資源簡介

第1節 空氣與氧氣
一、空氣的成分
（一）空氣組成成分的探究
(1)探究空氣中是否含有二氧化碳
①試劑:澄清石灰水。
②實驗裝置:如圖所示。
③實驗過程:用大針筒把空氣壓入澄清石灰水中。
④實驗現象:澄清石灰水變渾濁，但變渾濁的速度較慢。
⑤結論:空氣中含有二氧化碳但含量較少。
(2)探究空氣中是否含有氧氣
①實驗用品:小木條。
②實驗過程:取一瓶空氣和一瓶氧氣，將一根燃著的小木條先后插入兩個集氣瓶中。
③實驗現象:燃著的小木條在空氣中繼續安靜地燃燒，在氧氣中燃燒更旺。
④結論:空氣中含有氧氣，空氣中氧氣的濃度較低。
(3)探究空氣中是否含有水蒸氣
①試劑:無水硫酸銅粉末。
②實驗過程:取一燒杯，里面裝上冰塊，燒杯上放一個裝有無水硫酸銅粉末的表面皿。
③實驗現象:白色的無水硫酸銅粉末變成藍色。
④結論:空氣中含有水蒸氣。
燒杯中冰塊的作用是使無水硫酸銅的溫度低于空氣溫度，從而使空氣中的水分遇冷在硫酸銅表面液化，進而使無水硫酸銅變藍。
（二）空氣的組成成分
成分 體積分數
氮氣 78%
氧氣 21%
其他 1%
（三）空氣中氧氣含量的測定
(1)測定原理
在一個密閉容器中，用一種足量的易燃物質(如紅磷或白磷)與容器中的氧氣反應，生成一種固體，使密閉容器內壓強減小。在大氣壓的作用下，水被壓入密團容器中，被壓入的水的體積，即為空氣中氧氣的體積。
(2)實驗裝置
(3)實驗步驟(易燃物質以紅磷為例，下同)
①先在集氣瓶內加入少量水，將集氣瓶內水面上的容積分成五等份并做上記號。
②連接裝置，并檢查裝置的氣密性。
③用止水夾夾緊橡皮管，點燃紅磷，迅速伸入集氣瓶內，塞緊橡皮塞。
④待紅磷熄滅并冷卻至室溫后，振蕩集氣瓶，打開止水夾。
(4)實驗現象
紅磷劇烈燃燒，放出大量的熱，有大量白煙產生；待集氣瓶冷卻后，打開止水夾，水經導管進入集氣瓶，消耗的氣體跟剩下的氣體的體積比約為1:4。
(5)實驗結論
空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5。
(6)反應的文字表達式
磷+氧氣 點燃 五氧化二磷
(7)實驗注意事項
①在實驗前，導管應預先注滿水，否則在燃燒完畢，裝置冷卻后打開止水夾時，進入的水會有一部分留在導管中，使得進入集氣瓶內水的體積減少，導致測量結果偏小。
②實驗過程中要確保裝置的氣密性良好。如果氣密性不好，當集氣瓶內氧氣耗盡時，瓶內壓強減小，瓶外空氣會進入集氣瓶內，導致進入水的體積減少，測得氧氣的體積分數偏小。
③實驗過程中紅磷應過量，燃燒時才能完全消耗掉瓶內空氣中的氧氣。如果紅磷的量不足，則不能把集氣瓶內空氣中的氧氣完全反應掉，導致測得空氣中氧氣的體積分數偏小。
④實驗結束后 ，待裝置冷卻至室溫后才能打開止水夾，否則會因為集氣瓶內氣體溫度較高，氣體壓強較大，從燒杯進入集氣瓶中的水的體積減少，導致測量結果偏小。
⑤可用來反應的物質必須是易與氧氣反應而不與空氣中其他氣體反應，且沒有氣體生成的物質。不能采用硫、木炭、鐵絲等物質代替紅磷完成空氣中氧氣含量測定的實驗。硫和木炭燃燒后的生成物分別為二氧化硫和二氧化碳，均為氣體，這些氣體的體積會彌補反應所消耗的氧氣的體積，導致測量結果不準確；而鐵絲在空氣中難以燃燒，瓶內空氣的體積幾乎不會變化，因而集氣瓶內的水面幾乎不上升。
【能力拓展】
①綠色植物的光合作用吸收二氧化碳、放出氧氣，燃料的燃燒、動植物的呼吸作用均消耗氧氣、放出二氧化碳，這一系列的活動保證了空氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩定。空氣成分含量是按體積計算的，而且是個粗略值。
②空氣是混合物，相對恒定的成分是氮氣、氧氣以及稀有氣體，可變成分是二氧化碳和水蒸氣，空氣的不定成分完全因地因時而異，如雨天空氣中水蒸氣含量變大。另外空氣中還含有極微量的氫氣、臭氧、氮的氧化物、甲烷等氣體，灰塵是空氣中的懸浮雜質，或多或少存在于空氣中。
③對空氣成分的研究作出重大貢獻的科學家有拉瓦錫(得出了空氣是由氮氣和氧氣組成的，氧氣約占空氣體積的的結論)、舍勒和拉姆塞(發現稀有氣體)。
實驗結果 原因分析
測得氧氣減少的體積小于1/5 導管內未事先注滿水
裝置漏氣
紅磷量不足
未冷卻至室溫就打開止水夾
紅磷中含有燃燒時產生不溶于水的氣體雜質
測得氧氣減少的體積大于1/5 點燃紅磷后，塞緊瓶塞太慢
實驗開始時，沒有夾成沒夾緊止水夾
改進教材實驗的弱點，使實驗結果更精確，使實驗更環保：
如這些裝置，圖①可以通過凸透鏡聚光點燃集氣瓶內的白磷，避免空氣污染；圖②～⑥都是在裝置內點燃紅磷或白磷，且容器有精確的刻度，能更精確測得空氣中氧氣的體積。(注：圖⑥中，金屬梯由不活潑金屬絲制成，在凸起的部分放上小塊白磷，依靠凸透鏡聚光加熱使得白磷從下到上依次燃燒，該方法相對大塊白磷的優點是緩慢燃燒，能充分消耗試管內的氧氣)
二、空氣的利用
空氣是一種重要的天然資源，在生產和生活中有著廣泛的用途。
（一）氧氣
(1)性質:通常情況下，氧氣是一種無色、無味、性質較活潑的氣體，不易溶于水。
(2)用途
①供給呼吸。常用于醫療、潛水、登山等方面。
②支持燃燒(助燃)。常用于富氧煉鋼、焊接與切割金屬、液氧炸藥等方面。。
（二）氮氣
(1)性質:通常情況下，氮氣是無色、無味、性質較不活潑的氣體，難溶于水；不支持燃燒，也不能供給呼吸。
(2)用途
①做保護氣。燈泡中充氮氣可延長使用壽命。
②做食品保鮮劑。食品包裝時充氮氣可以防腐、保鮮。
③做制造化肥、炸藥的重要原料。
④做冷凍劑。由于液氮在汽化時吸收大量的熱，因此，液氮可以做冷凍劑，醫療上常用液氮冷凍麻醉或冷藏入體細胞組織等。
（三）稀有氣體
(1)稀有氣體是氦、氖、氬、氪、氙等氣體的總稱，是混合物。
(2)性質:無色、無味的氣體，難溶于水，化學性質不活潑。
(3)用途:常用作保護氣；做電光源(因為稀有氣體通電能發出不同顏色的光)；用于激光技術；制造低溫環境(氦氣)；用于醫療麻醉(氙氣)等。
【能力拓展】
過去人們認為稀有氣體不與其他任何物質發生化學反應，把它們叫做情性氣體，但是隨著科學技術的發展，已經發現有些稀有氣體在一定條件下也能與某些物質發生化學反應，生成其他物質。
三、氧氣的性質
（一）氧氣的物理性質
(1)顏色和氣味:通常狀況下為無色、無味的氣體。
(2)密度:比空氣密度略大(標準狀況下氧氣的密度為1.429克1升，而空氣的密度為1.293克1升)。
(3)溶解性: 不易溶解于水(常溫下1升水中大約能溶解30毫升的氧氣，這些氧氣是水生生物得以生存的必要條件之一)。
(4)氧氣的三態變化:氧氣 -183℃（101千帕） 淡藍色液體 -218℃（101千帕） 藍色雪花狀固體
【說明】
(1)觀察氧氣的顏色時，可以在集氣瓶后放上一張白紙，這樣便于顯示氧氣是一種沒有顏色的氣體。
(2)聞氣味的正確方法:用手輕輕地在瓶口扇動，使極少量氧氣飄進鼻孔，聞一聞氧氣的氣味，發現氧氣是一種沒有氣味的氣體。
（二）氧氣的化學性質
(1)氧氣的化學性質比較活潑，在一定條件下可與許多物質發生化學反應，同時釋放出熱量。在化學反應中，氧氣提供氧，是一種常用的氧化劑。
