第七讲 空气的成分及用途（解析版）

第七讲空气的成分及用途课程要求1.了解空气中各成分含量；2.知道几种气体的用途；3.了解空气污染的原因；4.掌握混合物和纯净物的概念。一、空气的主要成分（1）空气的组成。空气是一种。记忆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；还有两个点零三；二氧化碳和杂气。二、氧气的用途（1）——如医疗急救、潜水、动植物呼吸、登山等；（2）——炼钢、航天、气割、气焊、化工生产等。三、氮气（1）物理性质颜色状态（常温常压）气味密度（标准状况）熔点沸点是否易溶于水无色气态无味1.251g/L-209.9℃-195.8℃否（2）化学性质：氮气。（3）用途：制造的重要原料；用作（焊接金属时作保护气、食品包装中防腐、灯泡中延长使用寿命）；作冷冻剂；创造低温环境。氮气的用途四、稀有气体（1）稀有气体包括等。（2）物理性质：没有颜色、没有气味，难溶于水。（3）化学性质：，一般不与其他物质发生反应。（4）用途：稀有气体在通电时能发出的光，可制成多种用途的电光源；氦可用于制造。五、空气污染及保护1.空气污染与防治污染物（可吸入颗粒物）和（二氧化硫、一氧化碳、氮的氧化物等）污染源、汽车尾气的排放、等空气污染的危害严重损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡，同时全球气候变暖、臭氧层破坏和的产生也与空气污染有关空气污染的防治加强大气质量监测，改善环境状况，使用清沽能源，积极植树、造林、种草等2.空气质量日报（1）主要内容：、首要污染物、空气质量级别、等（2）空气污染指数项目（暂定）：（粒径在10微米以下的颗粒物，称为）和等。（3）空气质量分级标准污染指数50以下51~100101~150151~200201~250251~300300以上质量级别ⅠⅡⅢⅢⅣⅣⅤ质量状况优良轻微污染轻度污染中度污染中度重污染重度污染由表可知，空气污、空气质量越大、空气质量。特别注意：空气中二氧化碳的含量升高虽然会导致“”，但二氧化碳无毒，空气污染物。六、混合物与纯净物物质分类混合物纯净物宏观由物质组成由组成微观（针对由分子构成的物质）由构成，没有固定的组成由构成，有固定的组成和性质性质各组分保持各自原有的化学性质有固定的化学性质表示不能用一个表示有的化学式举例空气、溶液等氧气、二氧化碳等联系纯净物eq\o\ac(\s\up8(混合),\s\up2(→),\s\do2(←),\s\do10(分离))混合物注意：（1）纯净物与混合物的区别在于“这种物质由几种物质组成”。注意判断物质种类时不能被物质的字面描述误导，“新鲜”“洁净”“清洁”“混合”不是判断物质种类的依据，如洁净的空气属于混合物，冰水混合物属于纯净物。（2）常见的纯净物和混合物混合物：空气（或）、溶液（盐酸、）、合金、石油、天然气等。纯净物：、液氧、、干冰、铁等。【答案】一、混合物。二、（1）供给呼吸（2）支持燃烧三、（2）不支持燃烧、化学性质不活泼。（3）硝酸和氮肥保护气四、（1）氦、氖、氩、氪、氙、氡（3）极不活泼，（4）不同颜色低温环境。五、1.烟尘有害气体化石燃料的燃烧工厂废气酸雨2.（1）空气污染指数、空气质量状况（2）二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物PM10臭氧（3）染指数越大、级别越差温室效应不是六、两种或两种以上一种物质多种分子一种分子化学式唯一洁净的空气生理盐水冰水共存物液氢1．（2023·云南曲靖·模拟预测）空气是一种重要的资源。空气中可用于制作霓虹灯、航标灯的气体是A．CO2 B．N2 C．稀有气体 D．O2【答案】C【解析】稀有气体通电后发出不同颜色的光，常用于制霓虹灯、航标灯。故选C。2．（2023·云南昆明·统考一模）“万物生长此时，皆清洁而明净，故谓之清明。”下列清明祭祀方式中不利于环境保护的是A．焚香烧纸 B．线上缅怀 C．鲜花祭扫 D．踏青遥祭【答案A【解析】A、焚香烧纸，会产生大量的污染物，污染空气，符合题意；B、线上缅怀，无污染产生，可以保护环境，不符合题意；C、鲜花祭扫，无污染产生，可以保护环境，不符合题意；D、踏青遥祭，无污染产生，可以保护环境，不符合题意。