主讲：黄冈中学高级教师付军

同步教学

一、一周内容概述

　　本周我们学习了第二单元的空气和氧气，了解了空气的成分，掌握了混合物、纯净物等有关知识，另外对物质的性质变化、氧气的物理性质、化学性质也进行了深入的掌握，最后关于空气污染及污染防治的知识我们也有一定的了解。

二、重点知识归纳及讲解

（一）空气的成分　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

空气成分示意图（体积分数）

　按体积分数计算，大约是：氮气占 78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他气体和杂质占0.03%。

拉瓦锡通过实验得出了空气由氮气和氧气组成的结论，其中氧气约占空气总体积的 1/5。

　1、空气中氧气体积分数的测定

　　该实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷白色固体，同时容器内压强减小，可以通过容器内水面的上升高度来确定空气中氧气的体积分数。

　2、实验的注意事项

　①药品不能选用炭、硫、铁等物质。因为炭、硫燃烧后有气体生成，容器内压强变化不大，烧杯中的水不能进入；铁在空气中不能燃烧。

　②红磷要足量，避免容器内有氧气剩余。

　③装置的气密性要良好，避免因装置气密性不严进入空气而影响测定结果。

（二）混合物　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　混合物是由两种或多种物质混合而成的。这些物质相互间没有发生化学反应，混合物中各纯净物保持着各自的性质。例如，空气是由氮气、氧气等多种物质组成的混合物，但氮气或氧气仍保持着各自的性质。

（三）纯净物　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　纯净物是由一种物质组成的。例如：氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等都是纯净物。

　洁净的物质不等于纯净物，如净化后的自来水仍是混合物，洁净的空气也是混合物，它是由氮气、氧气等多种气体组成的。

（四）氮气　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　氮气是一种无色、无味的气体，它的熔点和沸点都很低。

　　氮气是制硝酸和化肥的重要原料；氮气的化学性质很不活泼，是一种常用的保护气，如焊接金属时用氮气作保护气，灯泡中充入氮气以延长使用寿命，食品包装时充氮气以防腐；医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；超导材料在液氮的低温环境下显示超导性能。

（五）稀有气　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　稀有气体是氦气、氖气、氩气、氪气、氙气这几种气体的总称，它们都是无色、无味的气体，性质很不活泼，曾叫做惰性气体。

　　由于稀有气体的性质很不活泼，常用作保护气，如焊接金属时用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充入稀有气体以使灯泡耐用。由于稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源，如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等，还可用于激光技术等。

（六）保护空气　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　空气是一种宝贵的自然资源，洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，如全球气候变暖、臭氧层被破坏和形成酸雨等。

　1、污染物

　排放到空气中的粉尘和有害气体（二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳）。

　2、污染防治的方法

　加强环保意识，使用低污染、节能型燃料替代强污染材料，积极植树、造林、种草等。

　3、环境污染

　①温室效应导致全球温度升高，产生温室效应的主要气体有二氧化碳、甲烷等。

　②酸雨导致土壤、河流的酸性增强，产生酸雨的主要气体有二氧化硫、二氧化氮等。

　③臭氧层被破坏导致紫外线辐射增强，使人易患皮肤癌，破坏臭氧层的主要物质有氟利昂、 CCI4等。

　④焚烧垃圾会产生许多有害气体，污染空气，所以对假冒香烟、光盘子等进行辗碎后再加利用的绿色销毁方式。

　　　⑤白色污染主要指白色塑料袋、方便饭盒的随意丢弃。

（七）化学常识　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　1、物理性质

　　物理性质是指颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等不需发生化学变化就能表现出的性质。例如，氮气是一种无色、无味的气体，其熔点和沸点都很低。

　2、化学性质

　　物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质，如可燃性、稳定性、还原性、氧化性等都属于化学性质。

　　化学性质需要发生化学变化才能表现出来，如氢气具有可燃性，此性质只有在氢气燃烧这一化学反应中才能表现出来，因此是化学性质；而物理性质则是可以被感知和能测量的物理量。

　3、化学变化

　　变化时生成了其他的物质的变化则叫化学变化，也叫化学反应。例如，木柴的燃烧、钢铁生锈都生成了新物质，都是化学变化。

　　在化学变化过程中除生成其他物质外，还伴随发生一些现象，如放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等，这些现象常常可以帮助我们判断有没有化学变化发生，但并不是变化的本质。

　4、物理变化

　　　　没有其他物质生成的变化叫做物理变化。例如，液态水受热气化成水蒸气是物理变化。

　　物理变化与化学变化的本质区别在于是否有其他物质生成。例如，硫燃烧生成二氧化硫是化学变化，电灯通电发光时没有其他物质生成是物理变化。

　　物理变化与化学变化又有联系，在发生化学变化的过程中同时发生物理变化，但在物理变化的过程中不一定发生化学变化。

（1）不要把化学变化的现象当成判断物理变化和化学变化的依据。

（2）物质的变化和物质的性质的区别

　　物质的变化，无论是物理变化还是化学变化，均指一个动态的过程，而物质的性质，无论是物理性质还是化学性质，均指物质特有的属性。

　5、氧气的物理性质

　　在通常状况下，氧气是无色、无味的气体，不易溶于水，在标准状况下，氧气的密度是1.429g/L，比空气的略大，在压强为101kPa时，氧气在约-183℃时变为淡蓝色液体，在约-218℃时变成雪花状的淡蓝色固体。