(2)一些物質與氧氣發生化學反應的現象、反應表達式及注意事項如下所示:
物質(顏色、狀態) 反應現象 反應表達式 注意事項
木炭(灰黑色固體) ①在空氣中持續紅熱②在氧氣中發出白光③放出熱量④生成氣體能使澄清石灰水變渾濁 碳+氧氣 點燃 二氧化碳C O2 CO2 盛有灰黑色木炭的燃燒匙應由上而下慢慢伸入瓶中
硫(淡黃色固體) ①在空氣中發出淡藍色火焰②在氧氣中發出藍紫色火焰③放出熱量④生成有刺激性氣味的氣體 硫+氧氣 點燃 二氧化硫S O2 SO2 ①硫的用量不能過多②瓶內裝少量水，目的是吸收生成的二氧化硫，防止對空氣造成污染
紅磷(暗紅色固體) ①有濃厚的白煙②放出熱量③在氧氣中發出白光 磷+氧氣 點燃 五氧化二磷P O2 P2O5 此反應生成的是P2O5固體小顆粒，現象應描述為白煙，而不是白霧(指小液滴)
光亮鐵絲(銀白色固體) 在空氣中持續紅熱；在氧氣中燃燒①劇烈燃燒 ②火星四射③放出大量的熱④生成黑色固體 鐵+氧氣 點燃 氧化三鐵Fe O2 Fe2O3 預先在瓶底留少量水或鋪一層細沙的目的是防止高溫熔融的濺落物炸裂集氣瓶瓶底
在化學反應中原子發生了重新組合，生成物中的原子組合形式與反應物中不同
（三）氧化物
(1)定義:由兩種元素組成，其中一種元素是氧元素的化合物。
(2)常見的氧化物:水(H2O)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和五氧化二磷(P205)等。
(3)氧化物的一般分類:金屬氧化物(另一種組成元素為金屬元素的氧化物，如FeO、CuO、CaO和Al2O3等)和非金屬氧化物(另一種組成元素為非金屬元素的氧化物，如H2O、SiO2、CO和P2O5等)。
注意：
①含有兩種元素，其中一種元素為氧元素的物質不一定都是氧化物，如在密閉容器內含有氧氣和金屬銅的混合物就不屬于氧化物。
②含氧化合物指的是含氧元素的化合物，但不一定就是氧化物；而氧化物一定屬于含氧化合物。如二氧化硫是氧化物，也是含氧化合物；氯酸鉀(KClO3)是含氧化合物，含3有三種元素，但不是氧化物。
【能力拓展】
1.氧氣具有幫助其他可燃物燃燒的化學性質(具有助燃性)，但氧氣本身不能燃燒(不具有可燃性)。
2.鐵絲燃燒實驗時：將鐵絲盤成螺旋狀可以增大鐵絲的受熱面積，有利于鐵絲持續燃燒。鐵絲下端系一根火柴，可以利用火柴燃燒放出的熱量使鐵絲的溫度升高，引燃鐵絲。點燃火柴后，要待火柴快燃盡時，再插入充滿氧氣的集氣瓶中，以免火柴燃燒消耗氧氣過多而使現象不明顯。
四、氧氣的制取
（一）氧氣的實驗室制法
(1)過氧化氫制氧氣
①藥品:過氧化氫、二氧化錳。
②反應原理:過氧化氫 二氧化錳 水 + 氧氣
H2O2 H2O O2
③操作步驟:
操作步驟 操作方法及注意事項
檢查裝置氣密性 將橡皮管用彈簧夾夾住，打開分液漏斗活塞，向分液漏斗中加入一定量水后，燒瓶與漏斗形成液面差，說明裝置不漏氣
裝入藥品 將黑色的二氧化錳加入燒瓶，另將帶有分液漏斗和導管的雙孔橡皮塞塞緊瓶口，放置好集氣瓶。最后向分液漏斗中加入過氧化氫(俗稱“雙氧水”)
打開活塞進行反應 將分液漏斗活塞打開，讓過氧化氫溶液從分液漏斗滴入圓底燒瓶，觀察現象
向上排空氣法收集氧氣并驗滿 氧氣密度比空氣大，因此實驗室收集氧氣時可采用向上排空氣法。 將帶火星的木條放置于集氣瓶瓶口，若復燃則氧氣已經收集滿
收集完畢，關閉分液漏斗活塞，回收二氧化錳 待氧氣收集滿后，關閉分液漏斗活塞。回收分液漏斗中剩余的過氧化氫和燒瓶中的二氧化錳固體。洗滌儀器并整理實驗器
(2)高錳酸鉀(或氯酸鉀和二氧化錳)制氧氣
①藥品:高錳酸鉀或氯酸鉀和二氧化錳。
②原理:高錳酸鉀 加熱 錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2
氯酸鉀 二氧化錳，加熱 氯化鉀+氧氣
KClO3 KCl O2
③裝置:此處是用加熱固體制取氣體，所以固體加熱裝置。
④操作步驟
操作步驟 操作方法及注意事項
檢查裝置氣性 將導管一端浸入水中，用手緊握試管外壁，若水中導管口有氣泡冒出，或者手撒離后在導管中形成一段水柱，證明裝置不漏氣。否則，應塞緊或更換橡皮塞
將藥品裝入試管 按固體藥品的取用方法，取少量高錳酸鉀裝入試管，平鋪在試管底部，管口塞一團棉花，防止高錳酸鉀顆粒隨氧氣進入水槽、集氣瓶或堵塞導管
將試管固定在鐵架臺上 鐵夾夾在距離試管口 1/3 處，試管口要低于試管底部(防止冷凝水倒流，致使試管破裂)
點燃酒精燈加熱 先使酒精燈外焰在試管下方來回移動，讓試管均勻受熱，然后對準試管中的藥品部位加熱
排水法收集氧氣 集氣瓶內裝滿水，不留空氣，當導管口產生連續均勻的氣泡時開始收集，瓶中水排盡出現大氣泡時，瓶中氧氣集滿
收集完畢，導管撤離水槽 導管不離開水槽，不能熄滅酒精燈
熄滅酒精燈 當導管撤離水槽后才能熄滅酒精燈，否則水槽中的水會倒吸入試管，引起試管炸裂
用高錳酸鉀制取氧氣，并用排水法收集。其實驗步驟可以概括為“查一裝一定一點一收一離→熄”7個字，可用諧音記憶為“茶”“莊”“定”“點”“收”“利”“息”。
（二）催化劑
(1)催化劑:在化學反應里能改變反應速度，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(工業上也稱為“觸媒”)。
(2)催化作用:催化劑在化學反應中所起的作用叫做催化作用。
(3)對催化劑和催化作用的理解
①能改變反應速度，這里的“改變”包括加快和減慢兩種含義；不加入催化劑，并不意味著化學反應不能發生。
②化學性質在化學反應前后沒有改變，但是物理性質可能改變，如塊狀催化劑反應后變為粉末狀。
③催化劑是針對具體的反應而言的，某一個反應的催化劑在另一個化學反應中可能成為反應物、生成物或毫無關聯的物質。如MnO2是過氧化氫分解的催化劑，在KMnO4分解中是生成物。
④催化劑不是萬能的，也不是唯一的， 在某個化學反應中，可選擇不同的物質作為催化劑。
⑤催化劑只能改變化學反應的速度，不能增加或減少生成物的質量。
催化劑具有“一變"和“兩不變”的特點:
①“一變”:改變其他物質的化學反應速度。
②“兩不變”:a.在化學反應前后，催化劑本身質量不變；b.在化學反應前后，催化劑本身的化學性質不變。
（三）氧氣的工業制法
(1)空氣冷凍分離法
①原理:利用液氧的沸點( -183 ℃ )和液氮的沸點( -196 ℃ )不同，說明通過分離液態空氣獲得氧氣。
工業制氧氣過程中無新物質生成，屬于物理變化。
②過程:
空氣 凈化 潔凈的空氣 多次壓縮降溫 液態空氣 -196 ℃低溫蒸發 氮氣(沸點-196℃)+液氧(沸點-183℃，貯存在藍色鋼瓶中)
(2)膜分離技術制取氧氣
利用膜分離技術，在一定壓力下讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜，得到含氧量較高的富集氧氣。
【能力拓展】
①用過氧化氫制取氧氣屬于放熱反應，且該反應不需要加熱即可進行。
