2023河南九年级上册化学2.1《空气》导学案（无答案）

第一节空气拉瓦锡测定空气成分的实验二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。实验中涉及的化学方程式有：2Hg+O22HgO和2HgO2Hg+O2↑。测定空气中氧气含量的实验【实验原理】4P+5O22P2O5【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。【实验步骤】①连接装置，并检查装置的气密性。②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。③待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。【实验现象】①红磷燃烧，产生大量白烟；②放热；③冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。【实验结论】红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小。冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。不要用镁代替红磷！原因：镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。空气的成分气体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%0.03%0.03%混合物和纯净物混合物纯净物定义两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。只由一种物质组成的物质叫纯净物。特点组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。纯净物可以用化学式来表示。但是，绝对纯净的物质是没有的。常见实例空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等能用化学式表示的所有物质冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物空气是一种宝贵的资源氮气【物理性质】无色无味的气体，不易溶于水，密度比空气的密度略小。【化学性质】化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给动植物呼吸。【用途】①制硝酸和化肥的重要原料（这一点可以证明空气中含有氮气）；②用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐）；③医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；④超导材料在液氮的低温条件下显示超导性能。稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙的总称）【物理性质】没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。【用途】①用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用）；②用作光源（如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等）；③用于激光技术；④氦气可作冷却剂；⑤氙气可作麻醉剂。空气污染和防治空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。空气污染的危害：造成世界三大环境问题（温室效应、臭氧层破坏、酸雨）、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。防治空气污染：加强大气质量监测；改善环境状况；减少使用化石燃料；使用清洁能源；积极植树、造林、种草；禁止露天焚烧垃圾等。绿色化学绿色化学又称环境友好化学，其核心是利用化学原理从源头上消除污染。绿色化学的主要特点是：①充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；②在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；③提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；④生产有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。【课后练习】一、选择题1．空气中体积分数最大的是（）A．氮气B．氧气C．稀有气体D．水蒸气2．下列说法正确的是（）A．空气是一种宝贵的资源B．空气中氮气的质量分数为78%C．氧气易溶于水，供给水生生物呼吸D．汽车尾气随意排放，与雾霾形成无关3．空气质量日报的主要内容包括“空气污染指数”、“空气质量级别”、“首要污染物”等。下列物质中，不属于空气污染物的是（）A．二氧化硫B．可吸入颗粒物C．一氧化碳D．二氧化碳4．太空飞船常用过氧化钠(Na2O2)做供养剂，发生的反应为2Na2O2

+2CO2

=2Na2CO3

+O2，为了使飞船内气体与空气成分相近，常会充一种稀释气体，它是

（

）A．氮气B．水蒸气C．稀有气体D．二氧化碳5．二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究空气成分，其中一项实验是加热红色氧化汞粉末得到汞和氧气，该反应示意图如图所示（）下列说法正确的是（）A．氧化汞分解过程中，原子的个数没有发生改变B．氧化汞分解过程中，分子的种类没有发生改变C．氧化汞和氧气中含有不同的氧原子D．氧化汞、汞、氧气都由分子构成6．近地面的臭氧是由于氮氧化物等在阳光照射下发生光化学反应产生的。下列说法错误的是（

）A．臭氧与氧气的化学性质不同B．臭氧是空气质量指数的污染物之一C．汽车尾气大量排放会导致臭氧污染D．佩戴口罩能有效阻挡臭氧的吸入7．下列有关空气中各成分用途的说法中，错误的是（）A．氮气是制造氮肥的原料之一B．氧气可用作火箭发射的燃料C．氦气可用于填充探空气球D．二氧化碳可促进植物光合作用8．某科学家除去空气中的O2与CO2得N2样品，并在相同条件下比较等体积的样品质量（m1）与纯N2质量（m2），重复多次，结果均为m1＞m2，样品中含哪种气体可解释该结果（）A．氖B．氩C．甲烷D．水蒸气9．

下列物质都属于纯净物的一组是

（）①冰水混合物

②洁净的空气

③液氮

④石灰水

A．①③

B．②④

C．①②

D．③④10．我国新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。PM2.5是指2.5微米以下的细颗粒物，主要来自化石燃料的燃烧等。关于PM2.5产生的原因分析不正确的是（

）A．火力发电B．焚烧垃圾C．建筑粉尘D．白色污染11．分类是研究物质的常用方法。右图是纯净物、单质、化合物、氧化物之间关系的形象表示，若整个大圆圈表示纯净物，则下列物质属于Z范围的是（

）A．红磷B．干冰C．氯酸钾D．食盐水二、填空题：1．许多科学发现从重视微小差异开始。科学家瑞利和拉姆塞正是重视氮气密度的微小差异，才最终发现了稀有气体氩气。材料一：1892年瑞利发现，在相同条件下，由空气中除去氧气、二氧化碳、水蒸气和灰尘后获得的氮气，其密度为1.2572克/升；由含氮化合物反应并除去水蒸气后获得的氮气（NH4NO2==N2↑+2H2O），其密度为1.2505克/升，两者密度差值虽小；却完全超出了实验误差范围。材料二：1894年4月瑞利和拉姆塞开始用如图装置进行“清除空气中氮气”的实验研究：在倒立圆底烧瓶内引入两根金属导线，通电使瓶中空气里的氧气和氮气生成氮的氧化物，用碱液来吸收生成的氮的氧化物和原有的二氧化碳气体。并从气体进口不断向瓶内补克氧气，使反应持续进行。材料三：瑞利和拉姆塞又设计了另一实验装置，将上述实验所得的气体干燥后，通过红热的铜粉来除去其中的氧气，得到少量的剩余气体，对剩余气体做光谱分析得知，这是一种未知的气体，并测得其密度约是氮气的1.5倍。1894年8月13日他们共同宣布：发现了一种未知气体，并命名为氩气。材料四：1898年拉姆塞等人利用不同的物质沸点不同，又发现了氪气、氖气、氙气。根据上述材料，回答下列问题：（1）与纯净氮气密度值更接近的是由获得的氮气密度值（填“空气中”或“含氮化合物反应”）；（2）实验中不断向瓶内补充氧气的目的是；（3）在当时实验条件下，很难利用化学反应除去氩气，获知“未知气体”中还有其它气体存在，其理由是。2．空气是宝贵的自然资源，其组成如下表。空气组成XO2YCO2其它体积分数78%21%0.934%0.034%0.002%下图是以空气等为原料合成尿素[CO(NH2)2]的流程（部分产物略去）。请按要求回答相关问题：（1）X的分子式是，Y气体名称是。（2）煤的气化属于变化。（选填“物理”或“化学”）。（3）分离空气的常用方法有以下两种。Ⅰ．将液态空气气化，首先分离出氮气。则沸点：XY（选填“高于”、“等于”、“低于”）Ⅱ．分子筛分离。分子筛是一种内部分布有均匀微小孔径的固体，通过特制的分子筛把空气中的氧分子吸入孔穴而与其它分子分离，则分子大小：XO2（选填“大于”、“等于”、“小于”）。[（4）结合流程和所学知识可以预测：化学反应中发生物质变化的同时一定还伴随有变化。（选填“状态”、“能量”、“原子”、“压强”）（5）写出NH3合成尿素的化学方程式。（6）相同条件下气体体积之比等于分子数之比，则空气中氮分子与氧分子总质量之比等于。3.科学家认识事物的方式认识“空气”。（1）从分类角度：空气属于（填“混合物”或“纯净物”）。（2）从微观角度：用“”表示氮原子，“”表示氧原子。①用“”可表示的微粒是（填名称）。②同温同压下，气体的体积比等于分子数目比。若