資源簡介

(共40張PPT)
第二單元　我們周圍的空氣
學業要求:根據《義務教育化學課程標準(2022年版)》描述編寫
能通過實驗說明氧氣及空氣中其他成分的主要性質,并能用化學方程式表示;
能舉例說明物質性質的?泛應用及性質與用途的關系;
能利用氧氣及空氣中其他成分的性質,分析、解釋一些簡單的化學現象和事實;
能設計簡單實驗,制備并檢驗氧氣。
空氣的主要成分和用途(5年2考)
空氣的污染及防治(5年3考)
污染物 有害氣體(　 　等)和煙塵
危害 嚴重損害人體健康,影響農作物生長,破壞生態環境,其中全球氣候變暖、臭氧層被破壞和酸雨等都與空氣污染物有關
防治措施 加強大氣質量監測,使用　 　能源,積極植樹、造林、種草等
SO2、NO2、CO
清潔
PM2.5的來源:汽車尾氣、工業廢氣、垃圾焚燒、地表沙塵等。
氧氣的性質與用途(5年3考)
1.氧氣的物理性質:標準狀態下,氧氣的密度比空氣的
　 　,氧氣　 　溶于水,其液體、固體呈
　 　色。
2.化學性質(能支持燃燒,具有氧化性,可與許多物質發生氧化反應)
淡藍
略大
不易
反應 物質名稱 現象 化學方程式
與金屬 單質 反應 鎂 在氧氣中劇烈燃燒,發出　 　 ,生成 　 　,放出熱量 　 　
鐵 在空氣中:只能產生紅熱現象 在氧氣中:劇烈燃燒,　 　,生成 　 　,放出熱量 　 　
銅 銅表面　 　 　 　
耀眼的白光
白色固體
火星四射
黑色固體
變黑
2Mg+O2 2MgO
3Fe+2O2 Fe3O4
2Cu+O2 2CuO
與非金屬單質反應 木炭 在空氣中燃燒發出紅光,在氧氣中燃燒更加　 　,發出　 　,放熱,生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體 　 　
硫 在空氣中燃燒產生　 　火焰,在氧氣中燃燒產生明亮的　 　火焰,放熱,生成一種有刺激性氣味的氣體 　 　
磷 產生大量白煙,放熱 　 　
氫氣 產生　 　火焰,火焰上方罩一個干而冷的燒杯,其內壁出現　 　 　 　
劇烈
白光
淡藍色
藍紫色
淡藍色
水珠
C+O2 CO2
S+O2 SO2
4P+5O2 2P2O5
2H2+O2 2H2O
與化合物反應 一氧化碳 產生　 　火焰,放出熱量 　 　
甲烷 產生　 　火焰,火焰上方罩一個干而冷的燒杯,其內壁有 　 　出現,同時生成使澄清石灰水變渾濁的氣體 　 　
酒精 產生　 　火焰,放出熱量 　 　
藍色
藍色
水霧
藍色
2CO+O2 2CO2
CH4+2O2 CO2+2H2O
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
　結合以上信息可總結出:氧氣是一種化學性質
　 　的氣體,在化學反應中提供氧,具有
　 　,是常用的　 　 。
3.氧氣的用途:可　 　(用于氣焊、氣割、宇航等)和　 　(用于動植物呼吸、登山、潛水等)。
氧化性
比較活潑
供給呼吸
氧化劑
支持燃燒
做硫燃燒的實驗時,集氣瓶中應放少量水或堿液,吸收生成的氣體SO2,以防止SO2污染空氣。做紅磷燃燒的實驗時,集氣瓶中放少量水,其作用是吸收熱量,防止炸裂瓶底,并且吸收生成的P2O5(白煙),防止P2O5污染空氣。做鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時,集氣瓶底部鋪一層細沙或放少量水,以防止熔融物濺落,炸裂瓶底。
影響化學反應速率的因素(5年2考)
　1.催化劑
概念 催化劑是指在化學反應中能　 　其他物質的化學反應速率,而本身的
　 　和　 　在化學反應前后沒有發生變化的物質?！案淖儭卑ā凹涌臁焙汀皽p慢”兩層含義
作用 催化劑在化學反應中起　 　作用
改變
質量
化學性質
催化
　2.影響化學反應速率的因素
(1)溫度:　 　,可以加快化學反應速率。
(2)反應物的濃度:　 　,可以加快化學反應速率。
(3)反應物的接觸面積:　 　,可以加快化學反應速率。
(4)催化劑:使用催化劑可以改變化學反應速率。
增大反應物的接觸面積
升高溫度
增大反應物的濃度
重難點一、催化劑及催化作用
化學研究小組在開展了“過氧化氫制取氧氣的反應中二氧化錳的作用”探究實驗之后,又進行了“尋找新的催化劑”的探究實驗。
