專題01空氣和氧氣一、空氣的成分和用途二、空氣中氧氣含量的測定三、空氣的污染及防治四、氧氣的性質五、催化劑及催化作用空氣的成分和用途本考點常在選擇題或填空題中以新信息或圖片形成命題，考查的知識點有:①空氣中氮氣、氧氣所占的體積分數；②空氣中各成分的性質及用途等。1、法國化學家拉瓦錫用氧化汞研究空氣成分，得出結論：空氣由氧氣和氮氣組成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5，這個實驗的不足之處是反應時間太長且汞有毒會污染空氣。2、空氣的成分及其用途空氣的成分體積分數用途主要成分氮氣78%常用作保護氣（焊接金屬的保護氣、燈泡中充氮氣以延長使用壽命、食品包裝中充氮氣以防腐——化學性質不活潑；制化肥和硝酸——含氮元素醫療上可在液氮冷凍麻醉條件下做手術，超導材料在液氮的低溫環境下能顯示超導性能（氮氣可用于磁懸浮列車）氧氣21%動植物呼吸、潛水、登山、醫療急救等——供給呼吸；煉鋼、氣焊、航空航天、化工生產等——助燃性稀有氣體0.94%通電時能發出不同顏色的光可制成電光源（霓虹燈、閃光燈、航標燈）；可用作保護氣（其中氦還因為密度遠小于空氣而用于飛艇）——化學性質不活潑；二氧化碳0.03%光合作用的原料、滅火、人工降雨（固體二氧化碳）其他氣體（如水蒸氣）和雜質0.03%【典例精講】1．空氣是人類生產活動的重要資源。下列有關空氣成分的說法錯誤的是（）A.氧氣可以支持可燃物燃燒B.氮氣不與任何物質發生化學反應C.二氧化碳在蔬菜大棚中作氣體肥料D.稀有氣體可制成多種用途的電光源【答案】B【解析】A、氧氣具有助燃性，可以支持可燃物燃燒，選項正確，不符合題意；B、氮氣化學性質不活潑，通常情況下與大多數物質不發生化學反應，但不是不與任何物質發生化學反應，如氮氣和鎂在點燃的條件下可以生成氮化鎂，選項錯誤，符合題意；C、植物光合作用過程中，可以將二氧化碳和水轉化氧氣和有機物，故二氧化碳可以在蔬菜大棚中作氣體肥料，選項正確，不符合題意；D、稀有氣體在通電的條件下可以發出不同顏色的光，故稀有氣體可以制成多種用途的電光源，選項正確，不符合題意；故選B。2.【2023天津真題】下列有關空氣的說法正確的是（）A.空氣是由空氣分子組成的B.空氣中氧氣的體積分數最大C.空氣中氧氣的化學性質不活潑D.空氣中氮氣、氧氣等分子均勻地混合在一起【答案】D【解析】A、空氣是由氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳等多種物質組成的，說法錯誤；B、空氣中氮氣的體積分數最大，說法錯誤；C、空氣中的氧氣在一定條件下能與許多物質發生反應，化學性質比較活潑，說法錯誤；D、空氣中氮氣、氧氣等分子各自保持自己的性質，均勻地混合在一起，說法正確。故選D。3.（2023?永州模擬）“天宮課堂”中，航天員在水球光學實驗中打入的“人造空氣”與我們身邊的空氣成分含量基本相同，“人造空氣”不可能含有的成分是（）A．氮氣 B．氧氣 C．氫氣 D．二氧化碳【答案】C【解析】空氣中含有氮氣、氧氣、稀有氣體、二氧化碳、等多種成分，但不含氫氣。由題干信息可知，“人造空氣”與我們身邊的空氣成分含量基本相同，所以“人造空氣”不可能含有的成分是氫氣。故選：C。[方法指導]解答此類問題首先要掌握空氣的組成及按體積分數計算各成分的含量，如氮氣78%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質0.03%；其次要知道氮氣、氧氣、稀有氣體和二氧化碳等氣體的性質及其對應的用途。空氣中氧氣含量的測定本考點主要考查實驗的現象、錯誤操作的分析、實驗的改進等，通常以文字敘述和圖示相結合的形式出現在選擇題中。（1）實驗原理：物質在密閉容器中與空氣中的氧氣發生反應,使密閉容器中壓強減小,水被壓入容器,進入容器中水的體積約等于消耗密閉容器內O2的體積。（2）實驗裝置(如圖所示)（3）反應原理:紅磷燃燒的化學方程式為4P+5O22P2O5（4）實驗現象①紅磷燃燒產生大量的白煙,放出熱量；②裝置冷卻至室溫,打開彈簧夾,水沿導管進入集氣瓶中的體積約占集氣瓶中氣體體積的1/5。

