(共39张PPT)
第二单元 空气和氧气
知识要点 归纳
构建物质网络
1. 写出对应物质的化学式。
甲 ,乙 ,丙 。
KMnO4
H2O
Cu
2. 写出下列序号对应的化学方程式。
①
②
③
④ (充分燃烧)
(不充分燃烧)
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
2Cu+O2 2CuO
C+O2 CO2
2C+O2 2CO
⑤
⑥
2CO+O2 2CO2
CH4+2O2 CO2+2H2O
知识要点
空气
空气
成分
的含
量、性
质及
用途
N2:体积分数约为① ;用途:作保护气(化学性质不活泼)、制造氮肥和硝酸,液氮在医疗上用于冷冻治疗
O2:体积分数约为② ;用途:供给呼吸,用于医疗急救、支持燃烧,用于炼钢、气焊
稀有气体:体积分数约为0.94%,用途:制航标灯、霓虹灯等(通电时能发出不同颜色的光)、用氩氦刀治疗肿瘤
CO2:体积分数约为0.03%;用途:用于灭火、固态CO2用于人工增雨(升华吸热)、植物进行③ 的原料
其他气体:体积分数约为0.03%
【速记口诀】体积分数要记清,莫与质量混一起;氮七八,氧二一;零点九四是稀气;还有两个零点零三,二氧化碳和其他。
空气
空气
成分
的测定
化学史:法国化学家拉瓦锡用实验的方法研究了空气成分,
其实验原理为④ (用化学方程式表示)
空气中氧气含量的测定详见本册P10
空气
的污
染与
防治
目前计入空气
质量评价的主
要污染物及其
危害
颗粒污染物:可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物
(PM2.5)等→形成雾霾
气体污染物:臭氧、CO、SO2、NO2
形成⑤
防治措施:使用清洁能源、工业废气处理达标后再排放、积
极植树造林等
氧
气
物理性质:在标准状况下,氧气是一种无色、无臭的气体,不易溶于
水,密度比空气的略⑥ .
化学
性质
氧气的化学性质比较活泼,能与许多物质发生反应,具有助燃性
与金
属单
质反
应
铁
现象
空气中:红热,不燃烧
氧气中:剧烈燃烧,⑦ ,
放出大量的热,生成⑧ 色固体
化学方程式:⑨ 3Fe+2O
镁
现象:在空气中剧烈燃烧,放出大量的热,
发出耀眼的白光,生成⑩ 色固体
化学方程式:
大
氧
气
化学
性质
与非
金属
单质
反应
碳
现象
空气中:红热、无焰
氧气中:剧烈燃烧,
发出白光放热,
生成能使 澄清 石水
变浑浊的气体
化学方程式:
(氧气充足)
硫
现象
空气中:产生微弱的淡蓝色火焰
氧气中:产生
火焰
放出热量,生
成有刺激性气
味的气体
化学方程式:
澄清石灰水
氧
气
化学
性质
与非
金属
单质
反应
磷
现象:在空气中剧烈燃烧,放出大量的热,
产生大量
化学方程式:
氢气
现象:在空气中燃烧,产生 色火焰,
火焰上方罩着的干燥烧杯内
壁出现
化学方程式: 2H O
白烟
4P+5O2 2P2O5
氧
气
化学
性质
与化
合物
反应
一氧
化碳
现象:在空气中燃烧,产生蓝色火焰,生成能使澄清石灰
水变浑浊的气体
化学方程式:2CO+O2 2CO2
甲烷
现象:在空气中燃烧,产生蓝色火焰,火焰上方罩着的干燥烧杯内壁出现水雾。迅速倒转烧杯,滴入少量澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊
化学方程式: CH O
【总结】
1. 物质在氧气中燃烧比在空气中剧烈,说明燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。
2. 描述实验现象时,可描述燃烧时发光或火焰的颜色,生成物的颜色、状态、气味等,不能说出生成物的名称。
3. “烟”和“雾”的区别:“烟”由固体小颗粒形成。“雾”由小液滴形成。
氧化反应:物质与氧气发生的反应属于氧化反应,可分为剧烈氧化(如燃烧、爆炸)和
缓慢氧化(如细胞的呼吸作用、食物的腐烂、金属的锈蚀等)
氧气的
制取
实验
室制
取详
见本
册P105
沸点
试剂 高锰酸钾 过氧化氢溶液和二氧化锰
化学方程式
相同点 都是分解反应,都生成氧气;反应物中都含有氧元素 不同点 反应物状态不同;反应条件不同;产物种类不同 K2MnO4+MnO2+O2↑
+O2↑
2KMnO4
2H2O2 2H2O
工业
制取
催化剂与
催化作用
催化剂:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的 在反应前后都没有发生变化的物质
催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用
