第二單元 我們周圍的空氣第二單元 我們周圍的空氣 課題1 空 氣復習要求：1、知道空氣的主要成分，認識空氣對人類生活的重要作用。2、了解大氣污染的原因及其危害，能從組成上區分純凈物和混合物一、空氣成分的研究史1、18世紀70年代，瑞典科學家舍勒和英國的科學家化學家普利斯特里，分別發現并制得了氧氣。2、法國科學家拉瓦錫最早運用天平作為研究化學的工具，用定量的方法研究了空氣的成分，第一次明確提出了“空氣是由氧氣和氮氣組成的”。其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結論。二、空氣中氧氣成分的測定：考點一1、裝置圖（見書P27）2、實驗現象：A、紅磷燃燒發出黃白色火焰，放出熱量，冒出白色濃煙B、（過一會兒白煙消失，裝置冷卻到室溫后打開彈簧夾）燒杯內的水倒流入集氣瓶，約占瓶子容積的1/5。點燃3、實驗結論：說明空氣不是單一的物質；氧氣約占空氣總體積的1/5。4、原理:表達式：磷（P） + 氧氣（O2） 五氧化二磷（P2O5）化學方程式： 4P + 5O2 2P2O5 5、注意事項：A、所用的紅磷必須過量，過少則氧氣沒有全部消耗完B、要等集氣瓶（裝置）冷卻后才能打開彈簧夾，C、裝置的氣密性要好，（否則測量結果偏小），D、要先夾住橡皮管，然后再點紅磷（否則測量結果偏大）。思考：可否換用木炭、硫磺等物質？如能，應怎樣操作？答：不能用木炭或蠟燭（燃燒產生了氣體，瓶內體積變化小），不能用鐵（鐵在空氣中不能燃燒）6、實際在實驗中測得的結果比真實值小，其原因可能是A紅磷量不足；B裝置氣密性差；C未冷卻至室溫就打開止水夾；D、沒有預先在導管中裝滿水三、空氣的主要成分考點二）（按體積分數）：氮氣（N2）78%，氧氣（O2）21%（氮氣比氧氣約為4：1），稀有氣體0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它氣體和雜質0.03%。空氣的成分以氮氣和氧氣為主，屬于混合物。空氣成分氮氣氧氣稀有氣體二氧化碳其他氣體和雜質體積分數78%21%0.94%0.03%0.03%四、物質的分類：純凈物和混合物考點三1、純凈物：由一種物質組成的，“純凈”是相對的，絕對純凈的物質是沒有的，只要雜質含量低，不至于對生產和科學研究產生影響的物質就是純凈物。2、混合物：兩種或多種物質組成的，這些物質相互間沒有發生化學反應，各物質都保持各自的性質。注意：劃分純凈物、混合物的標準是根據物質的種類來劃分的。只含一種物質的就屬于純凈物，含有幾種物質的就屬于混合物，五、空氣是一種寶貴的資源考點四1、氮氣：無色、無味的氣體，不溶于水，不燃燒也不支持燃燒，不能供給呼吸，化學性質不活潑。2、稀有氣體：無色、無味的氣體，通電時能發出不同顏色的光，化學性質很不活潑。氧氣動植物呼吸醫療急救金屬切割煉鋼宇宙航行等氮氣超導實驗車化工原料作保護氣食品充氮作防腐劑等稀有氣體作保護氣制多種用途的電光源激光技術液氦冷凍機等六、空氣的污染及防治。考點五1、 造成空氣污染的物質：有害氣體（一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）和煙塵。2、污染來源：空氣中的有害物質來自化石燃料的燃燒，石油化工廠排放的廢氣及汽車排放的尾氣。3、被污染的空氣帶來的危害：損害人體健康、影響作物生長、破壞生態平衡。