2.1 空气的组成 教学课件 (共37张PPT 内嵌视频)初中化学沪教版（2024）九年级上册
文档属性
| 名称 | 2.1 空气的组成 教学课件 (共37张PPT 内嵌视频)初中化学沪教版（2024）九年级上册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 36.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-25 08:42:42 | ||
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文档简介
(共37张PPT)
第2章 空气与水资源
第1节 空气的组成
1. 能依据观察的实验现象初步推断空气的主要成分；
2. 能从组成上对物质进行分类，识别纯净物和混合物；
3. 能体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。
学习目标
【谜语】“环绕身边伴你我，无形无状难捉摸；无香无味难形容，
透明轻飘似虚无；动物植物都需要，每时每刻离不了。”
——打一自然物
新课导入
空气
1.证明空气的存在——“捕获”空气
一、空气的组成
【思考】空气是同学们非常熟悉的一种物质， 你能“捕捉”到看不见摸不着的空气，并证明空气的存在吗？
将空杯子倒放在装满水的水桶中向下压，杯子中不能充满水等。
新知探究
（1）【实验探究】利用下图所示的实验仪器，组装成图中所示的实验装置，请你利用该实验装置把一个集气瓶中的部分空气“捕获”到另一个集气瓶中。
（2）实验原理：装置气密性良好的前提下，分液漏斗内的水进入盛满空气的集气瓶中，在大气压强的作用下，集气瓶内的空气沿导管进入水槽中的集气瓶，观察到有气泡产生，空气占据一定体积，将水从集气瓶中排出进入水槽中，集气瓶内水面下降，水槽内水面上升。
（3）实验步骤
①将分液漏斗、其中一个集气瓶、双孔塞、直角玻璃导管组装起来，将另一个集气瓶内装满水倒扣在水槽内，用橡胶管和导管将装置连接如图。
②向分液漏斗中加水，将导管末端移至盛满水的集气瓶内，打开分液漏斗的活塞。
（4）实验现象
盛满水的集气瓶内有气泡冒出，集气瓶内水面下降，水槽内水面上升。
（5）实验结论
左边集气瓶内部分空气进入右边集气瓶内。
【思考】为了成功地进行实验，首先应检查装置的气密性，确保装置不漏气。那么，装置的气密性如何检查？
检查装置气密性的方法：
先把导管的一端浸没到水中，用手紧握试管，观察水中的导管口有没有气泡冒出。如果导管口有气泡冒出且松开手后过一段时间，导管中形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；如果没有气泡冒出或未形成水柱，要仔细寻找原因和解决办法，确认装置不漏气后才能进行实验。
检查装置气密性的原理是气体的热胀冷缩。用手紧握试管，试管内的气体受热膨胀，压强变大，气体的体积增大，如果装置不漏气，则气体从导管口逸出，有气泡产生且松开手后，过一段时间导管中会形成一段稳定的水柱。这也间接证明了试管中空气的存在。
说明：
同学们对空气已经有了一定的认识，但在17世纪以前，人们对空气的了解甚少，长期以来，人们一直都认为空气只有一种单一的成分。许多科学家都通过实验对空气的成分进行了研究，其中法国化学家拉瓦锡在前人研究的基础上，用定量的方法成功地研究了空气的成分。现在，让我们穿越时空隧道，回到二百多年前，重温拉瓦锡的实验。
2.空气中氧气体积分数的测定
（1）拉瓦锡测定空气成分的实验
拉瓦锡用右图装置测定了空气中氧气含量。拉瓦锡将银白色的液态汞（Hg）放在密闭的容器里连续加热12天，发现一部分汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了约16%。他又研究了剩余的那部分空气，发现这部分空气既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为这部分气体都是氮气。
拉瓦锡又把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在一个较小的容器里再加热，又得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。这样，拉瓦锡首次测定出了空气中氧气和氮气的大致含量。
回到现今，我们仿照拉瓦锡实验的原理来测定空气中氧气的体积分数。
实验原理：
