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八下第1章第1节 空气的成分1教学设计
一、教学目标
1. 知识与技能：了解空气的主要成分及其体积分数；掌握测定空气中氧气含量的实验原理、装置和操作；了解空气中各成分的主要用途。
2. 过程与方法：通过实验探究空气中氧气的含量，培养学生的观察能力、分析能力和实验操作能力。
3. 情感态度与价值观：通过空气成分的发现史，培养学生严谨的科学态度和探索精神；认识空气是一种重要的自然资源，增强环保意识。
二、教学重点与难点
教学重点：空气的成分及体积分数；空气中氧气含量的测定实验。
教学难点：空气中氧气含量测定的实验原理及误差分析。
三、教学准备
多媒体课件、实验仪器（集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、止水夹等）、红磷、水、酒精灯。
四、教学过程
（一）导入新课
用图导出问题：在超市里，我们发现许多食品用真空包装来保鲜。这是为何？
提问：我们每时每刻都在呼吸空气，空气是由什么组成的？历史上科学家是如何发现空气成分的？
播放《拉瓦锡研究空气的成分实验》科学动画视频。
（二）新课讲授
1. 空气中氧气的含量
18世纪70年代，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。通过将汞放入曲颈瓶内连续加热12天的实验，发现气体体积减少了约1/5，剩余气体不能供给呼吸和支持燃烧，称为氮气。
现代测定方法：用红磷燃烧测定空气中氧气的体积分数。
实验装置：集气瓶、燃烧匙、导管、烧杯、止水夹、红磷、水。
实验步骤：
（1）在集气瓶内加少量水，将剩余容积分为5等份；
（2）点燃红磷，迅速放入集气瓶中，塞紧瓶塞；
（3）待火焰熄灭，装置冷却后，打开止水夹，观察现象。
实验现象：红磷燃烧，发出黄白色火焰，产生大量白烟；冷却后打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，水位上升至原气体体积的约五分之一处。
实验结论：空气中氧气的体积约占总体积的1/5。
反应原理：磷 + 氧气 → 五氧化二磷（固体），使瓶内气压减小，水被压入瓶中。
播放《空气中氧气含量的测定》科学视频。
2. 空气的成分
空气是一种混合物，主要成分及体积分数：
氮气（78%）、氧气（21%）、稀有气体（0.93%）、二氧化碳（0.04%）、水蒸气及其他杂质（0.03%）。
在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。
3. 空气是重要的自然资源
（1）氧气：
① 供呼吸（医用氧救治病人）；
② 支持燃烧（工业氧用于炼钢等）。
（2）氮气：
展示图片“氮气的作用”。
① 制造硝酸、炸药和氮肥的重要原料；
② 用作保护气（焊接金属、灯泡充氮、食品保鲜）；食品保鲜用动图演示。
③ 液态氮作冷冻剂（医疗麻醉、冷藏组织、创造超导环境）。
（3）稀有气体：
① 化学性质不活泼，用作保护气；
② 通电时发出不同颜色的光，用于电光源（航标灯、闪光灯、霓虹灯）；
③ 用于激光技术、医疗麻醉（氙气）、制造低温环境（氦气）。
（三）课堂小结
1. 空气的主要成分：氮气（78%）、氧气（21%）、稀有气体（0.93%）等；
2. 测定空气中氧气含量的实验原理和方法；
3. 空气是一种重要的自然资源，各成分有广泛用途。
（四）课堂练习
完成课件中6道练习。
（五）布置作业
1. 复习本节课内容，完成课后练习题；
2. 思考：如果红磷燃烧实验中使用木炭代替红磷，实验结果会怎样？为什么？
五、板书设计
第1节 空气的成分
1. 空气中氧气含量的测定
2. 空气的成分（体积分数）
3. 空气的用途
（1）氧气：呼吸、支持燃烧
（2）氮气：保护气、冷冻剂、制化肥炸药
（3）稀有气体：保护气、电光源
六、教学反思
本节课通过实验探究和多媒体演示，使学生直观了解空气的成分及氧气含量的测定方法。教学中应注重引导学生观察实验现象，分析实验原理，培养科学探究能力。同时结合生活实际，使学生认识空气作为自然资源的重要性，增强环保意识。
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第 1 章第 1节 空气的成分 1