存在的環境問題：溫室效應（二氧化碳含量過多引起）、臭氧空洞（飛機的尾氣、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）。4、防止空氣污染的措施：加強大氣質量監測,改善環境狀態、植樹造林、使用清潔能源。5、目前空氣污染指數包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入顆粒物、臭氧。七、未來化學將朝著“綠色化學”和“綠色生產”的方向進行發展。核心是利用化學原理從源頭消除污染。特點：充分利用資源和能源，原料無毒無害減少向環境排放廢物原料中的原子全部被消納，實現零排放（在化合反應中體現）生產出環境友好產品。見教材P32（綠色化學）。達標訓練1.按體積計算，空氣中含量最多的氣體是_，它大約占空氣體積的百分比是_；含量居第二位的氣體是_，它大約占空氣體積的百分比是_。2排放到空氣中的有害物質，大致可以分為_和_兩大類。從世界范圍看，排放到空氣中的氣體污染物較多的是_ 、_ 、_等。3物質的物理性質一般指_、狀態、_ 、熔點、_ 、密度、_和溶解性等。4.下列物質中，屬于純凈物的是（ ）A蒸餾水 B雪碧飲料 C河水 D新鮮空氣5.按體積計算，空氣中含量最多氣體是（ ）A氧氣 B.二氧化碳 C氮氣 D.稀有氣體6.空氣中氮氣與氧氣的體積比約為（ ）A41 B.5l Cl5 D.l47澄清石灰水長期敞口放在空氣中會變渾濁，這是因為空氣中含有（ ）A氧氣 B二氧化碳 C氮氣 D一氧化碳8最早通過實驗測定出空氣組成的科學家是（ ）A瑞典的舍勒 B英國的湯姆生 C法國的拉瓦錫 D意大利的阿伏加德羅9在下圖公共標志中，與保護環境有關的是（ ）A B C D能力提高1下列氧氣的用途是利用氧氣可以支持燃燒并放出熱量的性質的是（ ）氣焊 動植物呼吸 醫療 潛水 宇航A B C D2在治理北京的大氣和水污染的措施中，不可行的是（ ）A抑制水中所有動植物的生長 B.公共汽車改用清潔燃料車C禁止使用含硫高的劣質煤 D.禁止排放未經處理的廢水3今年春季沙塵暴頻繁侵襲我國北方地區，會造成空氣中下列哪種有害成分的增加（ ）A二氧化硫 B二氧化碳 C可吸入顆粒 D.一氧化碳4在中央電視臺發布的重點城市空氣質量日報中可看到，造成空氣污染的首要污染物是可吸入顆粒物和二氧化硫。下列對其形成主要原因的分析不合理的是（ ）A環境綠化不好，粉塵隨風飄揚 B生活和生產中燃燒煤炭C工業生產排放廢水 D機動車排放尾氣51999年北京市政府開始采取措施，強制各用煤單位使用低硫優質煤，主要是為了防止下列哪種氣體對空氣造成污染（ ）A一氧化碳 B二氧化碳 C二氧化氮 D.二氧化硫6拉瓦錫為了研究空氣的成分，曾把汞放在密閉容器中加熱，得到了紅色粉末氧化汞，又把這一種紅色粉末加熱，得到了汞和氧氣。寫出上述兩個反應的文字表達式：_；_。7人人都應關心和保護人類生存的環境。為監測空氣質量，江蘇省淮安市建立了“城市環境空氣質量日報制”，日報：總懸浮顆粒（粉塵）、二氧化硫、二氧化氮三項指標。其中，_超標，主要是大規模不規范的城市建設造成的；_超標，主要是煤的燃燒造成的；_超標，主要是大量汽車、助力車等排放的尾氣造成的。8成年人每分鐘大約吸入氧氣8 L，大約需要空氣_L，在這些空氣中氮氣約為_L。課題2 氧氣復習要求1、知道氧氣主要物理性質和用途2、認識氧氣與與常見物質（碳、磷、鐵、蠟燭、硫）的氧化反應3、能識別化合反應考點一、氧氣的物理性質1、色、味、態：通常情況下，是無色無味的氣體；2、密度：標準狀況下，密度為1.429g/L，略大于空氣。