利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。红磷燃烧的文字表达式为：
（2）【观察思考】用红磷测定空气中氧气的体积分数
磷＋氧气 五氧化二磷
点燃
P
O2
P2O5
实验装置：
实验步骤：
①连接装置；②检查装置的气密性；③在集气瓶内加入少量水后，把水面上方空间分为5等份，并做好标记；④用止水夹夹紧橡胶管；⑤在燃烧匙内装入足量的红磷，在酒精灯火焰上点燃红磷后，将燃烧匙迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞；⑥燃烧结束，装置冷却到室温后，打开止水夹，观察实验现象及水面的变化情况。
实验现象：
红磷在集气瓶内燃烧，生成大量白烟并放出大量的热，火焰熄灭后，红磷有剩余。冷却到室温，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，集气瓶中的水面上升，约占瓶内原有空气总体积的1/5。
“烟”指的是固体小颗粒
实验结论：
①氧气约占空气总体积的1/5；
②氮气不燃烧、不支持燃烧且难溶于水。
（1）集气瓶内水面上升少于1/5的原因？
集气瓶内水面上升小于1/5
装置气密性不好
红磷量不足
瓶内温度没有降低到室温后就打开了弹簧夹。
观察思考
（2）集气瓶内水面上升大于1/5的原因？
集气瓶内水面上升大于1/5
插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出。
没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气部分受热从导管逸出。
（3）能否用蜡烛代替红磷进行相同实验，为什么？
不能 蜡烛燃烧后生成二氧化碳和水，二氧化碳气体会弥补所消耗氧气的体积，使集气瓶内压强变化不明显
3.空气的成分
注意：（1）各成分的含量是体积分数而不是质量分数。体积分数可理解为每100体积的空气中含氮气78体积、氧气21体积等。
（2）通常情况下，空气中各成分的含量保持相对稳定，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能略有不同。
空气的成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳、其他气体和杂质
体积分数 78% 21% 0.94% 0.06%
无处不在是空气，体积分数要牢记，莫与质量混一起，氮七八、氧二一，零点九四是稀气，二氧化碳也存在，还有“他气”和杂质。
空气成分
巧记
空气成分的发现
18 世纪 70 年代，瑞典科学家舍勒（Karl Wilhelm Scheele，1742—1786）和英国化学家普里斯特利（Joseph Priestley，1733—1804）分别制得了氧气。当时人们并不知道燃烧和金属生锈是物质与氧气作用的结果。1774 年，法国化学家拉瓦锡用金属燃烧实验证明燃烧是金属与空气中的“上等纯空气”作用的结果，并发现了金属燃烧后余下的“空气”不支持燃烧和呼吸，第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。
拓展视野
舍勒
普里斯特利
拉瓦锡
后来，许多科学家研究发现，空气中还含有氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、氪气（Kr）、氙气（Xe）等稀有气体（rare gas）。
在稀有气体的发现史中，氩气的发现过程对我们很有启发。1892 年，英国物理学家瑞利（John William Rayleigh，1842—1919）在研究氮气的密度时发现，在 0 ℃1.01×105 Pa 条件下，从空气中分离得到的氮气的密度（1.257 2 g·L-1）与分解含氮物质所制得的氮气的密度（1.250 8 g·L-1）之间总有一个微小的差异。瑞利没有放过这一微小差异，他与英国化学家拉姆赛（William Ramsay，1852—1916）合作，经过两年多精确的实验研究和推理分析，终于发现在空气中还存在着一种性质极不活泼的气体——氩气（Ar）。
1.由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物，混合物不能用化学符号表示。
2.只由一种物质组成的物质叫做纯净物，纯净物可以用化学符号表示。
例如：空气、可乐、自来水等物质都是混合物。
例如：氧气、二氧化碳、氮气等都是纯净物。
二、物质的分类——混合物、纯净物
温馨提示：要根据物质的成分进行区分。
三、氮气和稀有气体