②二氧化錳在該反應中起加快過氧化氫分解的作用，但不改變過氧化氫產生氧氣的總量，且二氧化錳在反應前后質量和化學性質都保持不變。
③該反應不加入二氧化錳也能夠發生，只是發生反應的速度較慢。
五、氧氣的制取和性質研究
（一）實驗目標要求
(1)初步學會實驗室制取氧氣裝置的裝配、連接方法和氣密性檢查。
(2)初步學會實驗室制取氧氣的方法，學習用排水法收集氧氣，學習粉末狀固體試劑的使用方法。
(3)學習研究氧氣性質的方法。
（二）實驗內容詳解
(1)實驗器材：大試管、單孔橡皮塞、橡皮管、玻璃導管、集氣瓶、水槽鐵架臺(帶鐵夾)、坩堝鉗、酒精燈、玻璃片、木條、火柴、粗鐵絲、木炭、鋁箔、棉花、澄清石灰水、高錳酸鉀。
(2)實驗過程：
①檢查裝置的氣密性：先將導管的一端浸入水中，用手緊握試管外壁。若水中導管口有氣泡冒出(或手撤離后浸入水中的導管出現一段水柱，且一段時間內水柱高度不變 )，則表明裝置不漏氣，如果無氣泡產生，導管中也無水柱生成，應重新組裝并檢查，直到裝置氣密性良好。
②加入藥品：組裝裝置。取檢查過氣密性的試管，將試管橫放，用紙槽盛約7克高錳酸鉀粉末伸入試管底部，然后將試管豎直，讓粉末狀藥品進入試管底部。
③裝配：在試管口放一團棉花，是為了防止加熱時高錳酸鉀粉末隨氣體進入導管或水槽。用帶導管的塞子塞緊試管口，鐵夾夾在距離試管口1/3處，試管口略向下傾斜，目的是防止冷凝水倒流，使試管破裂。
④加熱：加熱時，要先使酒精燈火焰在試管下方來回移動，目的是使試管受熱均勻，防止試管因受熱不均勻而破裂。
⑤收集氣體：集氣時，當氣泡連續、均勻地放出后，再把導管口伸入盛滿水的集氣瓶里。這是因為開始放出的氣體是試管里受熱膨脹的空氣，不是純凈的氧氣。
a.收集氣體的原理和方法:氧氣的密度比空氣大，且不易溶于水，因此實驗室收集氧氣時采用向上排空氣法或排水法，為了使收集的氣體更純，一般采用排水法。
b.盛放氧氣的集氣瓶正確放置:當集氣瓶內的水全部排出后，用玻璃片蓋住集氣瓶口，正放在桌面上。
⑥實驗結束后整理儀器的正確順序
停止加熱時，先把導管移出水面，再熄滅酒精燈，這樣可以防止因水槽內的水倒流入試管而引起試管炸裂。
⑦觀察收集到的氣體，是一種無色的氣體。
⑧木炭在氧氣中燃燒的實驗
用坩堝鉗夾取一小塊木炭，在酒精燈上灼燒至發紅，然后將木炭插入集氣瓶內，出現劇烈燃燒的現象，說明集氣瓶中有氧氣。反應完全后，向集氣瓶內加入澄清石灰水，振蕩后，出現澄清石灰水變渾濁的現象。反應的文字表達式為:碳+氧氣點燃二氧化碳
C O2 CO2
二氧化碳+氫氧化鈣 → 碳酸鈣 + 水
CO2 Ca(OH)2 CaCO3 H20
⑨鋁在氧氣中燃燒的實驗
把2厘米x 5厘米鋁箔片的一端固定在粗鐵絲上，另一端裏一根火柴。點燃火柴，待火柴燃燒盡時，立即把鋁箔伸入留有水、充滿氧氣的集氣瓶中，產生劇烈燃燒、發出白光、生成白色固體的現象。
反應的文字表達式為:鋁+氧氣 點燃 氧化鋁
Al O2 Al2O3
此實驗中要求集氣瓶底部放少量水或鋪一層細沙，是因為鋁在燃燒過程中放出大量的熱，生成溫度很高的固體，濺落到瓶底，會使集氣瓶炸裂。
六、化合反應和分解反應
（一）化合反應
(1)定義:由兩種或兩種以上物質生成一種物質的反應，叫做化合反應，它屬于化學反應的基本類型之-。
(2)特點:反應物有多種，生成物只有一-種， 即“多變一” 。
(3)表示式: A+B+...→C
(4)舉例:磷+氧氣 點燃 五氧化二磷
（二）分解反應
(1)定義:由一種物質生成兩種或兩種以上物質反應叫做分解反應，分解反應也屬于化學反應基本類型之一。
(2)特點:反應物只有一種，生成物有多種，即“一變多”。
(3)表達式:A → B+C+...
(4)舉例:過氧化氫 二氧化錳 水+氧氣。
【能力拓展】
①化合反應和分解反應都屬于化學反應的基本反應類型，是從反應物和生成物的種類變化上分類的。
②化合反應是原子利用率最高的一種化學反應類型，所有的原料都轉化到一種物質中。
第2節 氧化和燃燒
一、氧化反應
（一）定義:物質跟氧發生的反應叫做氧化反應。
（二）類型
(1)緩慢氧化:氧化反應進行得非常緩慢，甚至在短期內不易察覺，如鋼鐵生銹、塑料和橡膠制品的老化等。
(2)劇烈氧化:氧化反應進行得很劇烈，如硫、鐵、磷等物質的燃燒。
【能力拓展】
①物質跟氧(指氧氣或化合物中的氧)發生的反應，叫做氧化反應，不能將氧改為氧氣，否則會將氧化反應的范圍縮小。
②物質跟氧氣發生的化學反應一定是氧化反應。
③在氧化反應中氧氣具有氧化性(氧氣能給別的物質提供氧)，具有氧化性的物質叫氧化劑。
④氧化反應不屬于化學反應的基本反應類型。
二、燃燒的條件
（一）燃燒
(1)定義:可燃物質跟氧氣發生的一種發光、發熱、劇烈的氧化反應。
(2)可燃物的著火點：可燃物達到燃燒所需要的最低溫度叫做該物質著火點，著火點是物質本身的固有屬性。
（二）自燃
(1)概念:物質在緩慢氧化過程中產生的熱量如果不能及時散失，就會使溫度逐漸升高，達到著火點時，如果再遇上充足的氧氣，物質會自發地燃燒起來。這種由緩慢氧化引起的自發燃燒叫自燃。
(2)常見的自燃:一些著火點較低的可燃物，如糧食、麥稈、煤炭擦拭機器的棉紗等，如果堆放不合理，空氣不流通(緩慢氧化積累的熱量不能夠及時散失)，時間久了極易自燃，引發火災。森林中長期堆積的枯枝落葉自燃后會引起森林大火。
（三）爆炸
(1)定義:如果燃燒以極快的速度在有限的空間里發生，瞬間累積大量的熱，使氣體體積急劇地膨脹,就會引起爆炸。
(2)由燃燒引起的爆炸是化學變化，但車胎爆炸、高壓鍋爆炸沒有生成新的物質，是物理變化。
（四）燃燒、爆炸、緩慢氧化和自燃的比較和聯系
燃燒 爆炸 緩慢氧化 自燃
條件 (1)可燃物要與氧氣(或空氣)接觸(2)溫度達到著火點 可燃物在有限空間內急劇燃燒，產生大量的氣體和熱量 物質在空氣中緩慢地進行的氧化反應，溫度在可燃物的著火點以下 可燃物因緩慢氧化而不斷堆積熱量，使得可燃物的溫度達到或超過著火點
現象 非常劇烈,伴隨著發光、發熱 劇烈的燃燒，伴隨著發光、發熱及氣體的急速膨脹,有爆炸聲 不易察覺的氧化反應，通常無發光現象，但會發熱 不經明火點燃的可燃物的自發燃燒
實例 木炭的燃燒;酒精的燃燒;鎂帶的燃燒 氫氣和氧氣混合后點燃爆炸礦井中的瓦斯爆炸 鐵生銹;食物腐敗; 人呼吸 白磷自燃
【能力拓展】
看火點不隨外界條件的改變而改變，一般條件下只，能降低或升高可燃物的溫度， 卻不能降低臧升高可燃物的著火點。
三、滅火與火災自救
（一）滅火原理
(1)清除可燃物或使可燃物與其他可燃物隔離;
(2)使可燃物與空氣(或氧氣)隔絕;
(3)降低可燃物的溫度到著火點以下。
（二）滅火的方法
滅火的方法是多種多樣的，生活中常見的滅火方法如下表所示:
滅火的方法 目的
(1)用水滅火 (2)吹滅蠟燭 (3)油鍋失火倒入大量青菜 降低溫度
(1)用燈帽蓋滅酒精燈 (2)油鍋失火蓋上鍋蓋 (3)實驗臺上酒精燈著火用濕布蓋滅或用沙子蓋滅 隔絕氧氣
(1)森林滅火開辟隔離帶 (2)關閉煤氣灶閥門 移走可燃物
①滅火時降低的是可燃物的溫度而不是可燃物的著火點。