（可用向上排空法）3、溶解性：氧氣不易溶于水。（可用排水法收集），4、三態變化：降溫后，氧氣可以變為淡藍色的液體，甚至淡藍色雪花狀固體。考點二、氧氣的化學性質（一）與非金屬（碳、硫、磷）的反應1、木炭（黑色固體）燃燒實驗現象：在氧氣中：劇烈燃燒，發出白光，放出熱量，生成一種無色無味氣體，該氣體能使澄清石灰水變渾濁。文字表達式：碳（C）+ 氧氣（O2）點燃 二氧化碳（CO2） 化學方程式 C + O2 CO2做木炭燃燒實驗時，燃燒匙應慢慢從瓶口向瓶底伸入（充分利用瓶內的氧氣）。2、硫粉（淡黃色）燃燒： 實驗現象：在空氣中：發出微弱的淡藍色火焰；放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。在氧氣中: 發出明亮的藍紫色的火焰, 放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。文字表達式 硫（S） + 氧氣（O2） 點燃 二氧化硫（SO2）化學方程式 S + O2 SO2實驗時，要在瓶底裝少量水（吸收二氧化硫，防止污染空氣）。3、紅磷（暗紅色固體）的燃燒實驗現象：在空氣中：發出黃白色火焰，放出熱量，生成大量白煙在氧氣中：劇烈燃燒，發出白光，放出熱量，生成大量的白煙文字表達式：磷（P）+ 氧氣（O2）點燃 五氧化二磷（P2O5）化學方程式：4P + 5O2 2P2O5注意：五氧化二磷（P2O5）是固體，不是氣體（二）與金屬（鎂、鐵）的反應1、鎂帶（銀白色固體）在空氣中燃燒實驗現象：劇烈燃燒，發出耀眼的白光，放出熱量，生成白色粉末狀固體。文字表達式：鎂（Mg）+ 氧氣（O2）點燃 氧化鎂（MgO）化學方程式：2Mg + O2 2MgO 2鐵絲（銀白色固體）在氧氣中燃燒實驗現象：劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成一種黑色固體。文字表達式：鐵（Fe） + 氧氣（O2）點燃 四氧化三鐵（Fe3O4）化學方程式：3Fe + 2O2 Fe3O4 注意：集氣瓶底部鋪少量的細沙或加少量的水，防止生成的固體物質濺落瓶底，致使集氣瓶炸裂。鐵絲在空氣中不能燃燒（三）與某些化合物（蠟燭、甲烷）的反應產物均為：二氧化碳和水實驗現象：比空氣中燃燒劇烈，發出白光，集氣瓶內壁出現水珠，有使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體產生。文字表達式：石蠟+ 氧氣（O2）點燃 二氧化碳（CO2）+ 水（H2O）空氣中燃燒情況：燃燒產生黃色火焰，放熱，稍有黑煙。（四）其他物質與氧氣的反應某些物質在一些條件下，與氧氣發生緩慢的氧化反應，成為緩慢氧化。緩慢氧化也放熱。如：動植物新陳代謝，金屬的銹蝕，食物的腐爛、酒醋的釀造、農家肥的腐熟等等。 總結： 1、氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，在一定的條件下，能與許多物質發生反應并放出大量的熱。在這些反應中，氧氣提供氧，稱為氧化反應。氧氣便是常見的氧化劑；具有氧化性。2、物質在純氧氣中燃燒程度比空氣中燃燒要劇烈。說明物質燃燒程度，與氧氣的濃度大小成正比；3、物質燃燒時有的有火焰，有的會發光，有的會冒煙。