第二单元我们周围的空气

第二单元我们周围的空气目录CONTENTS01020304考点梳理·教材运用物质的网络结构实验一题过重难击破·河南真题考点1

空气的成分和用途（常考）1.最早得出空气是由氧气和氮气组成的是法国科学家

拉瓦锡

⁠。2.空气的成分及用途拉瓦锡

成分体积分数主要用途氮气（N2）

78％

⁠①制造氮肥和硝酸的重要原料②化学性质

稳定

⁠，可用作保护气，用于食品防腐、灯泡填充气③液氮用于制造低温环境、冷冻麻醉78%稳定

成分体积分数主要用途氧气（O2）

2％⁠①供给呼吸：用于医疗急救、潜水、动植物呼吸等②支持燃烧：用于炼钢、气焊、燃料的燃烧等稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）0.94％①化学性质很不活泼，用作保护气②通电时发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源等③

氦气

⁠密度小，可用于填充探空气球21%氦气

成分体积分数主要用途二氧化碳（CO2）0.03％植物进行

光合作用

⁠的原料、灭火、作制冷剂、人工降雨、制作汽水等其他气体和杂质0.03％光合作用

3.空气中氧气含量的测定（详见实验1）·⁠

⁠考点对点练·（原创）空气是一种宝贵的资源，下列有关空气的说法正确的是（D）A.道尔顿最早确定空气是由O2和N2组成的B.空气中氧气的质量分数约为21％C.空气中稀有气体含量极少，没有任何作用D.常温下氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐D考点2

空气的污染和防治（常考）《环境空气质量标准》的基本监测项目气体污染物：CO、SO2、NO2、O3等固体污染物：可吸入颗粒物、细颗粒物（如PM2.5、PM10）→形成雾霾危害

温室效应

⁠（CO2含量过多引起）；臭氧空洞（飞机的尾气、氟利昂的排放）；酸雨（由

SO2

⁠、

NO2

⁠引起）；雾霾（PM10、PM2.5）温室效应

SO2

NO2

污染物来源及防治措施①化石燃料的燃烧等→使用清洁能源②工厂排放的废气、汽车尾气→工业废气处理达标后排放、安装汽车尾气净化装置③植被破坏等引起的沙尘→积极植树造林④露天焚烧秸秆→秸秆综合利用·⁠

⁠教材延伸

CO2增多会加剧温室效应，但CO2是正常的空气成分，不是空气污染物。考点3

氧气的性质（必考）1.物理性质：标准状况下，氧气是无色、无味的气体，密度比空气

略大

⁠，

不易

⁠溶于水；液态呈淡蓝色，固态为淡蓝色晶体。2.化学性质：比较活泼，具有

助燃

⁠性和

氧化

⁠性。略大

不易

助燃

氧化

物质燃烧现象化学方程式空气中氧气中木炭发出红光，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体发出

白光⁠，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体完全燃烧：

C＋O2CO2

⁠不完全燃烧：

2C＋O22C⁠白光

物质燃烧现象化学方程式空气中氧气中硫发出微弱的

淡蓝色⁠火焰，放热，生成有刺激性气味的气体发出明亮的

蓝紫色⁠火焰，放热，生成有刺激性气味的气体

S＋O2SO2

⁠淡蓝色蓝紫色

物质燃烧现象化学方程式空气中氧气中铁丝只能红热，不能燃烧剧烈燃烧，

火星四射⁠，放热，生成

黑色⁠固体

3Fe＋2O2Fe3O4

⁠红磷发出黄色火焰，放热，产生大量

白烟

4P＋5O22P2O5

⁠镁条发出耀眼的

白光⁠，放热，生成

白色固体

2Mg＋O22MgO

⁠火星四射黑色

白烟

白光白色固体

物质燃烧现象化学方程式空气中氧气中氢气发出淡蓝色火焰，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁出现水珠