知识诊断
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“ ”,并在题上进
行改正。
(1)空气中氮气的质量分数约为78%。 ( )
空气中氮气的体积分数约为78%
(2)空气质量指数级别越高,空气质量越好。 ( )
空气质量指数级别越高,说明污染越严重,空气质量越差
(3)氧气能支持燃烧,可用作火箭燃料。 ( )
氧气能支持燃烧,但氧气本身不可燃,不能用作火箭燃料
(4)稀有气体的化学性质很不活泼,不与任何物质发生反应。 ( )
稀有气体的化学性质很不活泼,但在特殊条件下也会和其他物质发生化
学反应
(5)鱼能在水中生存,说明氧气易溶于水。 ( )
氧气不易溶于水
(6)红磷在空气中燃烧,产生大量白色烟雾。 ( )
红磷在空气中燃烧产生大量白烟,不是烟雾
(7)做铁丝在氧气中燃烧实验时,将铁丝绕成螺旋状的目的是增大铁丝与
氧气的接触面积。 ( √ )
(8)分离液态空气制取氧气发生的是物理变化。 ( √ )
(9)化学反应前后,催化剂的质量和性质都不发生改变。 ( )
催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不发生改变,物理性质可能
改变
√
√
实验分阶 突破
教材小实验
过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用
1. 实验操作及现象
小实验2
2. 实验过程及分析:实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量,实验后
把二氧化锰洗涤、干燥,再称量,发现二氧化锰的质量 (填“增
大”“减小”或“不变”);将其再加入过氧化氢溶液中,观察到的现象
与实验C相同,说明反应前后二氧化锰的 不变。
3. 实验结论:二氧化锰能改变过氧化氢的分解速率,具有 作
用。
不变
化学性质
催化
重难实验突破
空气中氧气含量的测定
实验1
1阶 基础知识
1. 实验原理
(1)设计原理:红磷燃烧消耗氧气,使集气瓶内压强 ,进入集气
瓶中水的体积约等于所消耗氧气的体积。
(2)反应原理: (用化学方程式表示)。
减小
4P+5O2 2P2O5
2. 实验装置及操作注意事项
3. 实验现象
(1)红磷燃烧,产生大量 ,放出热量。
(2)待红磷熄灭并冷却至室温,打开弹簧夹,烧杯中的水被吸入集气瓶,
集气瓶内水面约上升至刻度1处。
4. 实验结论:空气中氧气的体积约占空气总体积的 。
5. 实验反思
(1)集气瓶中水的作用是 。
(2)实验结束后,集气瓶内剩余的气体主要是 。根据实验现象
能够得出该气体具有的物理性质是 。
白烟
吸收生成的五氧化二磷,防止其污染空气
氮气(N2)
难溶于水
6. 误差分析
误差 原因分析
测定结果偏 ① ,氧气不能被耗尽;
②装置漏气,装置外的空气进入;
③装置未冷却至室温就打开弹簧夹,装置内温度较
高,导致进入集气瓶内的水偏少
测定结果偏 弹簧夹没有夹紧或伸入燃烧匙过慢,装置内气体受
热逸出
小
红磷的量不足
大
2阶 改进创新
7. 实验装置的改进
图丙实验过程中需反复推拉注射器活塞,目的是 。
使铜与氧气充分反应
构建模型
混合物中某物质含量测定的一般思路
(2024 成都)空气中含有多少氧气呢?学习小组开展“测定空气里
氧气含量”的探究活动。
资料:①红磷的着火点是260 ℃,白磷的着火点是40 ℃。②相同的温度和
体积下,气体压强与分子数成正比。③相同的温度和压强下,气体体积
与分子数成正比。
【史料研究】二百多年前,化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原
理,采用图Ⅰ装置测出氧气约占空气体积的 。
例
(1)加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末,玻璃钟罩内的现象
是 ,产生该现象的原因是
。
汞液面上升
汞与氧气反应,钟罩内气体
减少,压强减小
【设计与实验】设计并利用图Ⅱ装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下,正确的顺序为 (填序号)。
①弹簧夹夹紧乳胶管
②红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份
④①③②
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
氮气(N2)
【优化与实验】同学们利用图Ⅱ装置多次实验,水面均未上升到刻度
