶中，塞好胶塞。 瓶内出现什么现象？瓶内出现大量白烟
红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质？氧气
3. 反应停止后，待集气瓶冷却至室温，松开止水夹 你观察到什么现象？如何解释？
观察到水沿导管进入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶水面上方容积的 1/5 。原因是红磷燃烧消耗氧气，使瓶内气体减少，压强变小，在外界大气压作用下，水被压入集气瓶，进入水的体积近似等于消耗氧气的体积。
任务二
空气有哪些成分
探究新知
实验原理：利用过量可燃物红磷充分消耗密闭容器内空气中的氧气，生成固态的五氧化二磷，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入集气瓶内水的体积即为减少的氧气的体积。
综上，得出结论：氧气约占空气体积的 1/5 ，氮气难溶于水且不支持燃烧。
红磷 + 氧气 五氧化二磷
加热
P O2 P2O5
△
+
文字表达式：
符号表达式：
任务二
空气有哪些成分
探究新知
讨论与交流
1. 若集气瓶内的水未上升至 1/5 处，可能的原因有哪些？
2. 能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？
3. 剩余气体的主要成分是什么？
任务二
空气有哪些成分
探究新知
1. 若集气瓶内的水未上升至 1/5 处，可能的原因有哪些？
装置气密性方面：如果装置气密性不好，在红磷燃烧过程中，外界空气会进入集气瓶。冷却后进入瓶内的水就会减少，导致水未上升至 1/5 处 。
红磷用量方面：红磷量不足时，无法将集气瓶内的氧气完全消耗掉。就好比用小勺子盛饭，勺子太小盛不完，集气瓶里还残留部分氧气，瓶内压强减小得不够多，进入的水也就达不到 1/5 。
未冷却就打开止水夹：反应结束后，若没有等集气瓶冷却至室温就打开止水夹。此时瓶内气体温度较高，处于膨胀状态，压强比冷却时大，进入瓶内的水就会偏少，达不到 1/5 。
任务二
空气有哪些成分
探究新知
实验成功的关键:
(1)装置不能漏气;
(2)集气瓶中加少量水(防止高温熔融物使瓶底炸裂)
(3)红磷应过量
(4)点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子
(5)待红磷冷却后，打开弹簧夹
任务二
空气有哪些成分
探究新知
2. 能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？
不能 蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，木炭燃烧生成二氧化碳 。它们燃烧都会生成二氧化碳气体，虽然消耗了氧气，但生成的二氧化碳气体会占据氧气原来的空间，集气瓶内压强变化不大，水就不会明显进入集气瓶，无法准确测定空气中氧气的含量，所以不能用它们代替红磷 。
3. 剩余气体的主要成分是什么？
空气主要由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等组成，红磷燃烧消耗了氧气，所以剩余气体的主要成分是氮气 ，还含有少量的稀有气体、二氧化碳等 。
任务二
空气有哪些成分
探究新知
支持燃烧的气体 氧气约占空气体积的 1/5；
不支持燃烧的
气体约占4/5
氮气（）
少量其他气体，如稀有气体、二氧化碳()和水蒸气(O)等。
空气的成分
科学家们通过许多科学实验证明：
任务二
空气有哪些成分
探究新知
气体成分 占空气总体积的百分比 %
氮气 78
氧气 21
稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙等） 0.94
二氧化碳 0.03
其他 0.03
空气成分示意图
任务二
空气有哪些成分
探究新知
水蒸气在空气中的含量不固定，因地区和天气而异。例如阴雨天，空气中的湿度大，水蒸气含量会大些。二氧化碳的含量也会因人类活动的影响等原因而有所变化。
例1、理要在一充满空气的瓶子中，将其中的氧气除去，又不增加其他气体的成分。下列物质在瓶中燃烧可达到目的的是( )
A.木灰
B.硫磺
C.铁丝
D.红磷
课堂典例
【答案】D【解析】A.木炭在空气中燃烧，与氧气反应生成二氧化碳气体，增加了气体成分，不符合要求，所以A选项错误。 B.硫磺在空气中燃烧，和氧气反应生成二氧化硫气体，增加了气体成分，不符合题意，所以B选项错误。 C.铁丝在空气中不能燃烧，无法除去氧气，所以C选项错误。 D.红磷在空气中燃烧，与氧气反应生成五氧化二磷固体，既除去了氧气，又没有增加其他气体成分，符合要求，所以D选项正确。答案故选D。