②只要破壞燃燒的三個條件中的任意一個，即可達到滅火的目的。
（三）火災自救的措施
(1)發生火災時，要保持鎮定，先了解火源的準確位置，然后撥打“119”報警求助。如果火勢擴散，應盡快通知家人和鄰居設法離開現場，沿途要關上門，以減低火勢及煙霧蔓延的速度，同時切勿乘電梯或升降機，以免停電被困。
(2)如果你無法離開火災現場，應用濕毛巾等物品塞住門和窗戶的縫隙，以免濃煙滲人;室內濃煙密布時，應俯伏在地上爬行及用濕毛巾掩蓋口鼻;打開窗戶，在窗前呼救等。
【能力拓展】
①圖書館、用電器、油類等著火時，不能用水或水基型滅火器來滅火，否則會造成圖書被破壞、觸電等意外事故。
②電路設備或電線、線路著火時，應先切斷電源，再用干粉滅火器或液態二氧化碳滅火器滅火，不能用水或水基型滅火器滅火。
③活潑金屬如鎂、鈉等著火時，既不能用水滅火，也不能用二氧化碳滅火器滅火，因為水、二氧化碳都會與金屬鎂、鈉發生反應，應使用干沙土來滅火。
四、化學反應中能量的變化
1.化學反應在生成新物質的同時，伴有能量的變化，而能量的變化通常表現為熱量的變化，即有放熱現象或吸熱現象。
(1)放出熱量的反應:如燃料的燃燒，生石灰與水結合成氫氧化鈣，鎂與鹽酸反應等。
(2)吸收熱量的反應:如碳與二氧化碳在高溫條件下生成一一氧化碳，Ba(OH)2與NHCl反應等。
2.化學能與熱能之間相互轉化，與其他形式的能也能相互轉化，如電池充電是電能轉化為化學能;使用電池是化學能轉化為電能。
3.化學反應能量變化的大小不同，有些非常細微，只有靈敏的儀器才能檢測到，化學反應中能量常表現為熱、光、電等。
第3節 化學方程式
一、質量守恒定律
（一）定義
在化學反應中，參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。這個規律叫做質量守恒定律。
（二）對質量守恒定律的理解
(1)適用范圍:適用于化學變化而不適用于物理變化。如1克水加熱后變成了1克水蒸氣，這一變化前后雖然質量相等，但不能說這一變化符合質量守恒定律。
(2)這里“參加反應的”不是反應物的質量簡單相加，而是真正參與了反應的那一部分的質量，不包括沒有參與反應(反應剩余)的那部分的質量。
(3)該定律指的是“質量守恒”，不包括其他方面的守恒。如對反應物和生成物均是氣體的反應來說，反應前后的總質量守恒，但是其體積卻不一定相等。
(4)很多化學反應有氣體或沉淀生成，生成的各物質的質量總和包括固、液、氣三種狀態物質的質量總和。
（三）質量守恒定律的實驗探究
實驗方案 鎂條燃燒前后質量的測定 氫氧化鈉與硫酸銅溶液反應前后質量的測定
反應原理 鎂+氧氣 點燃 氧化鎂Mg O2 MgO 氫氧化鈉 + 硫酸銅 → 氫氧化銅 + 硫酸鈉NaOH CuSO4 Cu(OH)2 Na2SO4
實驗裝置
實驗步驟 將錐形瓶放在天平托盤上，調節平衡。然后取下錐形實驗瓶,將瓶塞上的鎂在酒精燈上燒紅后， 并立即塞緊瓶塞。待反應結束后，重新放在天平托盤上，觀察天平是否平衡 將錐形瓶放在天平托盤上，調節平衡。然后取下錐形瓶，把滴管內的溶液滴人瓶內，使兩種溶液混合。再將錐形瓶放回天平托盤上，觀察天平是否平衡
實驗現象 鎂燃燒，發光、放熱燃燒前后質量相等 反應生成藍色沉淀，氫氧化鈉和硫酸銅反應前后的質量相等
實驗結論 參加反應的鎂和氧氣的質量總和等于反應生成的氧化鎂的質量 參加反應的氫氧化鈉和硫酸銅的質量總和等于反應后生成硫酸鈉和氫氧化銅的質量總和
（四）對質量守恒定律的解釋實質:
(1)微觀角度:從原子、分子角度來看，化學反應的過程就是(反應物)分子分裂成原子，原子重新組合成(生成物)分子的過程?；瘜W反應前后原子的種類和數目并沒有改變,所以，化學反應前后物質的質量總和必然相等。
(2)宏觀角度:反應前后組成物質的元素種類和元素的質量均不變。
（五）質量守恒定律的應用
(1)解釋有關現象。如鎂帶燃燒質量增加是因為鎂和空氣中物質反應，生成物的質量等于鎂帶和空氣中反應的物質的質量和。煤燃燒后質量減小，是因為煤燃燒后生成了氣體，逸散到空氣中。
(2)推測物質的組成。如蠟燭燃燒生成二氧化碳和水，根據元素守恒，可知蠟燭中一定含有碳元素及氫元素。
(3)進行相關計算。如計算反應物或者生成物的質量，進行相對原子質量推算等。
(4)根據原子守恒，推斷化學反應中的化學式。
【能力拓展】
對質量守恒定律的理解可，為“六個不變，兩個一定改變，兩可能改變”。
六個不變
宏觀 ①反應物和生成物的總質量不變
②元素種類不變
③元素質量不變
微觀 ①原子種類不變
②原子數目不變
③原子質量不變
兩個一定改變：①物質種類改變②構成物質的粒子改變(變為構成生成物的微粒)
兩個可能改變：①分子總數可能改變②元素的化合價可能改變
二、化學方程式的定義、讀法及其意義
（一）化學方程式的定義
用化學式來表示化學反應的方程式叫做化學方程式。以C＋O2CO2來說明
（二）化學方程式的讀法及其意義
意義 C＋O2CO2 讀法
宏觀(質的方面) 表示反應物、生成物及反應條件 ①反應物是碳和氧氣，生成物是二氧化碳②反應條件是點燃 碳和氧氣在點燃的條件下反應生成二氧化碳
宏觀(量的方面) 表示反應物、生成物各物質之間的質量比，各物質間質量比=相對分子質量與化學計量數的乘積比 C ＋ O2 CO2(12*1):(32*1):(44*1) 每12份質量的碳和32份質量的氧氣反應，生成44份質量的二氧化碳
微觀方面 表示各物質間分子或原子的個數比， 即化學式前化學計量數之比 C ＋ O2 CO21 : 1 : 1 每1個碳原子和1個氧分子反應，生成1個二氧化碳分子
三、化學方程式的書寫
（一）書寫化學方程式時必須遵循的原則
(1)以客觀事實為依據,寫出反應物和生成物。
(2)要遵守質量守恒定律，即化學方程式左、右兩邊各原子的種類與數目必須相等。
(3)說明反應條件和生成物的狀態。
（二）書寫化學反應方程式的步驟(五步)
(1)寫:反應物的化學式寫在式子的左邊，生成物的化學式寫在式子的右邊，中間連一條短線。 多種反應物或生成物之間分別用“+”相連。
(2)配:在式子左、右兩邊的化學式前面，要配上適當的化學計量數，使式子兩邊每一種元素的原子總數相等，式子兩邊各元素的原子數配平第后，把短線改成等號。
(3)注:注明反應條件，通常寫在“===”的 上方?！凹訜帷背Ｓ谩啊鳌北硎?。
(4)標:生成物是沉淀的用“↓”標明，生成物是氣體的用“↑”標明，寫在相應化學式的后邊。
(5)查:檢查化學式是否正確，化學方程式是否配平，條件和生成物狀態是否標注,標得是否恰當。
（三）配平化學方程式的方法
(1)最小公倍數法
配平化學方程式常用的方法是最小公倍數法(以磷在空氣中燃燒為例)。
①首先找出其中出現次數較多且原子個數相差較大的原子作為配平起點，求出它們的最小公倍數，再由最小公倍數確定相關化學式的化學計量數，如P + O2 → P2O5，O2和P2O5中0的最小公倍數為2x 5=10。
②用最小公倍數分別除以含有該元素的化學式中的原子個數，其商就是該化學式的化學計量數。如P2O5中含有5個氧原子，則P2O5的化學計量數為2(分子的個數);O2中含有2個氧原子，則O2的化學計量數為5
