第05讲人类赖以生存的空气（原卷版）

第05讲人类赖以生存的空气引入：大气层分五层：对流层、平流层、中间层、电离层和外层。臭氧的作用：吸收太阳光中的紫外线，保护地球上的生物免遭紫外线过量辐射。一、认识空气“大家族”1、实验：磷与氧气的反应现象：磷燃烧时产生浓厚的白烟，放出热量。打开止水夹，水倒流进入集气瓶，约占集气瓶容积的1/5。反应表达式：磷+氧气五氧化二磷PO2P2O5问：1、集气瓶内水位为什么只能上升到一定高度？水倒吸进入集气瓶约1/5体积，是因为磷燃烧消耗了瓶内的氧气，证明了氧气体积约占空气的1/5。2、集气瓶内剩下的是什么气体？留下不支持燃烧的氮气。2、空气的成分（按体积计算）：氮气78%、氧气21%、其它气体1%（稀有气体、二氧化碳等）。3、空气的成分实验分析1.空气中氧气含量的测定实验原理利用过量红磷在密闭容器中燃烧，消耗容器内的氧气，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容器内减少的氧气的体积实验装置实验现象红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量；冷却至室温打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入的水的体积约占瓶内原有空气总体积的1/5实验结论氧气约占空气总体积的1/5[拓展延伸]实验误差分析因素影响测定结果小于1/5装置漏气反应结束后外界空气进入红磷的量不足氧气不能完全被消耗未待装置冷却到室温就打开弹簧夹温度较高,气体膨胀,剩余气体占有较大的体积测定结果大于1/5点燃的红磷插人瓶中后未立即塞上塞子空气受热膨胀，部分逸出最初弹簧夹未夹紧空气受热膨胀，部分逸出4、氮气的性质与用途氮气的化学性质不活泼，不支持燃烧，也不供给呼吸。作用：作保护气，食品保鲜，重要化工原料，医疗冷冻剂等等。5、稀有气体的性质和用途性质很稳定，“惰性”——作保护气通电时发出有色的光——作霓虹灯、小太阳等二、我们需要洁净的空气1、空气人为污染源：工业污染源、燃料燃烧污染源和农业污染源酸雨的形成原因：酸雨是指pH值小于5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水。大量的环境监测资料明，由于大气层中的酸性物质增加，地球大部分地区上空的云水正在变酸，如不加控制，酸雨区的面积将继续扩大，给人类带来的危害也将与日俱增。现已确认，大气中的二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质。美国测定的酸雨成分中，硫酸占60%，硝酸占32%，盐酸占6%，其余是碳酸和少量有机酸。大气中的二氧化硫和二氧化氮主要来源于煤和石油的燃烧，它们在空气中氧化剂的作用下形成溶解于雨水的酸。据统计，全球每年排放进大气的二氧化硫约1亿吨，二氧化氮约5000万吨，所以，酸雨主要是人类生产活动和生活造成的。目前，全球已形成三大酸雨区。我国覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区，面积达200多万平方公里的酸雨区是世界三大酸雨区之一。我国酸雨区面积扩大之快、降水酸化率之高，在世界上是罕见的。世界上另两个酸雨区是以德、法、英等国为中心，波及大半个欧洲的北欧酸雨区和包括美国和加拿大在内的北美酸雨区。这两个酸雨区的总面积大约1000多万平方公里，降水的pH值小于0.5，有的甚至小于0.4。酸雨会造成的危害：下酸雨时，树叶会受到严重侵蚀，树木的生存受到严重危害。并且，地面也会酸化。在土壤中生长着许许多多的细菌生物，这些生物对植物的生长有着极为重要的作用。例如，在黑土里生长着种类与世界人口一样多的细菌。若土壤被酸雨侵蚀，除一少部分，土壤里面的大多数细菌都将无法存活。此外，土壤中的营养成分被酸溶解后会流失掉，这也构成了对树木的危害。在加拿大和欧洲，有15%到60%的森林受到不同程度的酸雨侵蚀而大面积枯萎。若如此下去，在不久的将来，森林就将会部消失。不仅森林受到严重威胁，土壤由于受到酸性侵蚀，也会引起农业减产。为此，我们正在把碱性石灰投入到酸性土壤中进行中和。但是，用石灰中和并不是万全之策，还不能从根本上解决问题。此外，酸雨容易腐蚀水泥、大理石，并能使铁金属表面生锈，因此，建筑物容易受损，公园中的雕刻以及许多古代遗迹也容易受腐蚀。酸雨造成的危害，若用金钱来衡量，损失是巨大的，而且，许多损失是用金钱无法挽回的。