“1”处。经讨论后,分别取足量红磷、白磷采用图Ⅲ装置进行实验,记
录并处理数据分别如图Ⅳ、图Ⅴ。
(4)图Ⅳ中氧气含量从8.05%上升到9.26%,原因可能是
。
(5)图Ⅴ中BC段压强增大,原因是
。
计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %(精确到0.01%)。
反应结束后,
温度下降,气体逐渐混合均匀(或温度下降,水蒸气变成液态,氧气含量
增大)
反应刚开始,温度升高对压强的影响
比气体减少对压强的影响大
19.37
【反思与交流】
(6)图Ⅱ实验水面未达到刻度“1”处,原因是装置中的氧气未消耗完。红
磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是
。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒,对环境“不友好”。结合实
验原理和试剂弊端,可选择的替代试剂有 (写一种即
可)。
反应一段时间后,氧气浓度下
降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷着火点以下,红
磷熄灭,所以不能将氧气消耗完
铜粉(合理即可)
四川真题 精练
空气的成分及用途
命题点1
1. (2025 眉山4题)空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研
等领域。下列有关空气的说法正确的是( D )
A. 干净的空气是纯净物
B. 氮气约占空气质量的78%
C. 空气中含有氧气,因此空气可直接用于医疗急救
D. 空气中的稀有气体占比虽然很小,但用途广泛
D
空气中氧气含量的测定
命题点2
2. (四川真题组合)下列有关探究空气中氧气含量的实验方案能达到目的的
是 (填序号)。
A
空气的污染与防治
命题点3
3. (2025 广安2题)社会发展需要人与自然和谐共生。下列做法不符合“绿
色化学”理念的是( D )
A. 垃圾分类回收 B. 植树造林
C. 开发清洁能源 D. 加高化工厂烟囱高度
D
4. (2025 宜宾9题)利用微型空气质量“检测站”(如图)可以监测空气质量
状况。下列有关说法错误的是( B )
A. 太阳能板可以将光能转化为电能
B. 污染物传感器主要用于测定CO2的含量
C. 气象参数传感器能够测定空气的温度、湿度等
D. 利用该种设备可实时监测不同地方的空气质量状况
B
5. [2025 遂宁9(2)题](2)“谷雨”:“谷雨春光晓,山川黛色青。”正
常雨水的pH≈5.6,但由于汽车发动机产生的氮氧化物(如NO2)和煤燃烧
产生的 (填化学式)排放到空气中与水反应,形成酸雨,导致雨水
的pH<5.6。
SO2
6. (2025 成都5题)高锰酸钾制取氧气的实验如图,下列操作符合安全规范
的是( B )
A. 连接仪器——将试管抵住实验台,用力塞紧胶塞
B. 加热试管——先预热,再对准试剂所在部位加热
C. 结束实验——熄灭酒精灯后,将导管移出水面
D. 整理复位——加热后的试管,立即用冷水清洗
B
氧气的实验室制取及性质验证
命题点4
7. (2025 成都17题)用废旧玻璃瓶与硬质玻璃管等用品设计如图装置,完
成氧气的制取与性质实验。
(1)仪器b的名称是 。
铁架台
(2)检查装置气密性的方法是
。
连接仪器装置,关闭K3,打开K1、K2,向
C中加水浸没导管口,推动注射器活塞,C装置导管口有气泡冒出,则装
置气密性良好
(3)打开弹簧夹K1、K3,关闭K2,用注射器向盛有二氧化锰的A中注入过
氧化氢溶液,反应的化学方程式为 。
(4)检验B中氧气已集满的方法是
。
将带火星的木条放在a导管口,若木条
复燃,则证明氧气已收集满
2H2O2 2H2O+O2↑
(5)向C中加入澄清石灰水,将D中红热的木炭移入B中,塞紧胶塞,打开
K2,观察到的现象:B中木炭燃烧发出白光,C中
。对比木炭移入B前后的现象,可得出的结论是
。
导管口有气泡冒出,
澄清石灰水变浑浊
氧
气浓度越大,燃烧越剧烈
(6)对该装置评价不合理的是 (填序号)。
a.废旧物品再利用
b.可完成CO2的制取和检验
c.可控制反应速率
d.可随时控制反应发生和停止
d
催化剂
命题点5
【真题拓展】
8. (人教上P51T4改编)教学节活动中,化学老师给同学们展示了如图所示
“大象牙膏”的趣味实验。下列说法正确的是( D )
A. 产生的泡沫可以被点燃
B. 催化剂增加了生成氧气的质量
C. 反应前后催化剂的质量和性质不变
D. 由该实验可推知,过氧化氢分解的催化剂不止一种
D