2H2＋O22H2O

⁠一氧化碳发出蓝色火焰，放出热量

2CO＋O22CO2

⁠

物质燃烧现象化学方程式空气中氧气中甲烷发出蓝色火焰，放出热量

CH4＋2O2CO2＋2H2O

⁠酒精发出蓝色火焰，放出热量

C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O

⁠物质在氧气中燃烧比在空气中剧烈（例如硫的燃烧），主要是因为燃烧剧烈程度与

氧气浓度⁠有关

3H2O

氧气浓度⁠

⁠知识总结对实验现象描述的区分描述原理举例烟和雾“烟”：固体小颗粒；“雾”：液体小液滴红磷燃烧——产生白烟（产物为P2O5固体）；浓盐酸挥发——产生白雾（挥发出的HCl遇空气中的水蒸气形成小液滴）火焰和光火焰：气体、液体、低沸点固体燃烧时产生的现象光：高沸点固体物质燃烧时产生的现象氢气、硫燃烧产生火焰；碳、镁燃烧产生光描述原理举例现象和结论现象：生成物的颜色、状态、气味；结论：生成物的名称镁燃烧现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色粉末状固体结论：生成MgO·⁠

⁠考点对点练·现有：①木炭②硫粉③红磷④镁带⑤铁丝，五种物质分别在氧气中燃烧，用序号回答下列问题：（1）发出明亮的蓝紫色火焰的是

②

⁠；（2）产生大量白烟的是

③

⁠；（3）放出大量热，发出耀眼白光的是

④

⁠；（4）产生无色无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊的是

⁠；（5）生成的气体会污染空气的是

②

⁠；（6）火星四射，生成黑色固体的是

⑤

⁠。②

③

④

①

②

⑤

考点4

氧气的制取（必考）1.工业制法（发生

物理

⁠变化）先将空气加压降温，变为液态空气，再利用液氮和液氧的

沸点

⁠不同，将二者分离。2.实验室制法（详见实验2）物理

沸点

考点5

影响化学反应速率的因素（必考）内因反应物本身的性质（主要因素）。如镁能在空气中燃烧而铁不能在空气中燃烧外因催化剂概念：在化学反应里能

改变

⁠其他物质的化学反应速率，而本身的

质量

⁠和

化学性质

⁠在反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂（又叫触媒）。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用特点：①“一变”：催化剂可以改变反应速率，改变包括“加快”和“减慢”；②“二不变”：反应前后催化剂的质量和化学性质不改变，物理性质可能改变改变

质量

化学性质

外因其他影响因素①温度：一般情况下，温度越高，反应速率

越快

⁠。如食物在夏天比在冬天更容易变质②浓度：反应物的浓度越大，反应速率

越快

⁠。如硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈③接触面积：反应物之间接触面积越大，反应速率

越快

⁠。如为使煤充分燃烧，把煤球加工成蜂窝状越快

越快

越快

·⁠

⁠考点对点练·许多因素会影响化学反应速率。请分析下列实验或事实，分别说明在其他条件不变时，这些因素是如何影响化学反应速率的。【示例】硫在纯氧中燃烧比在空气中进行得更快，更剧烈。答：增大反应物浓度，可以加快化学反应速率。（1）同种食品在夏天比在冬天更容易变质。升高温度，可以加快化学反应速率。升高温度，可以加快化学反应速率。·⁠

⁠考点对点练·【示例】硫在纯氧中燃烧比在空气中进行得更快，更剧烈。答：增大反应物浓度，可以加快化学反应速率。（2）过氧化氢溶液在常温下能缓慢分解，若加入少量MnO2时分解加速。使用催化剂，可以加快化学反应速率。（3）在相同质量的锌粉和锌粒中分别加入足量10％的稀盐酸，前者先反应完。增大反应物的接触面积，可以加快化学反应速率。使用催化剂，可以加快化学反应速率。增大反应物的接触面积，可以加快化学反应速率。如图为以O2为中心的转化，请写出图中反应的化学方程式。

全燃烧）

实验原理红磷在密闭容器中燃烧，消耗空气中的氧气，使密闭容器内压强减小，在外界大气压的作用下，水被压入密闭容器中，进入容器中的水的体积等于消耗氧气的体积实验装置⁠

⁠集气瓶中水的作用：①吸收红磷燃烧产生的热量，防止集气瓶炸裂；②吸收生成的五氧化二磷，防止污染空气反应原理

4P＋5O22P2O5

⁠

实验1

空气中氧气含量的测定▶实验方法解读◀实验现象（1）红磷燃烧发出黄色火焰，放热，产生大量白烟（2）装置冷却至室温后，打开弹簧夹，水沿导管进入集气瓶中的体积约占集气瓶中空气体积的