【提出問題1】氧化鐵能否用作過氧化氫分解的催化劑 如果能,它的催化效果如何
【設計實驗1】
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
實驗 現象
Ⅰ.分別量取5 mL 5%的過氧化氫溶液于A、B兩支試管中,向A中加入a g氧化鐵粉末,并分別在A、B兩支試管中伸入帶火星的木條,觀察現象 A試管中產生氣泡,帶火星的木條復燃,B試管中無明顯現象
Ⅱ.將實驗Ⅰ中A試管內的剩余物質分離,將所得固體進行洗滌、干燥、稱量 所得固體質量為a g
Ⅲ.將實驗Ⅱ中得到的固體放入盛有5 mL 5%的過氧化氫溶液的試管中,向試管中伸入帶火星的木條 有氣泡冒出,帶火星的木條復燃
Ⅳ.分別量取5 mL 5%的過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中,向C試管中加入a g氧化鐵粉末,向D試管中加入a g二氧化錳粉末 —
　【實驗結論】
(1)A試管中產生的氣體是　 　。
(2)氧化鐵可以作過氧化氫分解的催化劑,尋找該結論的證據主要是通過實驗　 　展開的。
【實驗評價】
(3)設計實驗Ⅲ的目的是
　 　。
證明氧化鐵的化學性質在化學反應前后保持不變
氧氣
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
【資料信息】過氧化氫分解除了用二氧化錳作催化劑還可用氧化銅等物質作催化劑。
【提出問題2】氧化銅(黑色粉末)是否也能作氯酸鉀分解的催化劑 它是否比二氧化錳的效果更好
【設計實驗2】某同學以生成等體積的氧氣為標準,設計了下列三組實驗(其他可能影響實驗的因素均忽略)。
實驗 序號 氯酸鉀質量/g 其他物質質量/g 待測數據
① 1.2 — x
② 1.2 氧化銅0.5 y
③ m 二氧化錳0.5 z
(4)寫出氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下反應的化學方程式:　 　。
(5)上述實驗應測量的“待測數據”是指
　 　。
(6)若實驗②比實驗①的“待測數據”更　 　(選填“大”或“小”),說明氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率,表中“m”的數值應該為　 　。
1.2
2KClO3 2KCl+3O2↑
收集等體積的氧氣所需時間
小
(7)將實驗②反應后的固體經過過濾、洗滌、干燥處理后,稱量得到0.5 g黑色粉末,再將黑色粉末放入
　 (簡述操作)。
　盛有適量的氯酸鉀的試管中并加熱,再用帶火星的木條放在試管口,觀察到木條復燃
【評價設計】
(8)你認為該小組同學設計實驗③和實驗②對比的目的是
　 　。
比較氧化銅和二氧化錳的催化效果
催化劑是在化學反應中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。因此要證明氧化鐵可以作過氧化氫分解的催化劑,需要證明氧化鐵能改變反應速率(實驗Ⅰ),且化學反應前后氧化鐵的質量和化學性質不變(實驗Ⅱ、Ⅲ),實驗Ⅳ的目的是比較氧化銅和二氧化錳的催化效果。對比化學反應速率的快慢,可以測定收集等體積氧氣所需的時間,時間越短,則反應速率越快。
學習了二氧化錳對過氧化氫分解有催化作用的知識后,小明同學提出氧化銅能否起到類似二氧化錳的催化作用呢 于是進行了以下探究:
【作出猜想】a.氧化銅不是催化劑,也不參與反應,反應前后質量和化學性質不變;
b.氧化銅參與反應,反應前后質量和化學性質發生了改變;
c.氧化銅是反應的催化劑,反應前后
　 　。
質量和化學性質不變
【進行實驗】小明用天平稱量0.2 g氧化銅,取5 mL 5%的過氧化氫溶液于試管中,實驗過程如下:
(1)步驟③的現象是試管內有　 　產生,帶火星的木條復燃;步驟⑥的結果是　 。
(2)步驟⑦的現象是溶液中有大量氣泡產生,帶火星的木條
　 　;由此可得出結論:猜想c成立。
(3)步驟①的目的是　 　。
(4)實驗結論:氧化銅可以作為過氧化氫分解反應的催化劑,請寫出該反應的化學方程式:　 　。
2H2O2 2H2O+O2↑
氣泡
氧化銅的質量仍為0.2 g　
復燃
與后面的實驗進行對比
下表是小明同學探究影響反應速率的部分因素的相關實驗數據。