（5）實驗結論:空氣中的氧氣約占空氣體積的1/5,該實驗還可以說明氮氣難溶于水,既不支持燃燒也不能燃燒。。

（6）實驗誤差測定結果偏大:①彈簧夾沒有夾緊,紅磷燃燒時集氣瓶內氣體因受熱沿導管逸出;②燃燒匙伸入集氣瓶過慢,使裝置內氣體受熱逸出,導致進入瓶中的水體積偏大。測定結果偏小:①紅磷量過少,氧氣不能耗盡;②裝置漏氣,使裝置外的空氣進入;③沒有冷卻到室溫就打開彈簧夾,裝置內氣體溫度偏高,壓強偏大,導致進入瓶中的水體積偏小;④燃燒過程中當氧氣體積分數小于一定量時,紅磷無法繼續燃燒。藥品的選擇——紅磷替代品藥品能否代替紅磷原因滿足的條件鐵絲不能鐵絲在空氣中不能燃燒只能與空氣中的氧氣反應，且生成物不能為氣體（或者氣體易溶于水）鎂條不能與氧氣、二氧化碳、氮氣均能發生反應木炭不能不能形成氣壓差硫磺能生成的二氧化硫能用氫氧化鈉溶液吸收實驗裝置的改進與原來的實驗裝置相比,圖示裝置的優點是實驗結果更精確;有利于環境保護?！镜淅v】4.（2023?漳州模擬）利用紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗中，用傳感器記錄集氣瓶中壓強、溫度隨時間變化如圖所示。下列對實驗記錄的分析不正確的是（）A．b點壓強最大，說明紅磷燃燒結束 B．a→b段壓強增大是因為紅磷燃燒放熱 C．t1—t2時段，壓強降低的主要原因是氧氣大量被消耗 D．若在t3前打開止水夾，則測定的氧氣體積分數偏小【答案】A【解析】A、紅磷燃燒放熱，溫度升高，隨著反應的進行，氧氣被消耗，壓強逐漸減小，至t2時，放出的熱量最多；b點壓強最大，不能說明紅磷燃燒結束，故選項說法錯誤。B、a→b段壓強增大是因為紅磷燃燒放熱，故選項說法正確。C、t1—t2時段，壓強降低的主要原因是氧氣大量被消耗，故選項說法正確。D、若在t3前打開止水夾，此時剩余的氣體在受熱狀態下，處于膨脹狀態，占據了部分水的體積，則測定的氧氣體積分數偏小，故選項說法正確。故選：A。5．（2023?昌邑市校級一模）用如圖裝置測定空氣中氧氣的含量，下列關于該實驗的說法錯誤的是（）A．實驗時白磷量不足會導致測定結果偏小 B．實驗結束后1中液面上升，2中液面下降 C．用木炭代替白磷實驗，也能得到相同的結論 D．引燃白磷利用了金屬導熱性【答案】C【解析】A、實驗時白磷量不足會導致氧氣未完全消耗，從而導致測定結果偏小，故選項說法正確。B、實驗結束后1中氧氣被消耗，壓強減小，液面上升，2中液面下降，故選項說法正確。C、木炭在空氣中燃燒生成二氧化碳氣體，雖除去氧氣，但增加了新的氣體，沒有形成壓強差，不能用來測定空氣中氧氣含量，不能得到相同的結論，故選項說法錯誤。D、通過加熱粗銅絲使溫度達到白磷的著火點，引燃白磷，利用了銅的導熱性，故選項說法正確。故選：C。6．8．（2023?巴中）如圖是利用壓力傳感器測定空氣中氧氣含量的裝置及壓強變化曲線。（1）紅磷燃燒的化學方程式為。（2）分析圖2，CD段壓強發生變化的原因，?！敬鸢浮浚?）4P+5O22P2O5。（2）氧氣消耗；溫度降低。【解析】（1）紅磷燃燒的化學方程式為4P+5O22P2O5。故答案為：4P+5O22P2O5。（2）圖2，CD段壓強發生變化的原因是氧氣消耗、溫度降低。故答案為：氧氣消耗；溫度降低。