故选A。3．（2023·云南昆明·统考一模）工业上可通过分离液态空气获得氮气。氮气在空气中的体积分数约为A．78% B．21% C．0.94% D．0.03%【答案A【解析】A、氮气约占空气体积的78%，符合题意；B、氧气约占空气体积的21%，不符合题意；C、稀有气体约占空气体积的0.94%，不符合题意；D、二氧化碳约占空气体积的0.03%，不符合题意。故选A。4．（2023·重庆彭水·统考一模）下列有关水和空气的说法正确的是A．水通电分解生成氢气和氧气的体积比为1：2B．水由氢气和氧气组成C．测定空气中氧气含量时，不能用白磷替换红磷D．分离液态空气可以获得氮气和氧气【答案D【解析】A、水通电分解生成氢气和氧气的体积比为2：1。A不正确；B、水由氢元素和氧元素组成。B不正确；C、由于白磷、红磷燃烧都生成五氧化二磷固体，白磷的着火点比红磷的更低，更需要注意安全。所以测定空气中氧气含量时，可用用白磷替换红磷。C不正确；D、分离液态空气得到氧气和氮气,其原理是先将空气在加压降温条件下变为液态,然后利用空气中各成分沸点不同(氮气沸点-196℃,氧气沸点-183℃)，把氮气先蒸发出来，剩下的主要是液态氧。D正确。综上所述：选择D。5．（2023·云南曲靖·统考一模）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气成分的说法错误的是A．氮气约占空气体积的78%B．稀有气体可制成多种用途的电光源C．因为二氧化碳能与水反应生成碳酸，所以二氧化碳能造成酸雨D．医疗上可在液氮冷冻麻醉的条件下做手术【答案C【解析】A、氮气约占空气体积的78%，是空气中含量最多的气体，不符合题意；B、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，故稀有气体可制成多种用途的电光源，不符合题意；C、二氧化碳能与水反应生成碳酸，但是二氧化碳不能造成酸雨，二氧化硫、二氧化氮等是造成酸雨的主要原因，符合题意；D、液氮汽化吸热，能使周围温度降低，故医疗上可在液氮冷冻麻醉的条件下做手术，不符合题意。故选C。1．（2023·北京丰台·统考一模）空气成分中，体积分数约占78％的是A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．稀有气体【答案】B【解析】空气的成分按体积计算大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%，故选B。2．（2023·江苏·统考二模）下列气体性质较为稳定，常用作粮食、瓜果保护气的是A．氧气 B．氢气 C．氮气 D．一氧化碳【答案】C【解析】A、氧气性质活泼，易于其他成分发生反应，不能做保护气，说法错误；B、氢气具有可燃性，化学性质活泼，不能做保护气，说法错误；C、氮气化学性质稳定，可以做保护气，说法正确；D、一氧化碳有毒，而且化学性质活泼，不能做保护气，说法错误。故选C。3．（2023·北京朝阳·统考一模）下列生活现象与空气中的氧气无关的是A．水果腐烂 B．动植物呼吸C．酒精燃烧 D．酥脆饼干久置变软【答案】D【解析】A、水果腐烂是因为水果与氧气发生了缓慢氧化，该选项不符合题意；B、动植物呼吸需要氧气，该选项不符合题意；C、燃烧消耗氧气，该选项不符合题意；D、酥脆饼干久置变软，是因为空气中的水蒸气，该选项符合题意。故选D。4．（2023·云南玉溪·模拟预测）大豆营养丰富，含有优质的植物蛋白。豆科植物根上有根瘤菌，能直接固定空气中含量最多的气体成为其养料，这种气体是A．二氧化碳 B．氮气 C．氧气 D．稀有气体【答案】B【解析】豆科植物的根瘤菌有固氮作用，它能将空气中不能被植物吸收的氮气转化为可被植物吸收的氮元素，而氮元素是植物生长的必须元素。综上所述：选择B。5．（2023·江西抚州·统考一模）下列关于空气及其成分的说法错误的是A．稀有气体可以制成多种用途的电光源 B．CO2含量高会促进大棚蔬菜的光合作用C．N2用作薯片的保护气 D．O2可以支持所有的物质燃烧【答案】D【解析】A、稀有气体通电后发出不同颜色的光可制成多种用途的电光源，故A说法正确；B、CO2是光合反应的原料，适当增加CO2浓度可以提高光合作用强度，故B说法正确；C、氮气化学性质稳定，所以可以用作薯片的保护气，故C说法正确；D、O2具有助燃性，但不能支持没有可燃性的物质燃烧，比如二氧化碳，故D说法错误。