③由己有化學計量數,確定其他化學式的化學計量數，并把短線改為等號，得出配平的化學方程式為4P +5 O2 4P2O5,然后注明“反應條件”“↑”和“↓”等，即4P +5 O2 4P2O5
(2)奇數配偶法
如配平O2+FeS2---Fe2O3+SO2 ,觀察該反應，氧元素出現次數最多(3次)且在Fe2O3中個數為奇數3,因此可直接在其前面寫2。根據鐵的原子個數可確定FeS2,的化學計量數為4,再根據硫的原子個數確定SO2的化學計量數為8,最后根據氧原子的個數確定O2 的化學計量數為11。平后的化學方程式為11O2+4FeS2高溫Fe2O3+8SO2。
(3)觀察法
如配平CO+Fe2O3--Fe+CO2,觀察發現此反應的特點是1個CO分子結合1個氧原子生成1個CO2分子，而1個Fe2O3分子可提供3個氧原子，需要3個CO分子與之結合生成3個CO2分子，因此CO、CO2的化學計量數均為3, Fe的化學計量數為2,把短線改為等號:3CO+Fe2O3高溫2Fe+CO2。
(4)定一法
①將化學方程式中最復雜的化學式的化學計量數定為1,作為配平起點。
②根據原子個數守恒確定其他物質的化學計量數(可為分數)。
③若配平后化學計量數出現分數，則在式子兩邊同時乘以其分母，使化學計量數之比變成最簡整數比。如配平CH3OH+O2---CO2+H2O。所給化學方程式中，CH3OH的化學式最復雜，將其化學計量數定為1,作為配平起點;通過觀察，根據碳原子守恒，在CO2前配上化學計量數1,根據氫原子守恒，在H2O前配上化學計量數2,故生成物中含有氧原子數為1 x2+2x 1=4，而反應物CH3OH中含有一個氧原子，故在O2前配上化學計量數=3/2;通分化整，將化學方程式兩邊物質的化學計量數都乘以2,去掉O2的化學計量數的分母，化學方程式即配平完成。配平結果為CH3OH+3O2 2CO2+4H2O。
【能力拓展】
①正確區分反應條件和反應過程，如“點燃”和“燃燒”，“通電”和“電解”等，“點燃”“通電”是反應條件，“燃燒”“電解”是反應過程。
②不要混淆“點燃”與“加熱”，二者表示的意義不同。
“點燃”是指在有外界熱源(如酒精燈、火柴等)提供熱量的條件下，使可燃物發生燃燒，一旦燃燒發生后，熱源可撤掉。
“加熱”是指熱源始終為反應提供熱量，維持反應的進行，一旦撤掉熱源，反應就會停止，“加熱”可用符號“△”表示，一般指溫度為400 ~ 500 。
③若反應條件有兩個或多個時，“△”寫在“===” 下邊，其他條件寫在“===”上邊。
四、依據化學方程式進行計算
（一）依據化學方程式進行計算的理論依據
化學方程式可以表示化學反應中反應物和生成物各物質之間的質量比，根據化學方程式的計算就是依據反應物和生成物之間的質量比進行的。
（二）依據化學方程式計算的一般步驟
根據化學方程式計算時，解題格式-般要規范化， 解題過程-定要程序化。具體計算步驟為“設→方→關→比→求→答”。
(1)設:設未知量。
一般情況下，求什么設什么。設未知數x時，x中已經包含單位。
(2)方:正確寫出反應的化學方程式。
化學方程式一定要正確，并且一定要配平 ，否則會違背客觀事實和質量守恒定律，導致計算結果錯誤。
(3)關:寫出相關物質的化學計量數與相對分子質量的乘積，以及已知量、未知量。
求各物質的質量比一定要準確，不得漏掉化學計量數。把質量比寫到對應的化學式的下面，再在質量比下寫出已知量、未知量。化學方程式中各量都是純凈物之間的質量關系，最后解得的也是純凈物的質量，對于含有雜質的物質質量要進行換算。
(4)比:列出比例式。
比例式中數據:要帶單位。
(5)求:解比例式，求未知數。
(6)答:簡明地寫出答案。
（三）計算中常用的關系式
(1)分解百分率=已分解的物質的質量/未分解時該物質的總質量
(2)物質的純度=純物質的質量/不純物質的質量
(3)不純物質的質量=純物質的質量+雜質的質量。
(4)質量=密度x體積。若氣體給出的是體積，則需換算為質量。
(5)單位換算:1升=1 000毫升,1毫升=1立方厘米。
第4節 二氧化碳
一、自然界中的二氧化碳
1.二氧化碳氣體是由大量CO2分子構成的，每個二氧化碳分子由1個碳原子和2個氧原子構成。
2.CO2對人體健康的影響
CO2本身沒有毒性，但CO2不能供給呼吸，在空氣中的含量約占0.04%，當空氣中CO2含量超過正常含量時才會對人體產生危害。
二、二氧化碳的性質
（一）物理性質
在通常狀態下，二氧化碳是一種無色、無味的氣體，能溶于水，密度比空氣大。二氧化碳在一定條件下有固、液、氣三態變化。固體二氧化碳叫干冰，干冰易升華，常壓下，在-78 C以上可直接升華為氣態二氧化碳，同時吸收大量的熱。
（二）化學性質
(1)二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒，不能供給呼吸。
(2)二氧化碳與水反應生成碳酸:CO2+H2O == H2CO3 (碳酸能使紫色石蕊試液變紅)
碳酸不穩定，受熱易分解: H2CO3 △ CO2↑+H2O
(3)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁:
CO2+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O [ CaCO3 (碳酸鈣)是難溶于水的白色固體，這一反應常用來檢驗二氧化碳]
三、二氧化碳的實驗室制法
(1)藥品：大理石(或石灰石)與稀鹽酸。一般不用其他藥品代替的原因：①不用Na2CO3代替大理石，是因為Na2CO3與鹽酸反應速率太快，不便于控制；②不用濃鹽酸，是因為濃鹽酸易揮發出HCl氣體，使CO2不純；③不用H2SO4代替鹽酸，是因為H2SO4與CaCO3反應生成微溶的CaSO4會覆蓋在大理石的表面，阻止反應的繼續進行。
(2)原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2 ↑。
(3)制取裝置如圖所示：
(4)收集：CO2密度比空氣大、能溶于水且與水反應生成碳酸，一般只用向上排空氣法收集CO2氣體。收集氣體時，導氣管應伸到集氣瓶底部以排盡集氣瓶中的空氣，使收集到的氣體純度較高。
(5)操作步驟：①按要求連接好儀器；②檢查裝置的氣密性；③向反應器中裝入大理石；④向長頸漏斗中注入稀鹽酸；⑤收集氣體；⑥驗滿。
注意：①長頸漏斗末端必須伸到液面以下(液封),否則生成的氣體會從長頸漏斗口逸出。②發生裝置中導管伸入錐形瓶或試管內無需太長，更不能伸到液面以下，否則不利于氣體排出。③收集裝置中的導管伸入集氣瓶時，末端必須伸到接近集氣瓶底，便于排凈集氣瓶內的空氣。
四、制取氣體的一般思路和方法
（一）制取氣體的一般思路
(1)反應原理，(2)反應裝置,(3)氣體驗證。
（二）對實驗室制取氣體的裝置分析
實驗室制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置。發生裝置主要由反應物的狀態和反應條件決定，收集裝置主要考慮生成氣體的物理性質(溶解性、密度大小)。