　6、氧气的化学性质

　　氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在常温下一般不与其他物质发生燃烧，在点燃或加热条件下能与许多物质发生反应，放出热量，物质与氧气反应现象的比较见下表。

三、难点知识剖析

（一）“光”、“焰”、“雾”和“烟”的用法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　固体物质燃烧时发光，如镁在空气中燃烧时发出耀眼的强光；气体物质燃烧产生火焰，如一氧化碳在空气中燃烧，产生蓝色火焰；大量小液滴分散在气体中产生雾，如氯化氢气体在空气中与水蒸气结合形成盐酸小液滴，分散在空气中而产生酸雾；大量固体小颗粒分散在气体中产生烟，如五氧化二磷小颗粒分散在空气中形成白烟。

（二）氧气的用途　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　氧气的性质决定了氧气的用途，氧气的重要用途是供给呼吸和支持燃烧，氧气还可以用于气焊、气割、作液氧炸药、火箭推动剂等。

　　做铁丝或铝箔在氧气中燃烧的实验时，要注意以下问题：

　1、铁丝要光亮，因为铁丝表面通常有一层铁锈，不利于燃烧。

　2、铁丝绕成螺旋状，这样可以增大铁丝与氧气的接触面，有利于铁丝在燃烧时温度集中，使反应顺利进行。

　3、铁丝的一端系上一根火柴，这样会给铁丝预热，便于铁丝燃烧。

　4、待火柴即将燃尽时再将铁丝伸入集气瓶中，这样可避免火柴消耗氧气而影响实验结果。

　5、要预先在集气瓶的底部放少量的水或细沙，以防生成的融熔物炸裂集气瓶的底部。

　结论：氧气能支持燃烧，氧气具有氧化性，是一种常见的氧化剂。

　氧气的助燃性和能供给呼吸实际上也是氧气的氧化性；氧气具有助燃性，而不具有可燃性。

（三）化合反应　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　化合反应是指由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，形如A＋B→C。

四、典型例题

　例1、（2004年，淄博市）含有硫的煤在火炉中不完全燃烧时，排放出的下列气体组合中都属于大气污染气体的是（）

　A．SO2、CO2　　　　B．CO2、CO、SO2　　　　C．CO、CO2　　　　D．CO、SO2

　答案：D

　解析：煤的主要成分是碳，另外还含有少量硫等杂质。煤不完全燃烧，除产生CO2、SO2等气体外，还产生一定量的CO。SO2、CO是有毒气体，排放到空气中会污染大气。若选B，则是错解题意，CO2过量排放虽对空气质量有影响，但它不是空气污染物。

　例 2、（2004年，辽宁大连）下列物质排放到空气中，不会造成空气污染的是（）

　A．汽车排放的尾气　　　　　　　B．焚烧垃圾产生的气体

　C．化工厂排放的废气　　　　　　D．动植物呼吸排出的气体

　答案：D

　解析：污染空气的主要是有害气体（CO、NO2、SO2等）和可吸入颗粒，产生原因是汽车尾气、工厂废气的排放及含硫煤、垃圾等物质的燃烧。而动植物呼吸排出的气体可参与大气循环，并不污染空气。

　例 3、下列有关实验现象的描述，不符合事实的是（　）

　A．蜡烛在氧气里燃烧发出白光

　B．红磷在空气中燃烧产生大量的白烟

　C．镁带在空气中燃烧发出耀眼白光

　D．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰

　答案：D

　解析：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。

　例 4、有两瓶无色气体，它们分别是二氧化碳和氧气，有多种方法可将它们区别开来。请你模仿示例要求，列举两种鉴别方法。

　示例：用带火星的木条分别插入瓶口下，复燃的是氧气，熄灭的是二氧化碳。

　方法 1：_________________________________。

　方法 2：_________________________________。

　答案：
　 方法 1：分别放入少量澄清石灰水，振荡，有浑浊产生的是CO2，无明显现象的是O2。

　方法 2：用细线系小动物投入瓶中，窒息而死的是CO2，安然无恙的是O2。

　解析：氧气的特性是能供人和动物的呼吸不能使澄清石灰水变浑浊，而CO2不能供人和动物的呼吸，却能使澄清石灰水变浑浊。

　例 5、下图是测定空气中氧气含量的实验装置，请根据实验回答问题：

　（1）先用弹簧夹夹住乳胶管，将燃着的红磷立即伸入盛有少量水的集气瓶中，并把塞子塞紧,可观察到的实验现象是什么?待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,又可观察到什么现象?

　（2）燃烧结束后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气。由本实验可推知氮气的物理性质和化学性质是什么？

　答案：
　 （1）红磷继续燃烧并产生大量白烟，烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶内水面上升，约占空气体积的1/5。

　（2）物理性质：无色、不易溶于水 化学性质：氮气不与红磷反应（或氮气不支持燃烧）

　解析：物理性质是物质不需要发生化学反应就能表现出来的性质，如物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等，而化学性质是在化学反应中表现出来的性质。