2、防治大气污染制定措施、大搞植树造林、开发新的洁净能源、进行尾气净化、监测空气质量等3、空气质量日报：主要监测项目——可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮（氮氧化合物）一、单选题1．空气成分中，体积分数最大的是A．氧气 B．稀有气体 C．二氧化碳 D．氮气2．如图为空气成分示意图(按体积计算)，其中“乙”代表的是A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳3．属于空气污染物的是A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．氧气 D．氢气4．物质的用途主要是由其物理性质决定的是A．氮气用作保护气 B．氧气用于医疗急救C．氧气做火箭的助燃剂 D．稀有气体用于制作霓虹灯5．对于红磷燃烧现象，描述错误的是A．红磷燃烧时，产生大量白烟 B．红磷燃烧生成五氧化二磷C．红磷在空气中燃烧产生黄色火焰 D．红磷燃烧放热6．人类每时每刻都离不开空气，关于空气中成分的说法错误的是A．氧气供给呼吸，人体要靠空气中的氧气维持生命B．氮气化学性质不活泼，可在食品包装袋中充入氮气以防腐C．将燃着的木条伸入某纯净气体的集气瓶中后熄灭，该气体一定是二氧化碳D．稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可制成霓虹灯7．空气质量预报时，下列指标不会预报的是A．可吸入颗粒物 B．二氧化硫 C．氮氧化物 D．二氧化碳8．夏天从冰箱里拿出一瓶饮料，放在空气中，饮料外壁会潮湿，说明空气中含有A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水蒸气9．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。后人仿照其实验原理测定空气中氧气含量（如图）。实验过程中，逐渐减少的气体和逐渐增多的物质是A．O2、P2O5 B．P、P2O5 C．O2、P D．N2、P2O510．测定空气中氧气体积分数的实验中，下列操作中会导致实验结果偏大的是A．装置气密性不好B．红磷量不足C．红磷伸入集气瓶后，未立即塞紧瓶塞D．红磷燃烧后，立即打开止水夹11．二百多年前，用定量的方法研究空气成分的科学家是A．道尔顿 B．拉瓦锡 C．门捷列夫 D．阿伏伽德罗12．下图装置常用来测定空气中氧气得含量，下列说法正确的是A．红磷燃烧产生大量的烟雾B．点燃红磷前先用铁夹夹紧乳胶管C．最终瓶中剩余得气体是纯净的氮气D．实验时，只取用极少量红磷，可减少污染且不影响实验结果13．关于空气的描述，正确的是A．空气是多种元素组成的纯净物B．空气是组成不定的混合物C．空气是组成基本固定的混合物D．无污染的空气是一种纯净物14．据探测卫星发回的数据分析，火星大气中95%是二氧化碳，其余为少量的氮气.氢气，还找到了有液态水存在的证据。根据以上信息，某同学作出如下推断：①火星大气是混合物②火星大气与地球大气成分相似③火星环境适宜人类生存④火星上温室效应显著。你认为正确的是A．①③ B．②③ C．②④ D．①④15．如图是测定空气中氧气的含量的实验装置。下列叙述正确的是A．燃烧匙中的红磷可用硫或木炭等可燃物代替B．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高C．磷燃烧产生大量白雾，火焰熄灭后立刻观察，记录容器中水进量D．红磷燃烧消耗空气中的氧气，使容器内压强减小，水面上升16．兴趣小组开展“测定空气里氧气的含量”实验，装置如下图，下列说法错误的是A．用木炭代替白磷也能得到相同的结果B．反应的化学方程式为：2P＋5O22P2O5C．用热毛巾捂热，使白磷燃烧D．实验完毕，并冷却到室温，左管水面上升至约“1”刻度处17．某化学小组利用如图所示实验装置测定空气中氧气的含量（部分固定装置已略去）。已知：生石灰与水反应放出大量的热。关于该实验有下列说法：①向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度，引燃白磷；②白磷燃烧会放出大量的白雾；③白磷的量不足，会使测定的结果偏大；④实验中可观察到，注射器的活塞先向右移动，后向左移动；⑤若试管内净容积为50mL，反应后冷却至室温，活塞停止在40mL附近。其中正确的是A．①②③ B．①④⑤ C．②③⑤ D．③④⑤二、多选题18．空气是一种宝贵资源。下列有关空气的说法正确的是（