[方法指導]在裝有空氣的密閉容器中，用燃燒法測定空氣中氧氣含量時，一般要注意以下幾點:①裝置的氣密性良好；②所用藥品必須是足量；③一定要等冷卻到原溫度后再讀數；④紅磷的替代品（除氧氣的物質）要具備以下條件:本身只能與空氣中氧氣反應；本身的狀態為非氣體；生成的物質為非氣態，若生成物為氣體則水要換成氫氧化鈉溶液?？諝獾奈廴镜脑蚝头乐未胧┍究键c考查內容包括:①空氣污染的來源及危害；②防治空氣污染的措施等。常以選擇題或填空題的形式命題。（1）空氣污染物空氣污染物主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物(粒徑在10微米以下的顆粒物，稱PM10，又稱飄塵)和臭氧等，它們可用來表示空氣污染指數API?！咎貏e提醒】①我國修訂的《環境空氣質量標準》增加了PM2.5濃度監測指標。PM2.5是指大氣中粒徑在2.5微米以下的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。②二氧化碳含量過高會引起溫室效應，但不是空氣污染物。（2）空氣污染的危害：嚴重影響人體健康，影響農作物生長，破壞生態環境，其中全球氣候變暖、臭氧層破壞和酸雨等也都與空氣污染有關。（3）防治空氣污染：加強大氣質量監測，改善環境狀況；減少使用化石燃料，使用清潔能源；積極植樹造林種草；禁止露天焚燒垃圾等?！咎貏e提醒】空氣污染指數越_高___，污染越嚴重?！镜淅v】7.【2023甘肅金昌真題】今年春天，我省大部分地區出現了嚴重的沙塵天氣。沙塵天氣主要的空氣污染物是（）A.二氧化碳 B.稀有氣體 C.氮氣 D.可吸入顆粒物【答案】D【解析】依據空氣質量日報表可知：目前記入大氣主要污染物：二氧化氮、一氧化碳、一氧化氮、可吸入固體顆粒和臭氧；答案：D。8.【2023廣東廣州真題】生機勃勃的地球離不開空氣，下列關于空氣的說法不正確的是（）A.稀有氣體可用于霓虹燈的制作B.CO2是植物光合作用的重要原料C.SO2排放是導致酸雨的原因之一D.PM2.5的含量越高空氣質量越好【答案】D【解析】A、稀有氣體通電可以發出不同顏色的光，可用于霓虹燈的制作，正確；B、光合作用可將二氧化碳和水轉化為有機物和氧氣，二氧化碳是植物光合作用的原料，正確；C、二氧化硫和水、氧氣反應可生成硫酸，隨降水落下形成酸雨，二氧化硫排放是導致酸雨的原因之一，正確；D、PM2.5是空氣污染物，含量越高空氣質量越差，錯誤；故選D。[方法指導]空氣污染物包括有害氣體和煙塵，有害氣體是指SO2、CO、NO2和臭氧等。CO2不屬于有害氣體，不是空氣污染物，但空氣中CO2含量過高會導致溫室效應增強。防治空氣污染的措施：一方面要減少污染物的排放，如減少化石燃料的燃燒，多使用清潔能源等；另一方面要加強污染物的吸收，如植樹造林等。氧氣的性質本考點主要考查的知識點有:①氧氣的性質及其用途的判斷；②物質在氧氣(或空氣)中燃燒現象的描述；③燃燒實驗的操作及注意事項；④物質燃燒的化學方程式等。一般在選擇題中出現，考查難度較低。1.（1）物理性質：無色、無味的氣體，不易溶于水（故可以用排水法收集）；密度比空氣大（故收集的一瓶氧氣，要正放在桌面上）。2.化學性質：（1）物質在空氣和氧氣中燃燒的現象的區別物質（顏色、狀態）反應現象化學方程式在空氣中在氧氣中空氣氧氣木炭（灰黑色固體）紅熱比在空氣中燃燒更旺，發出白光，放出熱量，生成一種無色、無味的氣體，該氣體能使澄清的石灰水變渾濁C+O2點燃CO2硫磺（淡黃色固體）燃燒放熱，發出微弱的淡藍色火焰，生成一種無色、有刺激性氣味的氣體燃燒，發出明亮的藍紫色火焰，放出熱量，生成一種無色、有刺激性氣味的氣體S+O2點燃SO2紅磷（暗紅色固體）放出熱量，生成大量白煙發出白光，放出熱量，生成大量白煙4P+5O2點燃2P2O5鐵（銀白色固體）灼燒至紅熱，離火后變冷，不燃燒劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