⁠实验结论空气中氧气约占空气总体积的实验推论氮气不溶于水，不燃烧也不支持燃烧

误差分析测量结果偏小原因红磷量不足分析氧气不能耗尽装置漏气会使装置外的空气进入容器装置没有冷却到室温就打开弹簧夹会使装置内的气体温度偏高，压强偏大，导致进入瓶中的水的体积偏小误差分析测量结果偏大原因红磷点燃后，伸入过慢分析装置内的气体受热逸出，压强减小，导致进入瓶中的水的体积偏大弹簧夹未夹紧红磷燃烧时集气瓶内气体受热沿着导管逸出▶核心素养提升◀1.装置创新点燃方式改进原因燃着的红磷伸入集气瓶时，空气受热膨胀逸出，会使测量结果偏大改进装置⁠

⁠测量方式改进原因烧杯中的水沿导管进入集气瓶中时，会有部分液体残留在导管中，使测量结果不准确改进装置⁠

⁠数字化实验改进原因数字化实验可以利用传感器、数据采集器、计算机及相关处理软件等设备和手段，使实验过程“可视化”，实验数据“实时化”呈现，并且实验精度高，误差较小改进装置⁠

⁠2.原理创新改进原因红磷燃烧无法将集气瓶中的氧气全部耗尽，导致测量结果偏小改进装置⁠

⁠实验原理利用铜丝氧化消耗空气中的氧气，反应的化学方程式为2Cu＋O2⁠

⁠2CuO▶一题过实验测定空气中氧气体积分数的实验装置如图所示。

红磷的量不足（合理即可）

（4）该实验能用木炭或硫代替红磷吗？为什么？不能。木炭和硫燃烧都生成气体，集气瓶中的压强变化不大，烧杯中的水基本不会倒吸。（5）实验结束后，集气瓶中的剩余气体主要是

氮气（或N2）

⁠。通过该实验可知，它的主要性质是

烧也不支持燃烧，难溶于。。。氮气（或N2）

不燃烧也不支持燃烧，难溶于水（6）【装置改进】根据铁在空气中生锈消耗氧气的原理设计如图实验装置进行实验，并测得实验数据如下表所示：①根据上表数据计算，改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是

20.2％

⁠。②从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是

铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底

⁠、

测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的体积

⁠。（写两条）20.2％

铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底

测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的体积

测量项目实验前实验后烧杯中水的体积烧杯中剩余水的体积集气瓶（扣除内容物）和导管的容积体积/mL80.054.5126.0（7）【数字化实验】如图是利用红磷测定空气中氧气的含量以及用该装置测得的红磷燃烧过程中压强—时间的关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压）。该实验的结果接近于理论值。为什么集气瓶中的压强会先增大？

红磷燃烧，放出热量，气体受热膨胀

⁠。瓶中压强最后小于初始气压，由此你可以推测，该实验

不能

⁠（填“能”或“不能”）用木炭代替红磷进行相同实验。红磷燃烧，放出热量，气体受热膨胀

不能

实验2

实验室制取氧气（必考）▶实验方法解读◀1.发生装置的选择及反应原理（1）发生装置的选择（依据

反应物的状态和反应条件

⁠）反应物的状态和反应条件

反应原理（化学方程式）发生装置①2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑②2KClO32KCl＋3O2↑⁠

⁠（固固加热型）③2H2O22H2O＋O2↑⁠

⁠（固液常温型）（2）注意事项①固固加热型装置中试管口应

略向下倾斜

⁠。原因：

防止冷凝水倒流，使试管炸裂

⁠。②用高锰酸钾制取氧气时，最好在试管口

放一团棉花

⁠。原因：防止加热时试管内的粉末状物质进入导管堵塞导管。③实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时，如果选用带长颈漏斗的装置，应注意长颈漏斗下端