一般來說，氣體燃燒會有火焰產生，固體直接燃燒，產生光或者火星。生成物有固體，一般都會產生煙，即固體小顆粒；4、物質與氧氣反應不一定是燃燒現象，如緩慢氧化。考點三、氧氣的用途（1）、供給呼吸：醫療上急救病人，登山、潛水、航空、宇航提供呼吸；（2）、支持燃燒：煉鋼、氣焊與氣接、液氧炸彈、火箭助燃劑考點四、反應類型：化合反應：由兩種或兩種以上的物質生成另一種物質的反應。可表示為：AB E （簡稱“多合一”）：分解反應：由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質的反應。可表示為：ABAB。（簡稱：“一變多”）：氧化反應：物質與氧發生的化學反應。有氧氣參加的反應一定屬于氧化反應。氧化反應不一定是化合反應（石蠟的燃燒生成了水和二氧化碳兩種物質），化合反應不一定是氧化反應。達標訓練1通常情況下，氧氣是一種_色_味的氣體，其密度比空氣的密度_，_溶于水。在一定條件下，可液化成_色液體或固化成_色固體。2氧氣是一種化學性質_活潑的氣體，具有_，是一種常見的_。3化合反應_（填“一定”或“不一定”，下同）是氧化反應，氧化反應_是化合反應。4根據實驗情況，填寫下表與氧氣反應的物質與氧氣反應的條件與氧氣反應的現象反應后生成物質的名稱化學反應的文字表達式硫磺紅磷鋁箔5以下對氧氣性質的描述，錯誤的是（ ）A通常情況下，氧氣是一種無色無味的氣體 B氧氣極易溶于水C氧氣在低溫高壓時能變為液體或固體 D氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體6氧氣的性質中，屬于化學性質的是（ ）A密度比空氣大 B能支持燃燒 C不易溶于水 D無色無味7能夠使帶火星的木條復燃的氣體是（ ）A氧氣 B空氣 C二氧化碳 D水蒸氣8下列物質在盛有氧氣的集氣瓶中反應，集氣瓶底要預先留少量水或鋪一層細沙的是（ ）A木炭B紅磷 C鋁箔 D硫磺9下列變化中，屬于化學變化的是（ ）A氧氣在一定條件下變為淡藍色液體 B汽油揮發 C氣體受熱體積膨脹 D鋁箔燃燒10下列變化中，不屬于化學變化的是（ ）A鋼鐵生銹 B食物腐爛 C冰雪融化 D白磷自燃11下列性質中，屬于化學性質的是（ ）A.顏色 B沸點 C.硬度 D可燃性 課題3 制取氧氣復習要求1、初步學會在實驗室制取和收集氧氣2、能識別分解反應3、知道催化劑的重要作用考點一、工業制法（分離液態空氣法）空 氣降溫加壓液態空氣蒸發液態氧氮氣沸點低（196），先蒸發出來裝入天藍色鋼瓶中沸點較高（183）原理：利用液態氧和液態氮的沸點不同。物理變化（蒸餾）（1）具體過程（2）注意：該過程是物理變化考點二、氧氣的實驗室制法（化學變化）1、雙氧水（過氧化氫）制取氧氣A、藥品：過氧化氫（H2O2）和二氧化錳（黑色粉末 MnO2）B實驗原理：表達式：過氧化氫（H2O2） MnO2 水（H2O） + 氧氣（O2）化學方程式： 2H2O2 MnO2 2H2O+ O2 注：MnO2在該反應中是催化劑，起催化作用C、裝置： 固體與液體反應，不需加熱（雙氧水的為一類）注意事項：、分液漏斗可以用長頸漏斗代替，但其下端應該伸入液面以下，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出；、導管只需略微伸入試管塞、氣密性檢查：用止水夾關閉，打開分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持續下降，就說明氣密性良好。