實驗 序號 過氧化 氫溶液 濃度/% 過氧化 氫溶液 體積/mL 溫度 /℃ 二氧化 錳的用 量/g 收集氧 氣的體 積/mL 反應所
需的時
間/s
① 5 1 20 0.1 4 16.75
② 12 1 20 0.1 4 6.04
③ 30 5 35 — 2 49.21
④ 30 5 55 — 2 10.76
　(5)通過實驗①和②對比可知,化學反應速率與
　 　有關;由實驗③和④對比可知,化學反應速率與溫度的關系是
　 　。
(6)用一定量15%的過氧化氫溶液制氧氣,為了減小反應速率,可加適量的水稀釋,生成氧氣的總質量　 　(選填“減小”、“不變”或“增大”)。
不變
過氧化氫溶液的濃度
其他條件相同時,溫度越高,反應速率越快
【解析】 【作出猜想】催化劑在反應前后質量和化學性質都不變。
【進行實驗】(1)步驟③中帶火星的木條復燃,說明有較多的氧氣生成,故現象為有氣泡產生。
氧化銅在該反應中作催化劑,催化劑在反應前后的質量和化學性質不變,故步驟⑥的結果是氧化銅的質量仍為0.2 g。
(2)氧化銅是該反應的催化劑,步驟⑦中氧化銅仍能催化過氧化氫生成氧氣,故現象是帶火星的木條復燃。
(3)步驟①是為了與后面的實驗作對比,對比加入氧化銅前后過氧化氫的分解速率是否發生改變。
(4)過氧化氫在氧化銅催化作用下生成水和氧氣, 化學方程式為2H2O2 2H2O+O2↑。
(5)實驗①和②中,根據控制變量法,只有過氧化氫溶液的濃度不同,而反應的快慢不同,說明化學反應的速率與過氧化氫溶液的濃度有關;實驗③和④的溫度不同,溫度越高,反應所需的時間越短,說明化學反應速率與溫度的關系是其他條件相同時,溫度越高,反應速率越快。
(6)稀釋只會改變過氧化氫溶液的濃度,但過氧化氫的質量不變,因此不會改變生成的氧氣的質量。

如何證明某物質可作某反應的催化劑
(1)證明化學反應速率改變。通過對比加入和不加入該物質時化學反應速率差別,證明該物質能改變反應速率。比較化學反應速率有兩種方法,一是比較相同時間內產生的氣體體積,二是比較產生相同體積的氣體所需的時間。特別需要注意的是設計對比實驗時要控制變量。
(2)證明反應前后該物質的質量不變。加入該物質之前,稱量該物質質量為m1,加入該物質后,待反應充分進行,通過溶解、過濾、洗滌、干燥等步驟將該物質分離,再次稱量該物質質量為m2,若m1=m2,則反應前后該物質質量不變。
(3)證明反應前后該物質的化學性質不變。將上述步驟中獲得的干燥的固體物質進行重復實驗,即再次加入過氧化氫溶液中,觀察是否還能改變反應的速率,如果能改變,則反應前后該物質的化學性質不變。
【注意】加入催化劑不能改變生成物的質量。

重難點二、氧化反應與化合反應的關系
下列結論正確的是 ( )
A.氧化反應一定是化合反應
B.凡是有兩種或兩種以上物質參加的反應就是化合反應
C.鐵絲在氧氣中燃燒既屬于氧化反應,又屬于化合反應
D.混合物由多種物質組成,所以混合物中一定存在多種元素
C
A.氧化反應不一定是化合反應,如蠟燭的燃燒;B.兩種或兩種以上物質生成另一種物質的反應才是化合反應,生成多種物質時不是化合反應;C.鐵絲在氧氣中燃燒,因為有氧氣參加反應,它屬于氧化反應,又因為兩種反應物生成另一種物質,所以又屬于化合反應;D.混合物中可以存在多種元素,也可以只有一種元素,例如氧氣和臭氧的混合物中只含有氧元素這一種元素。
化學中的許多概念之間存在著包含、并列、交叉等關系。下列有關概念之間的關系分析正確的是 ( )
A.化合反應和分解反應屬于交叉關系
B.混合物和純凈物屬于包含關系
C.化合反應和氧化反應屬于并列關系
D.緩慢氧化和氧化反應屬于包含關系
D
【解析】 A.化合反應和分解反應屬于并列關系,錯誤;B.混合物和純凈物屬于并列關系,錯誤;C.化合反應和氧化反應屬于交叉關系,錯誤;D.氧化反應分為劇烈氧化和緩慢氧化,因此緩慢氧化和氧化反應屬于包含關系,正確。
化合反應是由兩種或兩種以上物質生成另一種物質的反應(多變一),屬于基本反應類型。氧化反應是物質與氧發生的反應,其中氧可以是氧氣,也可以是某些含氧元素的化合物,氧化反應不屬于基本反應類型?；戏磻脱趸磻獙儆诮徊骊P系。

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