(1)發生裝置
①固體+固體→氣體，如用高錳酸鉀或氯酸鉀和二氧化錳加熱制氧氣，如圖A所示。裝置特點是試管口略向下傾斜，以免水倒流引起試管炸裂，鐵夾夾在距試管口1/3處;導氣管不能伸入試管中太長，否則不利于氣體排出。
②液體+固體→氣體，如用過氧化氫溶液制氧氣，如圖B所示。裝置特點是長頸漏斗末端必須伸人液體內，以免生成的氣體從長頸漏斗逸出。
(2)收集裝置
①排空氣法:密度與空氣密度相差較大，且不與空氣中任何一一種成分反應的氣體均可用排空氣法收集。
②排水法:凡不易溶于水、不與水發生反應的氣體均可用排水法，如收集H2、O2等氣體，如圖E所示。
發生裝置 收集裝置
A:固體與固體反應，需加熱 B:固體與液體反應，不用加熱 C:密度比空氣小，且不與空氣中的物質反應 D:密度比空氣大，且不與空氣中的物質反應 E:難溶于水，不與水反應
第5節 生物呼吸和呼吸作用
一、人體呼吸系統的結構和氣體交換
（一）呼吸
人體與外界環境進行氣體交換的整個過程稱為呼吸。通過呼吸，外界環境中的氧氣就可以進入組織細胞。在呼吸過程中，肺與外界環境的氣體交換是由呼吸系統完成的。
（二）呼吸系統的組成及各器官的作用
(1)人體的呼吸系統的組成
如圖所示，人體呼吸系統由呼吸道和肺組成，其中肺是進行氣體交換的器官，是呼吸系統最重要的部分。呼吸道是氣體進出肺的通道。呼吸道由鼻、咽、喉、氣管、支氣管組成。
呼吸道對吸入的氣體具有一定的處理功能:外界環境中的空氣經過呼吸道到達肺，呼吸道對吸入的氣體具有過濾、溫暖和濕潤的作用。
(2)各器官的功能
①鼻:鼻由鼻孔和鼻腔組成。鼻孔與外界相通;鼻腔內具有鼻黏膜和鼻毛。
a 鼻毛可以阻擋吸入的氣體中的灰塵等，對吸入的氣體起到過濾作用。
b 鼻黏膜可以分泌黏液，黏液可以粘住吸入的灰塵細菌等異物，還能濕潤吸入的空氣，對吸入的氣體起到清潔作用。
c 鼻黏膜內分布著豐富的毛細血管，可以溫暖吸入的寒冷氣體，對吸入的氣體起到溫暖作用。
d 鼻腔內還有嗅細胞，可以感受氣味的刺激。
②咽:前后略扁的管道，是空氣和食物的共同通道。
③喉:位于咽的下方，由軟骨做支架，可以保持氣體暢通。喉還和人的發聲有關。
④氣管:由C形軟骨環做支架的環狀結構，可以保證氣流暢通。
⑤支氣管:由氣管的分支形成，分為左右支氣管，分別進入左、右兩肺，在肺內形成樹狀分枝，最后形成肺泡管，每一肺泡管附有很多肺泡。
在氣管和支氣管管壁上覆蓋著有纖毛的黏膜，其能分泌黏液，粘住空氣里的灰塵和細菌。黏膜上的纖毛不停地向喉部方向擺動，把黏液及其粘住的細菌、灰塵等逐漸推向喉頭，并經咳嗽咳出體外，這就是痰。
⑥肺:位于胸腔內，左、右各一。主要由左、右支氣管的樹狀分枝以及肺泡管末端的肺泡組成，是進行氣體交換的器官。肺泡的外面布滿毛細血管和彈性纖維，有利于氣體交換和使肺具有良好的彈性。
（三）膈的升降與呼吸
(1)錐形罩內氣球的變化
錐形罩模擬胸腔壁，玻璃管模擬氣管和支氣管，氣球模擬肺，橡皮膜模擬膈肌。
當橡皮膜向下拉時，錐形罩內的容積增大，氣壓降低，低于大氣壓強，外界的空氣通過玻璃管進入氣球，氣球鼓起，模擬人體吸氣的過程。
當橡皮膜向上推時，錐形罩內的容積減小，氣壓升高，高于大氣壓強，球內的氣體通過玻璃管排出，氣球縮小，模擬人體呼氣的過程。
(2)膈的升降與呼吸
當橫膈膜的肌肉收縮時，橫膈膜的頂端下降，胸腔體積增大，位于胸腔內的肺擴張，肺內氣壓降低，低于大氣壓強，外界的空氣通過呼吸道進入肺，人體完成吸氣過程。
當橫膈膜的肌肉舒張時，橫膈膜的頂端上升，恢復拱形,胸腔體積減小，位于胸腔內的肺回縮，恢復原來的體積，肺內氣壓升高，高于大氣壓強，肺內的氣體通過呼吸道排出體外，人體完成呼吸過程。
（四）肺與外界的氣體交換
肺與外界的氣體交換又稱為肺的通氣，是通過人體的吸氣和呼氣完成的。
(1)吸氣具體過程
肋間外肌、膈肌收縮 → 肋骨向上、向外移升，橫膈膜頂部下降 → 胸腔的體積增大 → 肺擴張，肺內氣壓減小，小于大氣壓強 → 外界空氣進入肺泡。
(2)呼氣具體過程
肋間外肌、膈肌舒張 → 肋骨向下、向內回落，橫膈膜頂部上升 → 胸腔的體積減小 → 肺回縮，肺內氣壓增大，大于大氣壓強 → 肺泡內氣體排出體外。
(3)肺內氣壓與大氣壓強的關系
吸氣時，肺內氣壓小于大氣壓強。呼氣時，肺內氣壓大于大氣壓強。
肺內氣壓和大氣壓強所形成的差是推動氣體進出肺的動力。在吸氣結束尚未呼氣的一瞬間， 肺內氣壓等于大氣壓強。
（五）肺泡內的氣體交換
肺泡內的氣體交換是指肺泡與肺泡周圍毛細血管內的血液之間的氣體交換。
(1)吸入的空氣和呼出的氣體成分比較
人體吸入的是空氣。人體呼出的氣體和吸入的空氣相比，氧氣由約占21%變為約占16%，二氧化碳由約占0.04%變為約占4%。呼出的氣體與吸入的空氣的主要差別是氧氣的含量減少了， 而二氧化碳的含量增多了，同時水汽明顯增多。呼出的氣體和吸入的空氣成分發生變化的主要原因是空氣進入呼吸系統后，在肺泡內進行了氣體交換。
(2)原理:氣體的擴散作用，即一種氣體總是從濃度高的地方向濃度低的地方擴散，直到平衡為止。
(3)過程:通過肺與外界的氣體交換，進入肺泡內的空氣中含氧氣較多，肺泡內的氧氣通過擴散作用，透過肺泡壁和毛細血管壁進入肺泡周圍毛細血管內的血液中;同時，血液中含有較多的二氧化碳，通過擴散作用，二氧化碳透過毛細血管壁和肺泡壁進入肺泡。
【能力拓展】
肺泡具有適于氣體交換的結構特點
①數量多:肺泡數量非常多，使肺呈海綿狀。
②有彈性:肺泡壁外有彈性纖維,使肺具有彈性。
③面積大:肺泡的總面積很大。
④非常薄:肺泡壁和毛細血管壁都只由一層扁平，上皮細胞構成。
⑤肺泡外面有豐富的毛細血管:有利于氣體交換。
二、呼吸作用
（一）人體的生命活動需要能量
汽車的行駛需要汽油燃燒提供能量。人體進行的各種各樣的生命活動也需要消耗能量，人體生命活動所需的能量是通過細胞的呼吸作用提供的。
（二）呼吸作用
(1)概念:人體細胞內的有機物發生氧化反應，最終生成二氧化碳和水或其他產物，同時把有機物中的能量釋放出來，滿足生命活動的需要，這個過程稱為呼吸作用。呼吸作用是人體內的一種緩慢進行的氧化反應。
(2)呼吸作用的反應過程
糖類是人體最主要的供能物質，當為人體供能的有機物為葡萄糖時，人體細胞內氧化反應的過程可以表示為:
C6H12O6 O2 CO2 H2O
(3)實質:分解有機物，釋放能量。
(4)意義:為生命活動提供能量。呼吸作用在活細胞內進行，呼吸作用一旦停止，生命活動就將結束。
（三）人體內氧氣的獲得和二氧化碳的排出
人體通過呼吸從外界獲得氧氣，氧氣進入血液后，通過血液循環運送到全身各處的組織細胞，供組織細胞進行呼吸作用來分解有機物產生二氧化碳，放出能量。通過呼吸再將產生的二氧化碳排出體外。
（四）人體的呼吸是一個連續的過程