1.氮气的性质和用途
（1）物理性质：①氮气是一种无色、无气味的气体；②难溶于水，常温、常压下1体积水中约能溶解0.02体积的氮气；③在极低温条件下加压能液化成无色液体。
（2）化学性质：稳定，一般不燃烧也不支持燃烧。
（3）用途：①化工行业，氮气是生产氮肥的重要原料；②用作保护气，如焊接金属时作保护气，用作食物的保护气等；③医疗上液氮用于医疗手术；④用作灯泡填充气，防止钨丝氧化，延长灯泡的使用寿命。
用作食物的
保护气
用作制氮肥的原料
用作灯泡
填充气
液氮用于
医疗手术
（1）定义
稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡气体的总称（属于混合物）。
（2）性质
①物理性质：没有颜色，没有气味，稀有气体在通电时能发出不同颜色的光。
②化学性质：很不活泼。
2.稀有气体
氦气可
填充气球
氩气可用作
焊接保护气
氖气可用作
霓虹灯的填充气
（3）用途
氦气用来填充电子管、气球、气体温度计和潜水服，也可用作焊接金属的保护气；氖气常被用作霓虹灯的填充气，放电时能发出橘红色的光；氩气可用作电弧焊接的保护气等。
三、氮气和稀有气体
1.氮气的性质和用途
2.稀有气体
一、空气的组成
二、物质的分类
纯净物：由一种物质组成
混合物：由两种或两种以上的物质混合而成
课堂小结
1.证明空气的存在——“捕获”空气
2.空气中氧气体积分数的测定
3.空气的成分
1.下列现象不能证明空气存在的是（ ）
A.风吹草动
B.月光通过窗户照在桌子上
C.向空瓶子中灌水有气泡逸出
D.空烧杯倒立在水中，水不能进入空烧杯中
B
随堂演练
2.右图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是（ ）
A.现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾
B.推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性
C.分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果
D.评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染
D
3.空气中含量最多的气体是（ ）
A.稀有气体 B.氮气
C.二氧化碳 D.氧气
4.下列物质属于纯净物的是（ ）
A.海水 B.食醋
C.干冰（固态二氧化碳） D.碘酒
B
C
5.下列有关稀有气体的说法错误的是（ ）
A.稀有气体曾被称为“惰性气体”
B.不与任何物质发生化学反应
C.焊接金属时用稀有气体作保护气
D.利用氦气密度小且较为稳定的性质，来填充探空气球
B
本节内容结束
第2章 空气与水资源
第1节 空气的组成
1. 能依据观察的实验现象初步推断空气的主要成分；
2. 能从组成上对物质进行分类，识别纯净物和混合物；
3. 能体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。
学习目标
【谜语】“环绕身边伴你我，无形无状难捉摸；无香无味难形容，
透明轻飘似虚无；动物植物都需要，每时每刻离不了。”
——打一自然物
新课导入
空气
1.证明空气的存在——“捕获”空气
一、空气的组成
【思考】空气是同学们非常熟悉的一种物质， 你能“捕捉”到看不见摸不着的空气，并证明空气的存在吗？
将空杯子倒放在装满水的水桶中向下压，杯子中不能充满水等。
新知探究
（1）【实验探究】利用下图所示的实验仪器，组装成图中所示的实验装置，请你利用该实验装置把一个集气瓶中的部分空气“捕获”到另一个集气瓶中。
（2）实验原理：装置气密性良好的前提下，分液漏斗内的水进入盛满空气的集气瓶中，在大气压强的作用下，集气瓶内的空气沿导管进入水槽中的集气瓶，观察到有气泡产生，空气占据一定体积，将水从集气瓶中排出进入水槽中，集气瓶内水面下降，水槽内水面上升。
（3）实验步骤
①将分液漏斗、其中一个集气瓶、双孔塞、直角玻璃导管组装起来，将另一个集气瓶内装满水倒扣在水槽内，用橡胶管和导管将装置连接如图。
②向分液漏斗中加水，将导管末端移至盛满水的集气瓶内，打开分液漏斗的活塞。
（4）实验现象
盛满水的集气瓶内有气泡冒出，集气瓶内水面下降，水槽内水面上升。
（5）实验结论
左边集气瓶内部分空气进入右边集气瓶内。
【思考】为了成功地进行实验，首先应检查装置的气密性，确保装置不漏气。那么，装置的气密性如何检查？