1．暑假“胜哥”与朋友一起去西藏游玩，朋友发生了严重的高原反应，“胜哥”拿出一罐子
让他吸了一种气体后，症状得到缓解。那么此气体可能是（ ）
A．氧气 B．氮气 C．稀有气体 D．二氧化碳
2．小科通过微信公众号“胜哥课程”知道了空气是一种宝贵的自然资源。下列对空气的说
法中正确的是（ ）
A．二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物
B．空气中的稀有气体没有任何价值
C．氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物
D．按体积分数计算，空气中约含有氮气 78%，氧气 21%，其他气体和杂质 1%
3．小车剧烈冲撞后，安全气囊中会瞬间产生一种空气中含量最多的气体．那么该气体为（ ）
A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．水蒸气
4．“胜哥”利用如图实验测定空气中氧气的体积分数，下列操作中会
造成测量结果偏差的是（ ）
A．燃烧匙中的红磷过量 B．红磷燃烧前止水夹关闭
C．用木炭代替红磷 D．红磷熄灭后冷却至室温再打开止水夹
5．“胜哥”利用如图所示的装置来测定空气中氧气的体积分数，活塞左端针筒内密封着空气，
右端跟外界空气相通．实验开始前活塞处在刻度 5厘米处。“胜哥”用热水对玻璃管内足
量的白磷微热，当白磷燃烧后就撤离热水，待反应结束后冷却至室温。那么整个实验过
程观察到活塞移动的情况是（ ）
A．向左移动 4厘米刻度附近停止
B．向右移动到 6厘米刻度附近停止
C．先向右移动，再向左移动到 5厘米刻度附近停止
D．先向右移动，再向左移动到 4厘米刻度附近停止
6．如图为空气各成分体积分数示意图，则甲代表的是（ ）
A．二氧化碳 B．氧气 C．水蒸气 D．稀有气体
第 6 题图 第 7 题图
7．“胜哥”将如图甲“测定空气中氧气含量”的实验装置改进为如图乙新的实验装置，关于
两实验的叙述不合理的是（ ）
A．两实验中均能观察到有白烟产生 B．实验乙中活塞始终向左移动
C．实验乙比实验甲更环保且误差更小 D．药品充足是两个实验成功的关键
8．“胜哥”利用如图所示的改进装置测定空气中氧气的体积分数。关于该实验有下列说法：
①白磷燃烧会产生大量的白雾。②白磷不足，会使测定结果偏小。
③实验中注射器活塞先向右移动，后向左移动。④胶头滴管与注
射器中的水作用相同。⑤若注射器活塞最终停在 10mL刻度处，说
1
明氧气体积分数约为 。其中正确的是（ ）
5
A．①②③⑤ B．②③④⑤ C．②③⑤ D．③④⑤
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9．“胜哥”用如图甲实验测定空气中氧气体积分数时，所得结果远小于 20%，为寻找误差原
因，“胜哥”取足量红磷重复实验，并利用传感器获得装置内氧气体积分数变化如图乙所
示，下列有关说法不正确的是（ ）
A．t1时刻红磷开始燃烧
B．t2时刻反应仍在继续
C．t3时刻打开止水夹可减小实验误差
D．实验结果偏小是因为氧气未完全反应
10．“胜哥”利用红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验中，传感器记录集气瓶中气压随
时间变化的情况如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．c时止水夹打开 B．实验开始时，气压变大是因为温度升高
C．a～c段对应的变化进程是红磷燃烧 D．c后气压增大是由于水倒吸入瓶内
11．在海南体验潜水项目时，“胜哥”使用了专用的氧气瓶。已知瓶中氧气
的浓度高于普通空气，则氧气与其他气体的体积比可能为（ ）
A．1：2 B．1：5 C．1：4 D．21：79
12．通过微信公众号“胜哥课程”学习了用红磷燃烧测定空气中氧气含量
的实验后，小科设计了如图乙的实验装置，也成功地测量出空空气中的氧
气含量。比较两组实验并判断以下说法正确的是（ ）
A．采用加热玻璃棒的方式引燃白磷，可以让白磷燃烧得更加充分
B．改用白磷做实验，是因为白磷的着火点低，燃烧更为彻底
C．两组实验都用到了水，原因之一是水能吸收磷燃烧产生的污染物
D．待白磷燃烧结束并冷却至室温后打开止水夹，便可以测量出空气中的氧气含量
