資源簡介

(共36張PPT)
2.1 空氣的成分
第1課時
第二單元 空氣、物質的構成與組成
The composition of the air
Chapter two Air ,Composition and composition of matter
學習目標
01
02
了解空氣的主要成分和所占體積比
通過引導“測定空氣里氧氣含量”實驗視頻的觀察和分析，使學生初步學習簡羊的實驗設計、觀來實驗現象并加以描述，對相關實驗現象能給出合理的解粹
教學重點
通過實驗探究空氣的組成
01 空氣的組成
教學難點
知道氦氣、稀有氣體的主要用途，體會物質性質與用途之間的關系
03
02 空氣中氧氣含量的測定
課程導入
是什么讓棉被成功變身？
是什么讓塑料袋變得鼓鼓的？
空 氣
問題探討
目
錄
CONTENTS
1
空氣有哪些成分
2
氮氣和稀有氣體有用嗎？
空氣有哪些成分
01
新課探究
一、空氣有哪些成分
1. 空氣成分發現史
很久以前，人們以為空氣只是單一的某種物質。
新課探究
1772
濁氣(氮氣)
盧瑟福(蘇格蘭)
1773
火氣(氧氣)
舍勒(瑞典)
1774
脫燃素空氣(氧氣)
普利斯特利(英國)
1774
空氣中存在氮氣、氧氣
拉瓦錫(法國)
一、空氣有哪些成分
1. 空氣成分發現史
新課探究
一、空氣有哪些成分
2. 拉瓦錫研究空氣的成分
圖2.1-2 拉瓦錫研究空氣成分所用的裝置
把銀白色的液態汞(水銀)放在密閉的玻璃容器中，連續加熱12天
一部分銀白色的液態汞變成紅色粉末；
實驗步驟
容器里空氣的體積差不多減少了約1/5；
汞 + 氧氣 氧化汞
加熱
Hg
O2
+
HgO
△
實驗現象
汞槽里的汞升入鐘罩。
實驗原理
新課探究
一、空氣有哪些成分
2. 拉瓦錫研究空氣的成分
把汞表面上所生成的紅色粉末收集后，放在一個小的容器里再加強熱。
實驗步驟
紅色粉末又生成了銀白色物質和能使帶火星木條復燃的氣體。
而且氧氣的體積恰好等于密閉容器里所減少的體積
實驗現象
空氣中含有氧氣，且氧氣約占空氣總體積的1/5。
實驗結論
實驗原理
氧化汞 汞+氧氣
加熱
HgO Hg + O2
加熱
他把得到的氧氣加到前一個容器里剩下的約4/5體積的氣體中，結果所得氣體的性質與空氣的完全一樣。
實驗驗證
拓展延伸
新課探究
一、空氣有哪些成分
2. 拉瓦錫研究空氣的成分
對剩余的氣體進行研究
既不供給呼吸也不支持燃燒
他認為這些氣體全是氮氣
空氣由氧氣(O2)和氮氣(N2)組成
發 現
實驗結論
其中氧氣約占空氣總體積的1/5
新課探究
由于氧氣約占空氣體積的1/5，因此水進入集氣瓶內的體積也約占容器中空氣體積的1/5。
一、空氣有哪些成分
圖2.1-2的實驗中，汞槽里的汞為什么會升入鐘罩且升入體積約占容器中空氣體積的1/5？
思考
鐘罩液面上升是因為瓶內壓強減小。汞與氧氣發生化學反應，消耗了容器內的氧氣，生成物氧化汞是固體，所以密閉容器壓強減小，在外界大氣壓強的作用下，汞液面上升。
新課探究
一、空氣有哪些成分
思考
科學家是通過什么證據推理出剩余氣體中除了氮氣外還有其他成分的
新課探究
一、空氣有哪些成分
3. 瑞利發現稀有氣體的存在
從空氣中分離的
氮氣的密度
化學方法制得的純凈
氮氣的密度
說明空氣中還含有其他不支持燃燒的氣體
新課探究
1894 氬
拉姆西(英語)
后經多位科學家的實驗和探究
1894
稀有氣體
瑞利(英國)
一、空氣有哪些成分
4.稀有氣體成分的發現
陸續發現了稀有氣體還有氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）等成分
新課探究
實驗時間較長;
一、空氣有哪些成分
拉瓦錫測定空氣中氧氣含量實驗的不足：
實驗操作及實驗裝置比較復雜;
且實驗過程對環境有污染。
新課探究
空氣中氧氣含量的測定
觀察活動>>>