體不反應3Fe+2O2點燃Fe3O4鋁（銀白色固體）灼燒至紅熱，離火后變冷，表面失去銀白色金屬光澤，生成白色固體劇烈燃燒，發出耀眼的白光，放出大量的熱，生成白色固體4Al+3O2點燃2Al2O3鎂（銀白色固體）劇烈燃燒，發出耀眼的白光，放出大量的熱，生成白色固體在氧氣中比在空氣中燃燒更劇烈2Mg+O2點燃2MgO蠟燭（主要成分是石蠟）燃燒，發出黃色火焰，火焰分層，放出熱量，稍有黑煙，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體燃燒，發出白光，放出熱量，瓶壁上有水霧出現，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體2C22H46+67O2點燃44CO2+46H2O2C28H58+85O2點燃56CO2+58H2O氫氣（氣體）燃燒，發出淡藍色火焰在氧氣中比在空氣中燃燒更劇烈2H2+O2點燃2H2O（2）燃燒實驗中集氣瓶內水的作用①硫燃燒實驗：吸收二氧化硫氣體，防止生成的二氧化硫對空氣造成污染，此時不能用細沙代替水。②鐵絲燃燒實驗：防止高溫熔融物四氧化三鐵炸裂集氣瓶底，此時可以用細沙代替水。③紅磷燃燒實驗：吸收生成的五氧化二磷，防止污染空氣，同時可降低瓶內溫度，此時不能用細沙代替水。（3）描述實驗現象時的用詞區別①注意“煙”與“霧”的區別“煙”是固體小顆粒懸浮于空氣中形成的現象，如紅磷在氧氣中燃燒產生的是“白煙”?！办F”是小液滴懸浮于空氣中形成的現象，如打開盛濃鹽酸的瓶蓋時看到的是“白霧”。②不能把結論當成現象來描述描述實驗現象時，對生成物的描述不能直接說出生成什么物質，只能說生成物的顏色、狀態、氣味或一些特殊的性質等。注意事項①把紅熱的木炭插入盛有氧氣的集氣瓶時，要由瓶口向下緩慢插入，是為了防止因燃燒放熱使集氣瓶中的氧氣逸出，導致瓶中氧氣的含量迅速降低，影響實驗。②鐵絲要繞成螺旋狀，是為了增大受熱面積，有利于鐵絲持續燃燒；鐵絲下端系一根火柴起引燃鐵絲作用；要待火柴快燃盡時再插入瓶中，防止火柴燃燒消耗過多的氧氣，使現象不明顯。【典例精講】9.【2022黑龍江佳木斯】人類的生存離不開氧氣。下列關于氧氣說法錯誤的是（）A．硫在氧氣中燃燒，產生淡藍色火焰 B．保持氧氣化學性質的最小粒子是氧分子 C．氧氣有助燃性，可用于航天 D．氧氣能供給呼吸，與體內的物質反應釋放能量，維持生命活動【答案】A【解答】解：A、硫在氧氣中燃燒，產生藍紫色火焰，故選項說法錯誤。B、氧氣是由氧分子構成的，保持氧氣化學性質的最小粒子是氧分子，故選項說法正確。C、氧氣能支持燃燒，可用于航天，故選項說法正確。D、氧氣能供給呼吸，與體內的物質反應釋放能量，維持生命活動，故選項說法正確。故選：A。10.（2022·揭陽實驗中學一模）下列現象描述不正確的是（）A.硫在空氣中燃燒發出微弱的淡藍色火焰B.鐵在氧氣中燃燒生成一種黑色固體C.紅磷在空氣中燃燒產生大量白霧D.木炭在氧氣中燃燒發出白光【答案】C【詳解】A．硫在空氣中燃燒發出微弱的淡藍色火焰，故選項A描述正確；B．鐵在氧氣中燃燒生成黑色固體，故選項B描述正確；C．紅磷在空氣中燃燒產生大量的白煙，不是白霧，故選項C描述錯誤；D．木炭在氧氣中燃燒發出白光，故選項D描述正確。故選C。11.（2022·廣東江門第二中學一模）下列實驗現象的描述中，不正確的是（）A.紅磷在氧氣中燃燒：產生大量白煙 B.鎂帶在空氣中燃燒：發出耀眼白光，生成白色粉末C.硫在空氣中燃燒：產生明亮的藍紫色火焰 D.鐵絲在氧氣中燃燒：火星四射，生成黑色固體【答案】C【詳解】A、紅磷在氧氣中能夠劇烈地燃燒，放出大量的熱，產生大量白煙，此選項正確；B、鎂帶在空氣中燃燒時發出耀眼白光，生成白色固體粉末，此選項正確；C、硫在空氣中燃燒能夠發出淡藍色火焰，硫在氧氣中燃燒產生明亮的藍紫色火焰，此選項錯誤；D、鐵絲在氧氣中燃燒時火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱，此選項正確。