13．“胜哥”对“测定空气中氧气含量”实验的原理进行了梳理，并构建了相应的思维模型。
（1）图 1是“测定空气中氧气含量的实验”，待红磷完全燃烧，火焰熄灭后，充分冷却，
打开止水夹，可以观察到 。
（2）根据该思维模型，本实验是通过 的方式来减小集气瓶中的气
压的。
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14．“胜哥”用图甲装置测定空气中氧气含量。集气瓶容积为 250mL，瓶底预留有 50mL的水，
量筒中装有 100mL水，红磷充分燃烧后冷却至室温，打开止水夹，量筒内的水剩余 64mL。
（1）图甲集气瓶中预留水的作用是。（写出一点即可）
（2）根据实验数据计算空气中氧气的体积分数为 。
（3）图乙是通过气压传感器测定的图像，BC段气压增大的原因是 。
15．“胜哥”设计如图所示的实验装置来测定空气中氧气的含量：选实际容积为 40mL的试管
作反应容器，将白磷放入试管，用橡皮塞塞紧试管，通过导管与实际容积为 60mL 的针筒且
活塞移动顺畅（白磷所占体积、橡皮塞体积、导管内的气体体积均忽略不计），请作答：
【实验准备】实验前注射器活塞位于 20mL刻度处，打开弹簧夹，将活塞推至 15mL 刻度处，
然后松开手。
(1)若活塞未能返回至 20mL刻度处，则说明 。
【实验过程】
(2)方法一：夹紧弹簧夹，用酒精灯加热白磷，燃烧结束并等到试管冷却后松开弹簧夹，若
1
观察到活塞停留在 刻度处，则证明氧气约占空气总体积的 。
5
(3)方法二：不使用弹簧夹，用酒精灯加热白磷，活塞一开始向 （填“左”或
“右”）移；充分反应直至燃烧结束，试管冷却，若观察到活塞停留在 刻度处，
1
则证明氧气约占空气总体积的 。
5
【实验分析】
(4)在进行方法二中的实验时，发现活塞最终停留在 12mL处，与预测结果相差较大，则导致
此现象的错误操作可能为 。（写出一条即可）
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答案
1．A 2．D 3．B 4．C 5．D 6．B
7．B 8．C 9．C 10．C 11．A 12．C
13．（1）烧杯中的水被倒吸入集气瓶中；
（2）减少质量。
14．（1）有利于容器内温度的降低，节约了实验的时间（或吸收生成的五氧化二磷，防止污
染空气）；
（2）18%；
（3）红磷燃烧放出大量的热，使装置内气体受热膨胀。
15．(1)装置漏气 (2)12 (3) 右 8
(4)装置未完全冷却至室温就读数或白磷不足量或装置漏气
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第1章 我们呼吸的空气
空气是生物生存的必要
条件，动植物的呼吸、植物
的光合作用都离不开空气，
没有空气就没有生命，就没
有生机勃勃的地球。
空气由哪些成分组成？
这些物质与人类的生活和生产有着怎样的联系？
人类的活动会改变空气的成分吗？我们应该怎样保护空气使其免受污染呢？
第1节 空气的成分
在超市里，我们发现许多食品用真空包装来保鲜。为什么食品暴露在空气中容易变质？空气的主要成分有哪些？空气中各种成分的含量和性质又是怎样的呢？
第1课时 空气各成分及作用
第1节 空气的成分
一、空气中氧气的含量
法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。如图所示，他将少量汞放入曲颈瓶内连续加热12天，发现汞的液面出现红色的粉末，
同时容器内气体的体积减少了
约。他又研究了剩余体积的
气体，发现这部分气体既不能
供给呼吸，也不能支持燃烧，
称其为氮气。
拉瓦锡又把生成的红色粉末全部放入另一个容器里加热，结果得到了汞和氧气，并发现氧气的体积恰好等于曲颈瓶中减少的气体体积。若再把得到的氧气加回到剩余体积的气体的容器中，结果所得气体跟空气的性质几乎完全一样。
结论：拉瓦锡得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气体积约占空气总体积的。
用相似的方法来测定空气里氧气的体积分数。
A
B
C
D
E
燃烧匙
广口瓶
止水夹
导管
烧杯
F
红磷
G
水
1. 如图所示装置，先在集气室里加入少量水，再把剩余的容积平均分成5份，做上记号。
2. 点燃燃烧匙内的红磷，放入集气室中，立即塞紧活塞，观察到什么现象？