、裝藥品時，先裝固體后裝液體、該裝置的優點：可以控制反應的開始與結束，可以隨時添加液體。D、步驟：連、查、裝（二氧化錳）、定、倒（過氧化氫溶液）、收2、用高錳酸鉀、氯酸鉀制取氧氣A、藥品：、高錳酸鉀（暗紫色固體）、氯酸鉀（白色固體）與二氧化錳（黑色粉末）B、原理： 加熱氯酸鉀（有少量的二氧化錳）：表達式：氯酸鉀（KClO3）MnO2氯化鉀（KCl） + 氧氣（O2）方程式：2KClO3 2KCl + 3O2 注意：MnO2在該反應中是催化劑，起催化作用加熱高錳酸鉀：表達式：高錳酸鉀（KMnO4）錳酸鉀（K2MnO4）+ 二氧化錳（MnO2）+ 氧氣（O2）方程式：2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2C、裝置：加熱固體制氣體（加熱氯酸鉀的為一類）D、操作步驟：（連）查、裝、定、點、收、離、熄。 連接裝置：先下后上，從左到右的順序。 檢查裝置的氣密性 ：將導管的一端浸入水槽中，用手緊握試管外壁，若水中導管口有氣泡冒出，證明裝置不漏氣。松開手后，導管口出現一段水柱。 裝入藥品：按粉末狀固體取用的方法（藥匙或紙槽）固定裝置 ：固定試管時，試管口應略向下傾斜；鐵夾應夾在試管的中上部加熱藥品：先使試管均勻受熱，后在反應物部位用酒精燈外焰由前向后加熱。收集氣體：a、若用排水集氣法收集氣體，當氣泡均勻冒出時再收集，剛排出的是空氣；水排完后，應用玻璃片蓋住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空氣大)（防止氣體逸出）b、用向上排空法。收集時導管應伸入集氣瓶底部（為了排盡瓶內空氣） 用排水法收集時，導管放在集氣瓶口先將導管移出水面 再停止加熱E、易錯事項：a). 試管口要略微向下傾斜：防止生成的水回流,使試管底部破裂。藥品應平鋪在試管底部b). 導氣管伸入發生裝置內要稍露出橡皮塞：有利于產生的氣體排出。c). 用高錳酸鉀制取氧氣時，試管口塞一團棉花：防止高錳酸鉀粉末進入導氣管，污染制取的氣體和水槽中的水。d). 排氣法收集氣體時，導氣管要伸入接近集氣瓶底部：有利于集氣瓶內空氣排出，使收集的氣體更純。e). 實驗結束后，先將導氣管移出水面,然后熄滅酒精燈：防止水槽中的水倒流，炸裂試管。F、收集方法： 排水法（不易溶于水） 向上排空法（密度比空氣大）G、檢驗、驗滿檢驗：用帶火星的木條伸入集氣瓶內，發現木條復燃，說明是氧氣；驗滿：用帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，證明已滿。考點三、催化劑：1、 概念：在化學反應中能改變其他物質的反應速率（加快或變慢），但本身的化學性質和質量在反應前后沒有發生變化的物質。2、 特點：兩不變（質量、化學性質）、一改變（反應速率）注意：催化劑不能改變生成物的質量，不能決定反應的進行催化劑不是反應物、又不是生成物催化劑僅針對某一反應，并不是所有反應的催化劑某一反應的催化劑可能不只一種3、二氧化錳在一些反應中不只作催化劑，催化劑不一定就只有二氧化錳。(在過氧化氫溶液制取氧氣中，催化劑可以用硫酸銅溶液、氧化鐵、氧化銅、紅磚粉末)。在氯酸鉀制取氧氣中，二氧化錳的質量和化學性質不變，但質量分數變大。