模块二 氮气和稀有气体有用吗
任务三
氮气和稀有气体有用吗
探究新知
在组成空气的各种成分中，氮气含量最多，稀有气体含量很少，这些气体都有各自的用途。要认识它们的用途，先要了解它们有什么性质，因为物质的用途是由它们的性质决定的。
性质
用途
决定
体现
任务三
氮气和稀有气体有用吗
探究新知
1. 氮气
物理性质:
化学性质:
色态味 密度 溶解性 熔点 沸点
-209.9℃ -195.8℃
无色无味气体
略小于空气
不易溶于水
沸点低
不活泼，不支持燃烧
术中用于冷冻去除皮肤或组织
骨科手术中，将骨头放入液氮中冷冻杀死癌细胞，再放入体内
任务三
氮气和稀有气体有用吗
探究新知
2. 稀有气体
稀有气体一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”。
焊接保护气
物理性质:
化学性质:
均为无色无味气体
很不活泼(化学性质稳定)，惰性气体
任务三
氮气和稀有气体有用吗
探究新知
2. 稀有气体
随着科学技术的发展，稀有气体的用途越来越广泛，这些用途都与它们的性质密切相关。
稀有气体通电时，会发出各种颜色的光：
氦气—粉红色光
氖气—红光
氩气—蓝紫色光
氙气—特强白光
焊接保护气
激光技术
任务三
氮气和稀有气体有用吗
探究新知
2. 稀有气体
随着科学技术的发展，稀有气体的用途越来越广泛，这些用途都与它们的性质密切相关。
氦气是密度很小的气体，很稳定。
探空气球
例2、2008年北京奥运会若用大型遥控飞艇作广告，为了安全，艇内充入的气体最好是( )
A.氢气
B.氧气
C.氦气
D.二氧化碳
课堂典例
【答案】C
【解析】A选项，氢气密度比空气小，但是氢气具有可燃性，容易发生爆炸等危险，不安全，A错误。B 选项，氧气的密度比空气大，不能使飞艇升空，B 错误。C选项，氦气密度比空气小，且氦气属于稀有气体，化学性质稳定，安全可靠，C正确。D选项，二氧化碳的密度比空气大，不能使飞艇升空，D错误。故选C。
模块三 怎样区分混合物和纯净物
任务四
怎样区分混合物和纯净物
探究新知
事实证明：空气并不是单纯的一种气体，而是有多种气体成分，如氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等。换句话说，空气不是只由一种物质组成的纯净物，而是由多种物质组成的混合物。
任务四
怎样区分混合物和纯净物
探究新知
由两种或两种以上的物质组成的，叫作混合物（mixture）；只由一种物质组成的，叫作纯净物（pure substance）。
长话短说
任务四
怎样区分混合物和纯净物
探究新知
空气、糖水、牛奶、泥沙
生活中的混合物
任务四
怎样区分混合物和纯净物
探究新知
混合物中各种成分的含量可以不是固定的，但它们各自保持着单独存在时的化学性质。
我是氧气
空气中的氧气、氮气等物质保持着各自的化学性质
任务四
怎样区分混合物和纯净物
探究新知
生活中的纯净物
水（O） 硫（S） 蔗糖（）
它们都各自有着固定的组成和性质。
任务四
怎样区分混合物和纯净物
探究新知
纯净物可以用化学符号来表示
注意
混合物没有固定的化学符号。
组成混合物的合种成分保持着它们各自的性质。
注意
任务四
怎样区分混合物和纯净物
探究新知
内容 混合物 纯净物
组成
表示方法
性质
举例
联系 由一种物质组成，
组成固定
由两种或两种以上的物质混合而成，组成不固定
无固定符号
有固定的符号表示
无固定的物理性质，混合物中各组成都保持各自的化学性质
有固定的物理性质和化学性质
空气、糖水、牛奶、泥沙、海水、铝合金、米酒、自然界中的矿石等
氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)
混合物
纯净物
分离提纯
两种或两种以上的物质混合
例3、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.部分结冰的蒸馏水
C.食盐水
D.75%的医药酒精
课堂典例
【答案】B
【解析】A.空气中分离出来的稀有气体包含氦、氖、氩、氪、氙等多种气体，属于混合物，A错误。B.冰是固态的水，部分结冰的蒸馏水只含有水这一种物质，属于纯净物，B正确。
C.食盐水是由氯化钠和水组成的溶液，属于混合物，C错误。D.75%的医药酒精是由酒精和水组成的溶液，属于混合物，D错误。 故本题答案为：B。
模块四 空气污染危害大
任务五
空气污染危害大
探究新知