人體的呼吸作用離不開呼吸系統，呼吸作用需要的氧氣和產生的二氧化碳，需要通過呼吸系統獲得和排出。人體呼吸系統通過吸氣從空氣中獲得氧氣，然后氧氣通過肺泡內的氣體交換進入血液，氧氣在血液中運輸，到達組織細胞周圍的毛細血管，擴散進入組織細胞進行呼吸作用。如果沒有氧氣，那么這一氧化反應就無法進行。同時，組織細胞通過呼吸作用產生的二氧化碳擴散進入血液后，經過血液的運輸到達肺部，通過肺泡內的氣體交換進入肺泡，最后通過呼氣排出體外。
三、物的呼吸作用
（一）證明動物需要呼吸
(1)提出問題:動物體內也在進行呼吸作用嗎 動物吸入和呼出的氣體成分有沒有變化呢
(2)方法步驟
①按照教材第105頁圖3-71安裝好裝置，裝置中的堿石灰用來吸收二氧化碳氣體，兩裝置中的堿石灰的量應該相等。
②試管B的設置有對照的作用。
③觀察并記錄:實驗開始時，觀察A、B兩個裝置中的紅色水滴與橡皮塞的距離;10分鐘后，觀察兩裝置中紅色水滴與橡皮塞的距離。將觀察結果填入記錄表中。
(3)實驗現象
開始時，A、B兩試管中紅色水滴與橡皮塞的距離基本相同，實驗大約10分鐘后，可以觀察到A試管中紅色水滴向左移動了一段距離，而B試管中紅色水滴沒有移動。
(4)分析實驗現象，得出結論
A試管中紅色水滴向左移動的原因是動物也要進行呼吸作用，消耗氧氣，而產生的二氧化碳被堿石灰吸收，試管內氣壓減小。
實驗證明:動物也要進行呼吸作用，吸入氧氣，呼出二氧化碳。
（二）動物的呼吸作用
和人一樣，動物也要不斷地從外界環境中攝取營養物質，營養物質在體內氧化，釋放其中含有的能量，供給動物進行各項生命活動。因此，動物也在不停地進行呼吸作用，利用氧氣分解有機物，獲取生命活動所需要的能量，同時產生二氧化碳和水等物質。
四、植物的呼吸作用
（一）探究植物是否能進行呼吸作用
(1)實驗步驟
①根據教材第106頁圖3-72安裝好實驗裝置。裝置中的石灰水的量應該相等。
②將裝置放在溫暖的地方，幾天后觀察實驗現象。
(2)實驗現象：幾天后,A試管中的石灰水渾濁 ,B試管中的石灰水沒有發生變化。
(3)分析現象，得出結論
A、B試管形成了一組對照實驗， 變量是種子是否有生命力。A試管中的石灰水變渾濁,說明萌發的種子能進行呼吸作用產生二氧化碳，二氧化碳使石灰水變渾濁。
（二）探究植物的其他器官能否進行呼吸作用
(1)實驗步驟
①把數棵新鮮菠菜裝入黑色塑料袋中，用繩子扎緊袋口，不使外界空氣進入，在暗處放置一個晚上。
（使用黑色塑料袋并放在暗處，是為了防止植物進行光合作用。）
②松開塑料袋口，插人一根導管，讓塑料袋中的空氣通人澄清石灰水中，觀察石灰水的變化。
③另取一大口塑料瓶，裝人適量菠菜，蓋緊瓶蓋，在暗處放置一個晚上，然后打開瓶蓋，將點燃的蠟燭放人瓶內，觀察火焰的變化。
④再取一些新鮮的菠菜用開水燙2~ 3分鐘，重復上述①~③步驟，觀察實驗現象。
(2)實驗現象
將黑色塑料袋內的氣體導人澄清石灰水后，澄清石灰水變渾濁;將點燃的蠟燭放人大口塑料瓶內，燃燒的蠟燭熄滅;換成用開水燙過的菠菜，重復①~③步驟，澄清石灰水沒有發生變化，點燃的蠟燭繼續燃燒。
(3)分析現象，得出結論
新鮮的菠菜和用開水燙過的菠菜形成對照，澄清的石灰水變渾濁，說明菠菜進行呼吸作用產生了二氧化碳，點燃的蠟燭熄滅說明菠菜的呼吸作用消耗了氧氣。由此得出結論:活的植物體在生活過程中能進行呼吸作用，吸收氧氣，并產生二氧化碳。
（三）植物的呼吸作用
以上實驗表明，植物的種子、葉等器官都能進行呼吸作用，呼吸作用過程中，也要利用氧氣，分解細胞中的有機物，同時將產生的氧化碳排出體外。
（四）植物的呼吸作用與動物的呼吸作用的區別
與大部分動物不一樣，植物沒有明顯的呼吸器官，沒有明顯的呼氣和吸氣過程，但植物和空氣之間也會通過打散作用進行氣體交換。植物的各個部分---根、莖、葉、花、果實、種子的每一個活細胞每時每刻都在進行呼吸作用。
（五）呼吸作用是生物的共同特征
人、動物、植物在生活過程中都要不斷地進行呼吸作用。研究證明，微生物等其他生物也進行呼吸作用。生物通過呼吸作用，為生命活動提供所需的能量，因此，呼吸作用是生物的共同特征，對于生物的生命活動來說具有十分重要的意義。
【能力拓展】
有氧呼吸和無氧呼吸
①有氧呼吸是指細胞在氧氣的參與下，通過酶的催化作用，把有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量的過程。有氧呼吸是高等動植物進行呼吸作用的主要形式，通常所說的呼吸作用就是指有氧呼吸。
②無氧呼吸一般是指在無氧條件下，通過酶的催化作用，細胞把糖類等有機物分解為不徹底的氧化產物，同時釋放出少量能量的過程。
第6節 光合作用
一、光合作用的原理
（一）光合作用的概念
光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并釋放氧氣的過程。
（二）光合作用的反應式
（三）光合作用的過程
光合作用主要發生在葉肉細胞的葉綠體中，它產生的葡萄糖經轉化后形成了淀粉。光合作用所需要的二氧化碳大部分是從空氣中吸收的，水則主要是從土壤中吸收，然后運輸到葉片。葉綠體內含有的葉綠素等色素，能吸收陽光。
（四）光合作用過程中的重要轉化
光合作用的過程十分復雜，它包括許多化學反應，但主要包含以下兩方面的變化:
(1)物質轉化:把簡單的無機物(水、二氧化碳)轉化為復雜的有機物(如葡萄糖等),并放出氧氣。
(2)能量轉化:把太陽能(光能)轉化為化學能(儲存在有機物中)。
（五）光合作用的意義
綠色植物通過光合作用制造的有機物不僅滿足了自身生長、發育、繁殖的需要，還為其他生物提供了基本的食物來源。光合作用是生物界食物的來源、氧氣的來源、能量的來源，是地球上幾乎所有生物生存、繁榮和發展的根本保障。
二、光合作用的條件和產物
（一）驗證植物進行光合作用的方法
植物的葉是進行光合作用的主要器官，光合作用所產生的淀粉儲存在葉中。想知道植物是否進行了光合作用，我們可以取葉片進行淀粉測試。如果檢測到淀粉的存在，那么就說明植物進行了光合作用。
（二）驗證植物進行光合作用制造淀粉
(1)實驗過程
①暗處理、遮光:把盆栽的銀邊天竺葵放在黑暗的地方一晝夜。第2天，用2張大小相等的鋁箔在葉片綠色部分的相同位置從上下兩面蓋嚴，并用大頭針固定，然后放到陽光下照射。
②照光:4小時后，去掉鋁箔，將葉片摘下。
③脫色:把葉片放到盛有酒精的小燒杯中,水浴加熱，使葉片中的葉綠素溶解在酒精中，加熱過程中觀察到葉片由綠色慢慢變為黃白色，同時酒精變為綠色。
④漂洗、滴加碘液:到葉片褪成黃白色時，取出葉片并用清水洗凈后，在葉片上滴加碘液。幾分鐘后，用清水沖掉葉片上的碘液，可觀察到被鋁箔蓋嚴的部分不變藍色，葉片的銀邊部分也不變藍色，而未覆蓋的綠色部分變為藍色。
(2)分析
①葉片部分用鋁箔蓋嚴，其余部分未蓋鋁箔，此處的變量是光照。葉片的見光部分遇到碘液變成了藍色，而覆蓋鋁箔處未變藍色，這說明葉片的見光部分產生淀粉。這也說明光合作用需要光。
②活動中使用了銀邊天竺葵，此處想要控制的變量是葉綠體。葉片的綠色部分(有光照的部分)變藍，而白色(銀邊)部分沒有變藍，這說明光合作用需要葉綠體。
(3)結論
①葉片綠色部分的見光部分產生了淀粉，說明光合作用需要光。
②光合作用的產物是淀粉。
