4.1 空气的组成 第1课时 课件(共22张PPT内嵌视频)-初中化学鲁教版（2024）九年级上册

(共22张PPT)
第一节 空气的组成(第1课时)
第四单元 我们周围的空气
学习目标
1.了解空气的组成及各组分的含量。
2.初步学习分析科学家研究空气的实验，并通过仿照实验探究空气中氧气的含量。
课程导入
地球的表面被空气所覆盖，空气是我们生存的必需品，那么空气里有什么呢？它的成分都有哪些？
18世纪中叶以前，人们一直把空气看作是一种单一成分的物质。后来，通过对燃料和呼吸作用的深入研究，人们逐渐认识到空气组成的复杂性。
这些百分数是什么的占比？
思考：空气中成分含量是一成不变的吗？
定量认识空气的组成
空气是一种含有多种单质和多种化合物的混合物 。
干燥洁净空气的成分
氮气
（约78％）
氧气
（约21％）
氩气 约0.934％
二氧化碳 约0.038%
其他气体 约0.002%
体积分数
空气是无色无味的，虽然看不见，但可以通过呼吸体会它的存在。那么，如何测定空气的组成呢？
如今，我们可以用氧气传感器准确测定空气中氧气的含量。
定量认识空气的组成
为了弄清楚空气的成分，有很多科学家致力于这方面的研究。1775年，法国化学家拉瓦锡首次测定了空气中的氧含量，他是如何做到的呢？
拉瓦锡研究空气成分的装置
定量认识空气的组成
拉瓦锡测定空气成分的实验
1.拉瓦锡测定空气成分的实验为什么选择在密闭容器中进行？
为了保证测试结果的准确性和可重复性。如果测试时的空气含量不稳定，测定的结果难以得到准确的数值。
观察思考4-1
定量认识空气的组成
2.加热条件下，汞与氧气化合生成氧化汞。拉瓦锡选择金属汞作为反应物有什么优点？
汞在加热的条件下，只和氧气反应，汞蒸气与氧气反应接触面积大，反应充分 。汞为液态，在汞槽中起到液封的作用，并能直接用来测定反应容器内压强的变化 。生成的氧化汞分解又能得到汞和氧气，把得到的氧气加到剩下的 4/5 的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。
定量认识空气的组成
3.通过观察哪些现象、测量哪些数据就可以判断出空气中氧气的含量？
(1)观察加热前后汞、红色粉末（氧化汞）的状态、颜色变化；
(2)测量密闭容器中空气的体积、反应后容器内气体体积、反应消耗的气体体积。
拉瓦锡测定空气成分的实验原理：
拉瓦锡的实验是依据空气混合物中各组分性质的差异，利用化学反应，在不引入新的气态杂质的前提下，将氧气转化为固态的氧化汞(HgO)，从而达到测定空气中氧气含量的目的。 汞+氧气 氧化汞 氧化汞 汞+氧气
加热
加热
定量认识空气的组成
测定空气中氧气的含量
【实验试剂的选择】
1.所选的反应物只能与空气中的氧气反应
2.反应后生成物必须为固体
a.金属铜在空气中只与氧气反应，生成固体氧化铜
b.红磷（或白磷）在空气中只与
氧气反应，生成固体五氧化二磷
满足条件
c.汞有毒且耗氧反应时间较长
d.铁吸氧生锈，反应较慢
符合条件的常见试剂：铜、红磷（或白磷）、汞、铁
活动探究4-1
定量认识空气的组成
【实验原理及装置】
在加热的条件下，铜粉跟空气中的氧气完全反应，生成固体氧化铜，而又不产生新的气体，从而使密闭装置内空气的体积减少，减少的体积即为空气中氧气的体积。
铜 + 氧气 氧化铜
加热
Cu O2 CuO
(红、固) （黑、固）
定量认识空气的组成
【实验步骤】
定量认识空气的组成
【实验现象】
铜粉由红色变为黑色，冷却后注射器活塞向右移动。
硬质玻璃管 的体积 反应前注射器 中气体体积 反应后注射器 中气体的体积 反应消耗的
氧气体积
V1 V2 V3 V2-V3
氧气约占空气体积的1/5。或空气中氧气的含量约为20%
58 mL
22 mL
6 mL
16 mL
【实验结论】
定量认识空气的组成
【实验反思】
1. 与拉瓦锡的测定实验相比，上述实验有哪些优点与不足？
优点：装置简单易操作
不足：容易产生实验误差
定量认识空气的组成
2. 上述实验在哪些环节上可能造成误差？如何避免或减小这些误差？
(1)装置漏气
(2)铜粉量不足
(3)未等装置冷却读数
(4)反应时间不够
(5)加热时未来回推拉
注射器活塞
装置密封
铜粉量充足
冷却至室温再读数
延长加热时间
加热时来回推拉注射器
反应结束后将气球内的气体全部挤出
偏小：
偏大：
反应结束气球内的气体没全部挤出
定量认识空气的组成
拓展学习
测定空气成分的其他实验
红磷 + 氧气 五氧化二磷
P O2 P2O5
点燃
白色固体，
易溶于水
暗红色固体
定量认识空气的组成
定量认识空气的组成
当堂检测
2．空气中下列各成分所占的体积由小到大的顺序是（ ）
①氧气 ②氮气 ③二氧化碳 ④稀有气体
A．③④①② B．④③①② C．②①④③ D．①③②④
A
1．化学家为化学学科的发展付出了毕生精力，其中通过实验测定了空气组成的科学家是（ ）
A．拉瓦锡 B．门捷列夫 C．道尔顿 D．阿伏加德罗
A
当堂检测
3. 某同学用如图所示装置测定空气中氧气的含量，下列做法或分析中，错误的是( )
A. 该实验要求装置不能漏气
B. 待装置冷却至室温后再读数
C. 将铜粉改为木炭，也能测定出空气中氧气的含量
D. 为充分耗尽空气中的氧气，铜粉的量要充足
C
当堂检测
4．化学兴趣小组设计如图所示的装置测定空气中氧气
的含量，胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，试
管内的白磷（白磷的着火点为40℃）开始燃烧，待白
磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验
的说法错误的是（　　）
A. 试管中的细沙可防止试管炸裂
B. 胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同
C. 若实验测得氧气的体积分数偏低，可能是试管中白磷的量不足
D. 若注射器中水最终减少了10 mL，则空气中氧气的体积分数约为20%
B
课堂小结
1.空气的成分：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.934%、二氧化碳0.038%、其他气体0.002％；
2.测定空气中氧气的含量
(1)实验原理
(2)实验装置
(3)实验注意事项
(4)实验结论
本课结束