漫步在空气清新的原野时，感觉心旷神怡
置身于人群拥挤的室内市场或车水马龙的街道时，又可能会有一种难受、憋闷的感觉
任务五
空气污染危害大
探究新知
为什么清新的原野给人们提供洁净的空气，而喧闹的城镇常被污染的大气包围呢？
这是由于人类的活动有时会造成空气污染，如工业污染、交通污染、生活污染等，导致空气中含有过多的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、可吸入颗粒物等有害物质。
任务四
空气污染危害大
探究新知
损害人体健康
影响植物生长
损坏地面设施
破坏文物古迹
导致地球的生态平衡失调
空气污染的危害
任务五
空气污染危害大
探究新知
损害人体健康 形成酸雨，破坏文物古迹 影响水质
空气污染的危害
任务五
空气污染危害大
探究新知
任务五
空气污染危害大
探究新知
v
酸雨危害
进入湖泊、江河→影响水生生物的生长和繁殖,导致鱼类死亡
进入农田→土壤酸化,矿物营养元素流失，破坏农作物和森林的生长
使桥梁、雕塑、建筑物和机器等腐蚀损坏
危害人体的健康
例4、下列物质不属于空气质量日报监测项目的是（ ）
A. 二氧化硫
B. 二氧化碳
C. 一氧化碳
D. 可吸入颗粒物
课堂典例
【答案】B
【解析】二氧化硫是形成酸雨的主要气体之一，会污染空气，属于监测项目；一氧化碳有毒，会危害人体健康，属于监测项目；可吸入颗粒物会影响人体呼吸系统，属于监测项目。而二氧化碳虽然是温室气体，但它不属于空气污染物，不属于空气质量日报监测项目 ，所以选B。
模块五 保护大气环境
探究新知
防治空气污染，已经成为全球经济发展中的一项十分迫切而且意义重大的课题。我国政府十分重视环境保护工作。
任务六
保护大气环境
任务六
保护大气环境
探究新知
为了监测各地大气环境的质量，我国已建立了空气质量日报制度，由环境监测部门通过电视、网络等各种媒体及时准确地向公众公布空气质量状况。
任务六
保护大气环境
探究新知
空气质量日报主要包括三项内容：首要污染物、空气质量指数和空气质量指数级别。《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)中列入空气质量监测标准的基本项目有颗粒物(粒径小于等于10 m，称为PM10)、颗粒物(粒径小于等于2.5 m，称为 PM2.5)、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧。通过监测结果可以确定空气质量指数。空气质量指数级别划分为 6 级，级别越高，空气质量越差，见表。
空气质量指数 0~50 51~100 101~150 151~200 201~300 ＞300
空气质量指数 一级 二级 三级 四级 五级 六级
空气质量指数类别及表示颜色 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染
绿色 黄色 橙色 红色 紫色 褐红色
空气质量指数及相关信息
任务六
保护大气环境
探究新知
我国政府遵照宪法关于“国家保护和改善生活环境和生态环境，防治污染和其他公害”的精神，制定和颁布了一系列有关防治空气污染的法律法规和国家标准。工厂的废气必须经过除尘、除污处理，达到国家规定的排放标准，才能向空气中排放。
任务六
保护大气环境
探究新知
制定环保法规
建立空气质量监测系统
研制和开发清洁能源
采用化学等方法处理工业生产中产生的有害气体
在汽车上安装尾气净化装置,将有害气体转化为无害气体
防治空气
污染措施
任务六
保护大气环境
探究新知
青少年是社会主义建设者和接班人，是国家未来的主人，应当认识到防治空气污染是保护人类生存、保障社会发展的全球性大事，要从自己身边点点滴滴的小事做起，从小树立保护环境的观念。
任务六
保护大气环境
探究新知
绿色出行
尽量选择步行、骑自行车或乘坐公共交通工具上下学，减少使用私家车，降低汽车尾气排放。
监督举报
监督家人和朋友的行为，及时制止可能造成空气污染的不环保行为。
宣传环保
积极学习空气污染防治知识，并向家人、朋友和同学宣传，提高大家的环保意识。
减少污染
爱护花草树木，不践踏草坪、不攀折花木，积极宣传植物对净化空气的重要作用。
爱护绿植
爱护花草树木，不践踏草坪、不攀折花木，积极宣传植物对净化空气的重要作用。
节约能源
养成随手关灯、关电器的好习惯，减少能源消耗
青少年在防治理空气污染方面可以从以下几个方面做出努力：
任务六
保护大气环境
探究新知
空气质量监测站