伸入液面以下

⁠，防止

气体沿着长颈漏斗逸出

⁠；若使用带分液漏斗的装置，它的优点是

通过控制液体的滴加量和滴加速率来控制反应速率

⁠。略向下倾斜

防止冷凝水倒流，使试管炸裂

放一团棉花

伸入液面以下

气体沿着长颈漏斗逸出

通过控制液体的滴加量和滴加速率来控制反应速率

2.收集装置的选择（依据

气体的密度和溶解性

⁠）方法排水法（氧气不易溶于水）向上排空气法（氧气密度比空气大）装置图⁠

⁠⁠

⁠特点收集的氧气纯净但不干燥收集的氧气干燥但不纯净气体的密度和溶解性

3.实验步骤（1）查：检查装置的气密性。连接好仪器，先将导管的一端

浸入水中

⁠，双手紧握试管，若观察到水中的导管口

有气泡冒出

⁠，证明装置气密性良好。（2）装：将药品装入试管中。（3）定：固定仪器和装置。（4）点：点燃酒精灯，加热试管。浸入水中

有气泡冒出

（5）收：收集氧气。若用排水法收集气体，当

气泡连续并均匀冒出

⁠时再收集。若一有气泡产生就开始收集或集气瓶中事先未装满水，都可能导致收集到的氧气不纯。（6）离：收集满氧气后，将

导管

⁠从水槽中移出。（7）熄：熄灭酒精灯，停止加热。若（6）（7）顺序颠倒，可能会导致水槽中的水倒流进入试管，使试管炸裂。气泡连续并均匀冒出导管

4.检验与验满（依据氧气的助燃性）检验方法将一根带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则说明是氧气⁠

⁠验满

方法将一根带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则说明气体收集满⁠

⁠5.多功能集气瓶的应用功能装置进气方向排水法收集气体⁠

⁠

b进

⁠排空气法收集气体向上排空气法（密度比空气大）⁠

⁠

b进

⁠向下排空气法（密度比空气小）

a进

⁠检验、干燥、除杂⁠

⁠

a进b进

b进

a进

a进

▶一题过实验小强和几位同学在实验室用下列装置制取并收集氧气。

检查装置的气密性

fdbeca

（4）与B相比，C装置的优点是

可以通过分液漏斗活塞控制液体的滴加速率来控制反应速率

⁠。

MnO2＋O2↑

B或C

催化

可以通过分液漏斗活塞控制液体的滴加速率来控制反应速率

（5）若用装置G排空气法收集氧气，请将G装置中的导管补画完整。（6）某同学利用E装置收集氧气时，发现收集的氧气不纯，请分析原因。（写出一条即可）收集前集气瓶中的水不满（或导管口刚出现气泡就开始收集等）。（7）【微型实验】用W形玻璃管进行微型实验。将注射器中的过氧化氢溶液推入管中与二氧化锰接触。下列说法不正确的是

BD

⁠（填字母）。BD

A.若a处粉末是木炭粉，能看到木炭燃烧B.若a处粉末是铜粉，能看到粉末由黑色变为红色C.若a处粉末是硫粉，b处应接有尾气处理装置D.使用该微型装置进行实验的优点只有节约药品命题点1

空气的成分和用途1.（2019河南3题）空气中含量最多且化学性质不活泼的气体是（C）A.O2B.CO2C.N2D.Ne2.（2023河南15题）空气中体积分数约为78％的气体是

（或N2）

⁠。C氮气（或N2）3.（2022河南15题）在空气中含量高且化学性质不活泼的气体是

N2（或氮气）

⁠。4.（2022河南备用卷15题）一百多年前，法国化学家拉瓦锡得出空气是由

氮气

⁠和氧气组成的结论。5.（2021河南15题）空气中含量多且常用作保护气的是

氮气）

⁠。6.（2017河南15题）空气中体积分数约为21％的气体是

或氧气）

⁠。7.（2018河南备用卷15题）请从氦气、氮气、二氧化碳中选择适当的物质填空：可用于填充探空气球和作焊接金属保护气的是

He（或氦气）

⁠；可用作气体肥料的是

CO2（或二氧化碳）

⁠。N2（或氮气）

氮气

N2（或氮气）O2（或氧气）He（或氦气）

CO2（或二氧化碳）

命题点2

空气的污染和防治8.（2020河南3题）绿满中原需要天蓝、地绿、水清。下列做法值得提倡的是（B）A.燃放烟花爆竹B.生活垃圾进行分类回收处理C.露天焚烧秸秆D.实验室含酸废水倒入下水道B9.（2019河南4题）2019年北京世园会主题为“绿色生活，美丽家园”。下列做法值得提倡的是（D）A.排放未达标的工业废水B.露天焚烧树叶、秸秆C.选用一次性筷子、塑料袋D.将垃圾分类并回收利用D命题点3

氧气的性质10.（2023河南4题）氧气的化学性质比较活泼。下列物质在氧气中燃烧，能生成黑色固体的是（B）A.硫粉B.铁丝C.镁条D.木炭11.（2021河南5题）下列物质在氧气里燃烧，能生成有刺激性气味气体的是（B）A.木炭B.硫粉C.铁丝D.镁条BB12.（201