检查装置气密性的方法：
先把导管的一端浸没到水中，用手紧握试管，观察水中的导管口有没有气泡冒出。如果导管口有气泡冒出且松开手后过一段时间，导管中形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好；如果没有气泡冒出或未形成水柱，要仔细寻找原因和解决办法，确认装置不漏气后才能进行实验。
检查装置气密性的原理是气体的热胀冷缩。用手紧握试管，试管内的气体受热膨胀，压强变大，气体的体积增大，如果装置不漏气，则气体从导管口逸出，有气泡产生且松开手后，过一段时间导管中会形成一段稳定的水柱。这也间接证明了试管中空气的存在。
说明：
同学们对空气已经有了一定的认识，但在17世纪以前，人们对空气的了解甚少，长期以来，人们一直都认为空气只有一种单一的成分。许多科学家都通过实验对空气的成分进行了研究，其中法国化学家拉瓦锡在前人研究的基础上，用定量的方法成功地研究了空气的成分。现在，让我们穿越时空隧道，回到二百多年前，重温拉瓦锡的实验。
2.空气中氧气体积分数的测定
（1）拉瓦锡测定空气成分的实验
拉瓦锡用右图装置测定了空气中氧气含量。拉瓦锡将银白色的液态汞（Hg）放在密闭的容器里连续加热12天，发现一部分汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积差不多减少了约16%。他又研究了剩余的那部分空气，发现这部分空气既不能供给呼吸，也不能支持燃烧，他认为这部分气体都是氮气。
拉瓦锡又把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在一个较小的容器里再加热，又得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的气体中，结果所得气体跟空气的性质完全一样。这样，拉瓦锡首次测定出了空气中氧气和氮气的大致含量。
回到现今，我们仿照拉瓦锡实验的原理来测定空气中氧气的体积分数。
实验原理：
利用红磷燃烧消耗密闭容器内空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。红磷燃烧的文字表达式为：
（2）【观察思考】用红磷测定空气中氧气的体积分数
磷＋氧气 五氧化二磷
点燃
P
O2
P2O5
实验装置：
实验步骤：
①连接装置；②检查装置的气密性；③在集气瓶内加入少量水后，把水面上方空间分为5等份，并做好标记；④用止水夹夹紧橡胶管；⑤在燃烧匙内装入足量的红磷，在酒精灯火焰上点燃红磷后，将燃烧匙迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞；⑥燃烧结束，装置冷却到室温后，打开止水夹，观察实验现象及水面的变化情况。
实验现象：
红磷在集气瓶内燃烧，生成大量白烟并放出大量的热，火焰熄灭后，红磷有剩余。冷却到室温，打开止水夹，水经导管进入集气瓶，集气瓶中的水面上升，约占瓶内原有空气总体积的1/5。
“烟”指的是固体小颗粒
实验结论：
①氧气约占空气总体积的1/5；
②氮气不燃烧、不支持燃烧且难溶于水。
（1）集气瓶内水面上升少于1/5的原因？
集气瓶内水面上升小于1/5
装置气密性不好
红磷量不足
瓶内温度没有降低到室温后就打开了弹簧夹。
观察思考
（2）集气瓶内水面上升大于1/5的原因？
集气瓶内水面上升大于1/5
插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内空气受热逸出。
没夹紧弹簧夹，红磷燃烧时瓶内空气部分受热从导管逸出。
（3）能否用蜡烛代替红磷进行相同实验，为什么？
不能 蜡烛燃烧后生成二氧化碳和水，二氧化碳气体会弥补所消耗氧气的体积，使集气瓶内压强变化不明显
3.空气的成分
注意：（1）各成分的含量是体积分数而不是质量分数。体积分数可理解为每100体积的空气中含氮气78体积、氧气21体积等。
（2）通常情况下，空气中各成分的含量保持相对稳定，但不是一成不变的。在不同地区或同一地区的不同时间，空气中各成分的含量也可能略有不同。
空气的成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳、其他气体和杂质
体积分数 78% 21% 0.94% 0.06%
无处不在是空气，体积分数要牢记，莫与质量混一起，氮七八、氧二一，零点九四是稀气，二氧化碳也存在，还有“他气”和杂质。
空气成分
巧记
空气成分的发现