空气质量监测站是能够对 PM2.5、PM10、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧等空气污染物进行定点、连续或定时采样、测量和分析的设施（如图1）。同学们可以自己组装微型空气质量监测装置，编写监测程序，测量空气中PM2.5浓度、灰尘浓度、二氧化碳浓度、风速、温度等数据。图 2为学生自行组装的可编程类微型空气质量监测装置。
信息技术与化学实验
任务六
保护大气环境
探究新知
空气质量监测站 微型空气质量监测装置
课堂总结
例5、 下列做法不利于防治空气污染的是（ ）
A. 减少化石燃料的使用
B. 大力植树造林
C. 露天焚烧垃圾
D. 推广使用清洁能源
课堂典例
【答案】C
【解析】减少化石燃料使用，可减少二氧化硫、氮氧化物等污染物排放，利于防治空气污染；大力植树造林，树木能吸附灰尘、吸收有害气体，有助于净化空气；露天焚烧垃圾会产生大量烟尘和有害气体，如一氧化碳、二氧化硫等，会污染空气，不利于防治空气污染；推广使用清洁能源，如太阳能、风能等，可减少传统能源使用带来的污染，利于防治空气污染。所以选C。
例6、 下列关于空气质量指数的说法正确的是（ ）
A. 空气质量指数级别越高，空气质量越好
B. 空气质量指数只与空气中可吸入颗粒物含量有关
C. 我国建立空气质量日报制度，是为了让人们更关注空气质量
D. 二氧化碳含量高会使空气质量指数变差
课堂典例
【答案】C
【解析】空气质量指数级别越高，说明空气中污染物越多，空气质量越差，A错误；空气质量指数与空气中二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、可吸入颗粒物等多种污染物含量都有关，不只是可吸入颗粒物，B错误；我国建立空气质量日报制度，通过公布空气质量状况，能让人们更关注空气质量，C正确；二氧化碳不属于空气污染物，其含量高不会使空气质量指数变差 ，D错误。所以选C。
板书设计
空气的成分
1. 空气成分的发现：拉瓦锡实验，汞与氧气反应，剩余气体为氮气。
2. 空气成分及用途
氮气（78%）：性质稳定，用于充氮包装、制氮肥等。
稀有气体（0.94%）：通电发光，作保护气。
3. 混合物与纯净物：混合物由多种物质组成，如空气；纯净物由一种物质组成，如氧气。
4. 空气污染与防治：污染物有二氧化硫等，危害人体健康等。我国建立空气质量日报制度。
模块六 练习与实践
1、下列的水属于纯净物的是( )
A.矿泉水
B.自来水
C.河水
D.浮有冰的水
课堂典例
【答案】D
【解析】A选项：矿泉水含有水以及多种矿物质，如钙、镁、钾等无机盐离子，是由多种物质混合而成，属于混合物 。B选项：自来水在净化过程中会添加消毒剂等物质，还含有一些可溶性杂质，不是由单一物质组成，属于混合物。C选项：河水包含水、泥沙、微生物以及溶解的气体（如氧气、二氧化碳）等多种物质，属于混合物。D选项：浮有冰的水，冰是水的固态形式，本质上都是由水分子组成，只含有一种物质，属于纯净物。故选D。
2、夏天从冰箱里拿出一瓶饮料，放在空气中，饮料外壁会潮湿，说明空气中含有( )
A.氮气
B.氧气
C.水蒸气
D.二氧化碳
【答案】C
【解析】空气中含有多种成分，如氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气等。当从冰箱中拿出温度较低的饮料时，周围空气中的物质会与饮料瓶发生相互作用。氮气、氧气和二氧化碳在常温下的性质比较稳定，不会与饮料瓶发生反应，饮料温度较低，空气中的水蒸气遇到温度较低的饮料瓶，会由气态液化为液态水，附着在饮料瓶外壁，使外壁变得潮湿，C正确。故选C。
分层作业
3、下列有关空气污染与防治的说法，错误的是（ ）
A. 酸雨主要是由排放到空气中的二氧化硫和氮氧化物等酸性气体引起的
B. 植树种草、绿化环境可以减少空气中的可吸入颗粒物
C. 空气质量日报中“首要污染物”一定是可吸入颗粒物
D. 加强工业废气的处理和达标排放，是防治空气污染的重要措施
课堂典例
【答案】B【解析】A.二氧化硫和氮氧化物等酸性气体排放到空气中，会与水反应生成酸，随雨水降下形成酸雨 ，正确。B.植物的枝叶可以阻挡、吸附空气中的可吸入颗粒物，所以植树种草、绿化环境能减少空气中的可吸入颗粒物 ，正确。C.空气质量日报中“首要污染物”可能是可吸入颗粒物，也可能是二氧化硫、氮氧化物等其他污染物 ，并非一定是可吸入颗粒物，错误.D.工业废气中往往含有大量污染物，加强工业废气的处理和达标排放，能有效减少排放到空气中的污染物，是防治空气污染的重要措施 ，正确。 故选C。
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