故选D。6．（2023·江西抚州·统考一模）下列属于空气质量报告中需要监测的污染物是A．氮气 B．氯气 C．二氧化碳 D．二氧化硫【答案】D【分析】目前计入空气质量评价的主要污染物为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（粒径小于等于10微米的颗粒物，称PM10）、细颗粒物（粒径小于等于2.5微米的颗粒物，称PM2.5）和臭氧等。【解析】A、氮气是空气的主要组成成分之一，不是空气质量报告中需要监测的污染物，不符合题意；B、氯气不是空气质量报告中需要监测的污染物，不符合题意；C、二氧化碳排放过多会加剧温室效应，是空气的成分之一，不是空气质量报告中需要监测的污染物，不符合题意；D、二氧化硫在空气易形成硫酸，属于空气污染物，属于空气质量报告中需要监测的污染物，符合题意。故选D。7．（2023·上海嘉定·统考二模）有关空气成分的说法正确的是A．氧气的体积分数为78％ B．鱼类能在水中生存，说明氧气易溶于水C．二氧化碳是一种有害气体 D．稀有气体可制作霓虹灯【答案】D【解析】A、空气中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，说法错误；B、鱼类能在水中生存，说明了水中溶有一定量的氧气，不能说明氧气的溶解性，氧气不易溶于水，说法错误；C、二氧化碳不是有害气体，人呼出来的气体里就含有二氧化碳，对人体而言二氧化碳是废气，吸入的氧气经过肺叶中的肺泡，进行交换后释放出二氧化碳，说法错误；D、稀有气体的用途：用作保护气，制成多种用途的电光源，可用于制造低温环境，说法正确；故选：D。8．（2023·上海徐汇·统考二模）用一定质量的液态空气制备O2，下列说法正确的是A．液态空气中只含两种分子B．液态空气中的分子完全静止不动C．液态空气中的N2气化时，氮分子间的平均距离变大D．制备过程中氧分子的个数变多【答案】C【解析】A、空气由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等物质组成。则液态空气中含有氮分子、氧分子、二氧化碳分子等，错误；B、分子在不断运动，液态空气中的分子不是静置的，错误；C、分子间有间隔，液态空气中的N2气化时，氮分子数目不变，分子间的平均距离变大，体积变大，正确；D、制备过程中没有新分子生成，氧分子的个数不变，错误；故选C。9．（2023·天津和平·统考二模）空气是一种重要的资源。下列与空气有关的说法错误的是A．空气中氮气的体积分数约为78% B．稀有气体化学性质比较活泼C．自然界中的二氧化碳处于不停循环过程中 D．工业上用分离液态空气的方法制取氧气【答案】B【解析】A、空气中氮气(N2)约占78%，氧气(O2)约占21%，稀有气体约占0.94%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn)，二氧化碳(CO2)约占0.03%，还有其他气体和杂质约占0.03%，说法正确；B、稀有气体最外层有8个电子（氦有2个），不易得失电子，拥有相对稳定的结构，很难进行化学反应，化学性质极不活泼，说法错误；C、自然界中的二氧化碳处于不停的循环过程中：动、植物的呼吸等将二氧化碳释放到空气中，植物的光合作用将二氧化碳转化为氧气，说法正确；D、工业上利用液氮和液氧的沸点不同，采取分离液态空气的方法制取氧气，因为液态氮沸点低，蒸发时会先气化，最后得到液态氧，说法正确；故选：B。10．选用下列物质的序号填空。①氧气②氮气③稀有气体④氢气⑤二氧化碳（1）可作火箭发射的燃料的是________。（2）通电后能发出不同颜色的光的是________。（3）常用来充入食品袋作保护气的是________。（4）能使澄清石灰水变浑浊的是________（5）可用于炼钢的是________。【答案】（1）④（2）③（3）②（4）⑤（5）①【解析】（1）氢气燃烧时发热量高，密度小，可作火箭发射的燃料，故填：④；

（2）稀有气体通电后能发出不同颜色的光，故填：③；

（3）氮气化学性质稳定，不与食品发生反应，无毒且廉价易获得，常用来作食品保护气，故填：②；