18 世纪 70 年代，瑞典科学家舍勒（Karl Wilhelm Scheele，1742—1786）和英国化学家普里斯特利（Joseph Priestley，1733—1804）分别制得了氧气。当时人们并不知道燃烧和金属生锈是物质与氧气作用的结果。1774 年，法国化学家拉瓦锡用金属燃烧实验证明燃烧是金属与空气中的“上等纯空气”作用的结果，并发现了金属燃烧后余下的“空气”不支持燃烧和呼吸，第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。
拓展视野
舍勒
普里斯特利
拉瓦锡
后来，许多科学家研究发现，空气中还含有氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、氪气（Kr）、氙气（Xe）等稀有气体（rare gas）。
在稀有气体的发现史中，氩气的发现过程对我们很有启发。1892 年，英国物理学家瑞利（John William Rayleigh，1842—1919）在研究氮气的密度时发现，在 0 ℃1.01×105 Pa 条件下，从空气中分离得到的氮气的密度（1.257 2 g·L-1）与分解含氮物质所制得的氮气的密度（1.250 8 g·L-1）之间总有一个微小的差异。瑞利没有放过这一微小差异，他与英国化学家拉姆赛（William Ramsay，1852—1916）合作，经过两年多精确的实验研究和推理分析，终于发现在空气中还存在着一种性质极不活泼的气体——氩气（Ar）。
1.由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫做混合物，混合物不能用化学符号表示。
2.只由一种物质组成的物质叫做纯净物，纯净物可以用化学符号表示。
例如：空气、可乐、自来水等物质都是混合物。
例如：氧气、二氧化碳、氮气等都是纯净物。
二、物质的分类——混合物、纯净物
温馨提示：要根据物质的成分进行区分。
三、氮气和稀有气体
1.氮气的性质和用途
（1）物理性质：①氮气是一种无色、无气味的气体；②难溶于水，常温、常压下1体积水中约能溶解0.02体积的氮气；③在极低温条件下加压能液化成无色液体。
（2）化学性质：稳定，一般不燃烧也不支持燃烧。
（3）用途：①化工行业，氮气是生产氮肥的重要原料；②用作保护气，如焊接金属时作保护气，用作食物的保护气等；③医疗上液氮用于医疗手术；④用作灯泡填充气，防止钨丝氧化，延长灯泡的使用寿命。
用作食物的
保护气
用作制氮肥的原料
用作灯泡
填充气
液氮用于
医疗手术
（1）定义
稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙、氡气体的总称（属于混合物）。
（2）性质
①物理性质：没有颜色，没有气味，稀有气体在通电时能发出不同颜色的光。
②化学性质：很不活泼。
2.稀有气体
氦气可
填充气球
氩气可用作
焊接保护气
氖气可用作
霓虹灯的填充气
（3）用途
氦气用来填充电子管、气球、气体温度计和潜水服，也可用作焊接金属的保护气；氖气常被用作霓虹灯的填充气，放电时能发出橘红色的光；氩气可用作电弧焊接的保护气等。
三、氮气和稀有气体
1.氮气的性质和用途
2.稀有气体
一、空气的组成
二、物质的分类
纯净物：由一种物质组成
混合物：由两种或两种以上的物质混合而成
课堂小结
1.证明空气的存在——“捕获”空气
2.空气中氧气体积分数的测定
3.空气的成分
1.下列现象不能证明空气存在的是（ ）
A.风吹草动
B.月光通过窗户照在桌子上
C.向空瓶子中灌水有气泡逸出
D.空烧杯倒立在水中，水不能进入空烧杯中
B
随堂演练
2.右图是测定空气中氧气含量的改进实验装置（夹持装置已省略），对该实验认识正确的是（ ）
A.现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量白雾
B.推论：实验后，玻璃管中剩余气体具有可燃性
C.分析：红磷的量多或少，都不会影响实验结果
D.评价：用改进装置实验，能减少对空气的污染
D
3.空气中含量最多的气体是（ ）
A.稀有气体 B.氮气
C.二氧化碳 D.氧气
4.下列物质属于纯净物的是（ ）
A.海水 B.食醋
C.干冰（固态二氧化碳） D.碘酒
B
C
5.下列有关稀有气体的说法错误的是（ ）
A.稀有气体曾被称为“惰性气体”
B.不与任何物质发生化学反应
C.焊接金属时用稀有气体作保护气
D.利用氦气密度小且较为稳定的性质，来填充探空气球
B
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