）A．空气中含量最多的是氧元素B．空气由氧气和氮气组成，其中氧气的质量约占空气质量的1/5C．空气中分离出的氮气化学性质不活泼，可作食品保鲜的保护气D．空气质量报告中所列的空气质量级别数目越小，空气质量越好19．拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1/5，而我们在实验中为什么气体减少的体积小于1/5？下列分析的原因正确的是（

）A．有残余氧气B．未完全冷却就打开弹簧夹C．生成物溶于水D．空气中的某种成分溶于水20．教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分（实验装置如图）。该实验中选择使用汞的优点有__________。A．实验过程中没有污染B．在汞槽中起到液封作用C．生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气D．能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明三、填空题21．请将下列化学研究成果的序号填在相应化学家后面的横线上。①发现元素周期表②研究炸药，改进了引爆装置③发现放射性元素钋和镭④研究空气的成分(1)居里夫妇______。(2)拉瓦锡______。(3)诺贝尔______。(4)门捷列夫______。22．下列事实能说明空气中含有哪些成份：(1)红磷在空气中燃烧__________。(2)酥饼在空气中变软__________。(3)澄清的石灰水长期敞口放在空气中会在瓶口出现一层“白膜”__________。23．下图是碳、硫、磷在氧气中燃烧的示意图，根据发生的化学反应现象及化学反应原理进行总结归纳并回答下列问题：(1)这三个反应有许多共同的特点，分别是：①______________________；②_______________________；③_______________________；(2)任选上述三个实验中的两个，写出反应的文字表达式：___________；___________________。24．氧气、氮气、稀有气体的主要性质和用途成分主要性质主要用途氧气化学性质：用于动植物_____，支持_______。物理性质：____色、____味、不易溶于水，密度略大于空气潜水、医疗急救、炼钢、气焊以及化工生产和宇宙航行等氮气化学性质：不支持燃烧不活泼物理性质：_____色、___味、难溶于水，密度略小于空气制硝酸和化肥的重要原料，常用作保护气，医疗上用于冷冻麻醉，还可用作超导材料稀有气体化学性质：_______。物理性质：无色、无味，通电时能发出不同颜色的光用作保护气，用于航标灯、闪光灯、霓虹灯的电光源，用于激光技术，制造低温环境，用于医疗麻醉25．小明和小红对市场上销售的一种真空充气包装的“蛋黄派”产生了兴趣。他们查阅资料获知：这种真空充气包装技术是将食品装入包装袋，抽出包装袋内的空气，再充入某种气体，然后封口。这种气体能使食品保持原有的色、香、味及营养价值，防止食品受压而破碎变形。这是什么气体呢？小红猜想是氮气，小明猜想是二氧化碳。查阅资料：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，而氮气不能。(1)请你设计一个简单的实验，判断小明的猜想是否正确。验证方法及操作可能看到的现象结论__________________(2)你认为食品充气包装，对所充气体的要求是______、______、______（任填三条）。26．空气是一种重要的自然资源。请沿用科学家认识事物的方法认识“空气”。（1）从性质决定用途的角度：说明下列应用利用了气体的什么性质。①氮气填充食品包装袋______。②稀有气体作霓虹灯______。（2）从环保的角度①计入空气污染指数的项目中除了可吸入颗粒物外，还包括______（填序号）A．CO

B．CO2

C．SO2

D．NO2②下列关于PM2.5的说法正确的是______（填序号）。A．PM2.5主要来自化石燃料的燃烧和扬尘B．放烟花爆竹会产生PM2.5C．PM2.5是造成灰霾天气的“元凶”之一D．PM2.5的颗粒与分子大小差不多27．空气是一种宝贵的资源。请回答下列问题：(1)空气中含有氮气、氧气、稀有气体等，空气是一种______（填物质类别）。(2)洁净的空气对于人类非常重要。下列做法有利于保护大气的是______（填字母）。A．使用清洁能源 B．燃放烟花爆竹 C．大量植树 D．推广私家汽车出行(3)下列气体中暂未计入空气污染指数的项目是______（填字母）。A． B．CO C． D．(4)下图分别表示某些气体的主要用途，这些气体依次是______。A．食品包装时充入某气体以防腐B．填充霓虹灯C．供给呼吸，医疗上急救病人四、实验题28．某同学利用燃磷法测定空气中氧气含量，实验过程如图所示：①用图1实验测得氧气的体积分数，若该实验没有达到试验目的，可能的原因之一是_______。②图1燃烧结束时，试管里剩余气体主要是_______(填化学式)。③图1实验代替课本实验图2的优点是_______。(答一点即可)29．用下侧装置图所示仪器测定空气中O2体积分数，A为标有将容积分成五等份标线的集气瓶，烧杯中盛水，通过下列实验步骤，实验步骤如下：第一步：