（4）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故填：⑤；

（5）炼钢时加入氧气使生铁中碳充分反应，降低碳的含量，故填：①。

11．空气是人类赖以生存的宝贵资源。（1）空气的用途：焊接金属时常用作保护气的是_______（填化学式）。（2）空气的成分：老师利用图甲装置测定空气中氧气的含量并结合现代传感器技术，测得过程中容器内气体压强、温度、氧气浓度的变化趋势如图乙所示。①t2时打开止水夹，最终集气瓶中水平面大约上升至刻度_______处。②结合曲线，解释AB段气体压强变化的原因是_______。（3）空气的保护：图丙是某地PM2.5来源分布图。据此，下列措施对减少PM2.5效果最不明显的是_______。A减少汽车的保有量B用风能与太阳能发电替代燃煤发电C减少工业生产中二氧化碳的排放【答案】N21红磷燃烧放出了大量的热，使容器内气体压强增大C【解析】（1）空气中的氮气性质稳定，焊接金属时常用作保护气，化学式是N2。（2）④由于空气中氧气约占空气体积的1/5，t2时打开止水夹，最终集气瓶中水平面大约上升至刻度1处。②在曲线AB段气体压强变化的原因是：红磷燃烧放出了大量的热，使容器内气体压强增大。（3）A减少汽车的保有量，可以减少汽车尾气的排放，减少烟尘，对减少PM2.5效果明显，故A不符合题意；B用风能与太阳能发电替代燃煤发电，减少了烟雾粉尘的排放，对减少PM2.5效果明显，故B不符合题意；C减少工业生产中二氧化碳的排放，可以减缓温室效应，但与PM2.5没有直接关系，故C符合题意。故选C。12．（2022·四川·石室佳兴外国语学校八年级期中）某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究，请你一起参与。【设计实验】同学们设计了如图的A、B两套装置。（1）你认为比较合理的是（填编号）______。（2）为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证______。【实验过程】（略）。【数据分析】实验结束后，整理各组数据如下：（注：集气瓶容积为100mL）组别123456进入集气瓶中水的体积（mL）202119202213（1）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的______。（2）第六组同学用相同的实验装置测定的结果与其他小组有明显的偏差，导致这一结果的可能原因是（回答两点）：______，______。【查阅资料】同学们从网上得知，（1）当温度达到40℃时，白磷就能在空气中燃烧，五氧化二磷会刺激人的呼吸道。（2）铜在加热的情况下，只能和空气中的氧气反应，生成氧化铜。【改进实验1】他们按图C实验，将试管的容积分成五等份，做好标记。在试管中加入一小块（足量）白磷，用橡皮塞塞紧试管口，将试管放入热水中，使白磷燃烧。待白磷熄灭并冷却到室温后，将试管倒立于盛有室温下水的水槽中，并在水中将橡皮塞取下。你认为此装置的优点是：（任写两点）①______；②______。【改进实验2】有同学改进实验1中得到启发，设计了如图D所示的测定实验，但是他始终未看到水面上升约1/5的现象，原因是______。【改进实验3】为了排除五氧化二磷的污染，同学们设计了如图E所示的装置，其中A是底面积为50cm2、高20cm的圆筒状玻璃容器（带密封盖），上面标有以cm为单位的刻度，B是带刻度的敞口玻璃管（其他辅助装置略）。实验过程如下：①加入水并调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处；②将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，盖紧密封盖；③通电加热铜粉，生成氧化铜固体。待充分反应后，冷却到原来的状况，调整B的高度使容器A、B中的液面保持水平，记录液面刻度。（注：A容器内固态物质所占的体积忽略不计）（1）细心的同学发现，实验过程①前明显缺少一个重要环节，即______。（2）写出图E发生反应的文字表达式______。（3）在实验③结束时，理论上装置