考點四、分解反應：1、概念：由一種物質反應生成兩種及以上物質的反應2、特點：一變多 1演示實驗的改進在加熱過氧化氫（雙氧水）的實驗中，由于5過氧化氫溶液加熱時，有大量的水蒸氣和少量的氧氣共同逸出，帶火星的木條比較難復燃。所以該實驗可以改用以下兩種方案進行：試管口加1個帶有干燥管的裝置。在5過氧化氫溶液中滴加1滴氫氧化鈉溶液。 在用二氧化錳做催化劑分解過氧化氫的實驗中，只須加綠豆體積大的MnO2粉未，不要像書中圖示那樣多，否則反應會很劇烈，難以控制。2生在做實驗前，先組織學生討論、示范演示等活動，使學生知道基本操作的原理，然后組織學生進行探究實驗。3用歸納的方法幫助學生形成催化劑的概念。用比較的方法幫助學生形成分解反應課題1 空氣一. 空氣是一種天然資源,混合均勻,相對穩定1空氣的主要成分和組成(按體積比)：空氣成分氮氣氧氣稀有氣體二氧化碳其他氣體和雜質體積分數0.94%0.03%2氧氣、氮氣、稀有氣體的用途。氧氣動植物呼吸醫療急救金屬切割煉鋼宇宙航行等氮氣超導實驗車化工原料作保護氣食品充氮作防腐劑等稀有氣體作保護氣制多種用途的電光源激光技術液氦冷凍機等3.空氣的組成測定中的化學反應方程式:二.空氣保護:4空氣的污染及防治。(1)空氣的污染源：有害氣體( 、 、 )和煙塵(粉塵和灰塵)。(2)危害：嚴重損害人體的健康，影響作物的生長，破壞生態平衡；導致全球氣候變暖、臭氧層破壞和酸雨等。(3)防治措施：加強大氣質量監測；改善環境狀況；使用清潔能源；積極植樹、造林、種草等。三純凈物混合物5.純凈物是由一種物質組成的，如氧氣( ),氫氣( ),氮氣( ),氯化鈉( )等。6.混合物是由兩種或多種物質混合而成的，這些物質之間沒有發生反應，各自保持著原來的性質。如空氣中的氮氣和氧氣。7.怎樣區分純凈物和混合物: 混合物:至少含有兩種純凈物,每一種純凈物有自己的化學式，因此混合物一般不能用一個化學式表示。如鹽水（由食鹽（ ）和水（ ）兩種純凈物溶解混合而成，空氣（由氮氣（ ）、氧氣（ ）、二氧化碳（ ）、稀有氣體等多種物質組成。 純凈物：只含有一種固定的物質，有自己的一種化學式。如碳酸鈣（ ）、硫酸鈉（ ）、高錳酸鉀（ ）、氯氣（ ）、氮氣（ ）等。四物理性質是指物質不需要發生化學反應就能表現出來的性質，如顏色、狀態、氣味、熔點、沸點、硬度、密度、溶解性等。課時2 氧氣1氧氣的物理性質。通常狀況下是無色、無味的氣體， 溶于水，密度比空氣略 。2氧氣的化學性質。氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，在一定條件下可與許多物質發生化學反應，同時放出熱量。氧氣具有氧化性，是一種常見的氧化劑。氧氣具有助燃性，能支持燃燒。寫出你所知有氧氣參加的化學反應方程式：3物質的變化物理變化和化學變化。物理變化化學變化概念沒有生成其他物質的變化生成其他物質的變化伴隨現象物質的形狀、狀態等發生變化常伴隨有放熱、發光、變色，放出氣體、生成沉淀等本質區別變化時是否有其他物質生成實例石蠟熔化、水結成冰、汽油揮發煤燃燒、鐵生銹、食物腐敗相互關系物質在發生化學變化的過程中一定伴隨物理變化，如石蠟燃燒時先發生石蠟熔化現象4物質的性質物理性質和化學性質。物理性質化學性質概念物質不需要發生化學變化就能表現出來的性質物質在化學變化中表現出來的性質實質物質的微粒組成結構不變所呈現出的性質。物質的微粒組成結構改變時所呈現出的性質。實例顏色、狀態、氣味、熔點、沸點、硬度、密度、溶解性、揮發性、吸附性、導電性、導熱性