③葉片的綠色部分產生了淀粉，銀邊部分未產生淀粉，說明光合作用需要葉綠體。
（三）驗證光合作用產生氧氣
(1)實驗過程
①在一只燒杯中放人清水，將金魚藻(或其他水生綠色植物)放于水中，將漏斗蓋在金魚藻上。
②在漏斗上面罩上盛滿清水的試管。
③將整個裝置放在陽光下。過一會兒，可以看到有氣泡產生。這些氣泡中的氣體會收集在試管中。當試管中充滿氣體時，用大拇指在水中蓋住試管口,將試管取出。
④將點燃的衛生香放人試管，可以看到帶火星的衛生香立即猛烈地燃燒起來。這是由于氧氣具有助燃性。
(2)結論:金魚藻在光下產生了氧氣。
（四）光合作用的產物和條件
(1)綠葉在光下制造有機物的實驗中，葉片未遮光部分產生了淀粉，說明淀粉等有機物是光合作用的產物;葉片遮光部分和天竺葵的銀邊部分沒有淀粉產生，說明光合作用需要光和葉綠體。
(2)金魚藻在光下產生的氣體能使帶火星的衛生香猛烈地燃燒起來，這說明光合作用的另-產物是氧氣。
【能力拓展】
1.先將銀邊天竺葵放在黑暗的地方一晝夜，目的是把葉片中原有的淀粉運走或消耗掉，避免原來存在的淀粉對實驗結果造成影響。
2.葉綠素可以溶解在酒精中，因此，可利用酒精脫去葉片中的葉綠素，以免影響觀察的效果。
3.酒精是易燃物，直接加熱容易發生危險，而且也易造成酒精的過量蒸發。因此，要水浴加熱。
三、光合作用的原料
（一）植物光合作用需要二氧化碳嗎
(1)設計實驗
①此項探究要證明光合作用需要二氧化碳，因此，改變因素是二氧化碳，最后觀察植物有無淀粉生成。
②為了證明植物進行光合作用需要二氧化碳，就要以二氧化碳為變量設計對照實驗?？梢赃x取兩個透明的塑料袋，一個裝人少量氫氧化鈉溶液，另-一個裝人等量清水，分別套在葉片上。
③為了防止植物吸收空氣中的二氧化碳， 應將塑料袋口扎緊，用膠帶密封，內有氫氧化鈉溶液.吸收塑料袋內的二氧化碳，這樣植物就不會吸收空氣中的二氧化碳了。
④為了證明植物進行光合作用需要二氧化碳，可將兩組葉片進行淀粉檢測實驗，若裝清水的塑料袋內的葉片能變藍色，而裝氫氧化鈉溶液的塑料袋內的葉片不變藍色，則說明光合作用需要二氧化碳。
(2)實驗過程
①選擇一株生長健康的天竺葵，放在黑暗的地方一晝夜(使葉片中原有的淀粉運走或耗盡)。
②在植物上選定兩片葉子，按確定的方案控制變量，然后放到陽光下照射4小時。
③將兩片葉子摘下，酒精脫色、漂洗、滴加碘液，觀察是否有淀粉生成。
④記錄觀察到的實驗現象。
(3)結果分析
①觀察到的實驗現象:裝有清水的塑料袋內的葉片變藍;裝有氫氧化鈉溶液的塑料袋內的葉片不變藍。
②分析原因:氫氧化鈉溶液吸收了塑料袋內的二氧化碳，植物不能進行光合作用生成淀粉。
③結論:光合作用需要二氧化碳。
(4)表達與交流
和同學交流實驗結論。如果你的實驗無法證明植物光合作用需要二氧化碳，請仔細分析原因，并和同學討論應采取什么樣的改進措施。
（二）光合作用的原料
實驗證明，植物進行光合作用需要二氧化碳，二氧化碳是植物光合作用的原料?？茖W研究還證明，水也是植物光合作用的原料。
四、呼吸作用與光合作用的區別和聯系
光合作用 呼吸作用
原料 二氧化碳和水 有機物和氧氣
場所 葉綠體 活細胞
條件 光 有光和無光均可以
產物 有機物和氧氣 二氧化碳和水[
物質變化 無機物→有機物 有機物→無機物
能量變化 光能→化學能(貯存能量) 化學能→其他形式的能量(釋放能量)
相互關系 既互相矛盾又互相依賴。光合作用為呼吸作用提供了有機物和氧氣，呼吸作用為光合作用提供了能量和部分原料CO2
第7節 自然界中的氧循環和碳循環
一、自然界中的氧循環
氧循環是指大自然中氧氣的含量會隨著生物的呼吸作用和物質的燃燒等減少，但又會隨植物的光合作用而增加，這樣周而復始地進行循環，使大氣中氧氣的含量保持相對恒定的過程。
二、自然界中的碳循環
碳循環：①CO2光合作用→有機物→植物呼吸作用→CO2
②CO2光合作用→有機物→動物呼吸作用―→體內氧化→CO2
③CO2光合作用→有機物→動植物殘體→微生物的分解作用→CO2
④CO2光合作用→有機物→動植物殘體→地下漫長反應→煤、石油、天然氣→CO2
三、二氧化碳對環境的影響
(1)溫室效應：大氣中的CO2氣體能像溫室的玻璃或塑料薄膜那樣，使地面吸收的太陽光的熱量不易散失，從而使全球變暖。適度的“溫室效應”能保證地球上的氣溫恒定，適于動植物生存。
(2)其他能產生溫室效應的氣體有：水蒸氣(H2O)、臭氧(O3)、氧化亞氮(N2O)、甲烷(CH4)、氫氟碳化物類、全氟碳化物及六氟化硫等。
(3)溫室效應加劇的危害：導致兩極的冰川融化，使海平面上升，淹沒部分沿海城市，使土地沙漠化、農業減產等。
(4)緩解措施：①減少CO2的排放，如減少使用__煤、石油、天然氣__等化石燃料的燃燒，更多地利用太陽能、風能、地熱能等清潔能源；②增加CO2的消耗，如大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐森林等。
第8節 空氣污染與保護
一、空氣污染源與主要污染物
（一）空氣污染源
化石燃料的燃燒，如汽車排出的尾氣；工業廢氣和煙塵；火山爆發產生的粉塵和氣體等。
【注意】二氧化碳不是污染物。
（二）影響因素
造成空氣污染的有自然因素和人為因素，一般以后者為主。
主要污染物：CO、氮氧化物、SO2、可吸入顆粒物等。
①汽車尾氣：主要有害成分一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及碳煙等，為主要的空氣污染源之一。
②可吸入顆粒物：粒徑在10微米以下的顆粒物，是各大城市的首要污染物。。
二、環境問題與防治
（1）防治措施：減少污染物排放量、合理規劃工業區和非工業區、植樹造林等。
（2）空氣質量指數：指一種評價大氣環境質量狀況簡單而直觀的指標。目前計入空氣質量指數的污染物有：SO2、NO2、顆粒物、O3和CO等。分為6個級別，指數越大，表征顏色越深，空氣污染狀況越嚴重。
（3）全球性大氣環境問題：溫室效應、臭氧空洞、酸雨等。
(1)酸雨
①pH小于5.6的酸性降水，稱為酸雨(天然降水呈弱酸性性，因為空氣中含有少量的CO2)。
②形成的原因：雨、雪等在形成和降落過程中，吸收并溶解了空氣中氮氧化物和二氧化硫等物質。
③主要危害物：硝酸與硫酸。
(2)臭氧(O3)：一種藍色的、帶有腥臭味的氣體。離地面22～25千米處臭氧濃度達到最高，這一層大氣稱為臭氧層。
①作用：吸收大部分紫外線，保護生物。
②破壞：破壞臭氧層的主要物質為氯氟烴，氟利昂是其中一種。
③臭氧空洞：地球南北極上空臭氧層中的臭氧濃度明顯下降，出現臭氧薄層。
【能力拓展】
為了確定溶液中氫離子的濃度，化學家提出了pH的概念,pH越小，表示溶液中氫離子濃度越大。
臭氧在不同位置的利弊：高空臭氧層是保護層。近地低空臭氧是一種污染物。低空臭氧含量的增加可以引起光化學煙霧，危害森林、作物、建筑物等，臭氧還會直接引起人的機體失調和中毒。
浙教版科學八年級下冊第三章《空氣與生命》知識提綱

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