故選C。[方法指導]1.描述現象時不能出現該現象所對應的生成物的名稱，即不能把實驗現象與結論混淆。2.注意區分“白煙”與“白霧”，“光”與“火焰”等?！盁煛睘楣腆w小顆粒，“霧”為液態小液滴；氣體、液體、低沸點固體燃燒產生火焰，高沸點固體燃燒發光，如硫在氧氣中燃燒產生藍紫色火焰，木炭在氧氣中燃燒發白光。催化劑及催化作用此知識點一般考查對催化劑及催化作用的概念的理解，以及對催化劑種類的選擇。常以選擇題或實驗探究題的形式展現，在實驗探究中常采用對比或控制變量的方法對催化劑進行探究。1．概念在化學反應里能改變其他物質的反應速率，而本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有發生變化的物質叫做催化劑(又叫觸媒)。2．特點（1）催化劑只能改變反應速率，可增大反應速率，也可減緩反應速率，不能改變生成物的質量。（2）催化劑的質量、化學性質在化學反應前后不變。3．催化作用催化劑在化學反應中所起的作用叫做催化作用。4.探究某物質是否為某反應的催化劑實驗的設計思路：（1）改變反應速率：設計對比實驗，觀察加入該物質前后化學反應速率是否改變。（2）反應前后質量不變：稱量該物質在反應前后的質量是否發生變化。（3）化學性質不變：一般進行重復實驗，觀察重新加入反應物的現象和原來的現象是否相同。易錯提醒（1）“一變兩不變”：“一變”是指改變其他物質的反應速率，包括加快和減慢，不能只理解為加快；“兩不變”是指催化劑本身的質量和化學性質在反應前后不發生改變。（2）催化劑只能改變化學反應速率，不影響反應能否進行以及反應后生成物的質量。（3）同一個化學反應，可能有不同的催化劑。【典例精講】12.（2023?北京二模）下列關于催化劑的說法正確的是（）A．一種催化劑只能催化一個化學反應 B．催化劑在化學反應前后質量和性質都不變 C．催化劑能加快化學反應速率，也能減慢化學反應速率 D．如果沒有二氧化錳作催化劑，雙氧水不會分解【答案】C【分析】在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發生變化的物質叫做催化劑（又叫觸媒），催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學反應速率，二不變是指質量和化學性質在化學反應前后保持不變，催化劑只能改變化學反應速率，對生成物的質量無影響?！窘馕觥緼、一種催化劑可以催化多個化學反應，如二氧化錳在過氧化氫和氯酸鉀制取氧氣的實驗中都可以做催化劑，故A錯誤；B、催化劑在化學反應前后質量和化學性質都不變，故B錯誤；C、催化劑能夠改變化學反應速率，既可加快反應速率，也可以減慢反應速率，故C正確；D、不使用催化劑物質也能發生化學反應，雙氧水也能緩慢分解放出氧氣，故D錯誤。故選：C。.（2023?泰山區校級一模）下列關于催化劑的說法中，正確的是（）A．化學反應前后，催化劑的質量和性質都不改變 B．同一個反應不能有不同的催化劑 C．在過氧化氫分解過程中加入二氧化錳可以加快反應（二氧化錳無變化），所以二氧化錳是此反應的催化劑 D．催化劑一定加快物質的化學反應的速率【答案】C【分析】在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發生變化的物質叫做催化劑（又叫觸媒）。催化劑的特點可以概括為“一變二不變”，一變是能夠改變化學反應速率，二不變是指質量和化學性質在化學反應前后保持不變?！窘馕觥緼、催化劑能改變化學反應速率，而本身的質量和化學性質不變