答：红磷燃烧，发出黄白色火焰，产生大量白烟（五氧化二磷固体）。
3. 火焰熄灭后，振荡集气室，打开导管上的夹子，观察现象，并记录集气室内水位的变化情况。消耗的气体跟剩下的气体的体积比约为多少？
4. 实验能得到什么结论？
答：消耗的气体跟剩下的气体的体积比约1 : 4。
答：氧气体积约占空气总体积的。
红磷（P）与空气中的O 反应：生成了五氧化二磷（P O ）固体，使得集气瓶内气压减小，烧杯中的水就被大气压压入集气瓶中。
原理
该反应可用文字表达式表示：
磷 + 氧气 → 五氧化二磷
在19世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。
后来发现空气中还有氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体。
空气中各成分的体积分数大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.93%、二氧化碳0.04%、水蒸气等其他气体和杂质0.03%。
在通常情况下，空气中各成分的比例保持相对稳定。
二、空气是重要的自然资源
空气是一种重要的自然资源。
从用途上来分，氧气可以分为医用氧和工业氧，医用氧用于救治病人，工业氧用于生产或产品加工。
氧气顶吹转炉炼钢
2.充入灯泡中，延长灯泡的使用寿命；
3.充入食品保装袋防腐，保鲜。
1.制造化肥、炸药的重要原料。
4.用作致冷剂，常用液氮冷冻麻醉或冷藏人体细胞组织。创造超导环境。
氮气的作用
稀有气体的化学性质不活泼，常用作保护气，如在焊接金属时用于隔绝空气。由于稀有气体通电时能发出不同颜色的光，人们用它制成了各种用途的电光源，如航标灯、闪光灯、霓虹灯等。稀有气体还可用于激光技术、医疗麻醉（氙气）、制造低温环境（氦气）。
闪光灯
航标灯
激光
空气的成分及作用
稀有气体
（0.93％）
按体积算
氮气
（78％）
氧气
（21％）
其他
气体
（1％）
二氧化碳（0.04％）
水蒸气等杂质（0.03％）
氮气冲入灯泡延长寿命，用于食品防腐、
保鲜，液态氮可作冷冻剂，是制作化肥、
炸药的原料。
供呼吸，支持燃烧。
用作保护气，制成各种
用途的电光源
空气是一种重
要的天然资源
1.空气中含量较多且性质不活泼的气体是（ ）
A．氧气 B．氮气
C．二氧化碳 D．稀有气体
B
2.下列说法正确的是（ ）
A．空气中氮气的质量占78％，氧气占21％
B．在通常状况下，无色、无味气体一定是空气
C．空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成
D．空气是一种单一的物质，它是由空气一种成分组成
C
3.空气中的成分是①氮气 ②稀有气体 ③氧气
④二氧化碳⑤水蒸气等其他杂质气体。按体积分数由多到少的顺序排列正确的是（ ）
A.①③②④⑤
B.①②③④⑤
C.⑤④③②①
D.③①②④⑤
A
4.以下关于空气的说法中，正确的是（ ）
A.洁净的空气是纯净物
B.空气由氧气和氮气组成
C.空气中氧气的质量分数是21%
D. 空气中的各成分均匀地混合在一起
D
5.“胜哥”为了研究物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度的关系，需要收集一瓶大约含1/4空气的氧气，下列操作正确的是 ( )
A. 集气瓶中灌1/4的水
B. 集气瓶中灌3/4的水
C. 导管伸入到集气瓶体积的1/4处
D. 导管伸入到集气瓶体积的3/4处
B
6.“胜哥”按图组装好仪器后关闭止水夹，再通电使红磷燃烧。
（1）燃烧的现象是 _____________________________
__________________。
（2）红磷燃烧一段时间后，自动熄灭了，你认为
其原因是 _______________________________。
（3）冷却后，松开止水夹，你观察到的现象为
_______________________________
______________________________。
红磷燃烧，发出黄白色火焰，
集气瓶内的氧气已消耗完
烧杯中的水经导管流入集气瓶中，水约占瓶容积的1/5
产生大量白烟
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2026年1月18日