目的
[實驗2-1] 實驗裝置如圖
請在通風櫥中進行實驗
提示信息
新課探究
新課探究
觀察活動>>>
實驗操作 觀察和思考
1.用記號將集氣瓶的水面上方容積劃分為5等份，組裝好儀器，夾緊止水夾 實驗前集氣瓶里裝的是什么？
2.點燃燃燒匙中的紅磷，迅速插入集氣瓶中，塞好膠塞。 瓶內出現什么現象？
紅磷燃燒消耗了瓶內的什么物質？
3.反應停止后，待集氣瓶冷卻至室溫，松開止水夾。 你觀察到什么現象？如何解釋？
水和空氣
紅磷燃燒，發出黃光，產生大量白煙，放熱
氧氣
燒杯中的水經導管進入集氣瓶，集氣瓶內水面上升約為1/5；因為紅磷燃燒消耗氧氣，實際集氣瓶內壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水進入容器
開始前先檢查裝置氣密性
新課探究
觀察活動>>>
氧氣約占空氣體積的1/5
實驗結論
實驗原理
紅磷 + 氧氣 五氧化二磷
加熱
P O2 P2O5
△
+
利用過量可燃物紅磷充分消耗密閉容器內空氣中的氧氣，生成固態的五氧化二磷，使密閉容器內壓強減小，在大氣壓的作用下，進入集氣瓶內水的體積即為減少的氧氣的體積。
文字表達式：
符號表達式：
新課探究
討論與交流>>>
1. 若集氣瓶內的水未上升至1/5處，可能的原因有哪些？
① 裝置氣密性不好
② 紅磷不足或燃燒不完全
③ 未冷卻至室溫就打開止水夾
④ 有部分水留在導管中未進入集氣瓶
新課探究
空氣中氧氣含量測定實驗的誤差分析
因素 影響
測定結果小于1/5
測定結果大于1/5
裝置漏氣
反應結束后外界空氣進入
紅磷的量不足
氧氣不能完全被消耗
未待裝置冷卻到室溫就打開止水夾
溫度較高，氣體膨脹，剩余氣體占有較大的體積
點燃的紅磷伸入瓶中過慢或伸入瓶中后未立即塞上塞子
瓶內空氣受熱膨脹，部分逸出
最初止水夾未夾緊
新課探究
討論與交流>>>
2. 能否用蠟燭、木碳、硫粉、鐵絲等代替紅磷進行實驗？
不能
木炭、蠟燭、硫粉燃燒都會生成氣體，使瓶內的氣體壓強變化不大，導致測定結果不準確；
而不能用鐵絲，是因為鐵絲在空氣中不能燃燒；
由此可知，選擇做測定空氣中氧氣體積實驗的物質要滿足兩個條件：
①在空氣中能燃燒，且只與空氣中的氧氣發生反應；
②燃燒后的生成物不能是氣體，最好是固體，需產生壓強差。
新課探究
討論與交流>>>
3. 剩余氣體的主要成分是什么？
氧氣
氮氣
科學家們通過許多科學實驗證明：
剩下不支持燃燒的氣體約占 4/5，其成分是 和少量 ，
如 、 和 等。
氮氣(N2)
其他氣體
稀有氣體
二氧化碳(CO2)
水蒸氣(H2O)
新課探究
空氣中氧氣含量測定的改進裝置
氧氣
拓展延伸
新課探究
氣體成分 占空氣總體積的百分比/%
氮氣 78
氧氣 21
稀有氣體(氦氖氬氪氙氡) 0.94
二氧化碳 0.03
其他 0.03
氧氣
氮氣
一、空氣有哪些成分
5.空氣的組成成分（體積分數）
水蒸氣在空氣中的含量不固定，因地區和天氣而異。例如陰雨天，空氣中的濕度大，水蒸氣含量會大些。二氧化碳的含量也會因人類活動的影響等原因而有所變化。
氮氣和稀有氣體有用嗎？
02
新課探究
二、氮氣和稀有氣體有用嗎
1.氮氣
色態味 密度 溶解性 熔點 沸點
-209.9℃ -195.8℃
無色無味氣體
略小于空氣
不易溶于水
物理性質
性質
用途
決定
體現
液態氮氣在醫學上作冷凍劑
沸點低
新課探究
二、氮氣和稀有氣體有用嗎
1.氮氣
氮氣
低溫、常溫條件下化學性質穩定
高溫等條件下可參與化學反應
制取氮肥
合成染料
制造炸藥
充氮包裝，保存食品
充氮燈泡
不活潑，不支持燃燒
化學性質：
新課探究
2. 稀有氣體
均為無色無味氣體
氦、氖、氬、氪、氙、氡六種氣體
二、氮氣和稀有氣體有用嗎
包含：
物理性質：
很不活潑(化學性質穩定)，惰性氣體
化學性質：
難溶于水
新課探究
2.稀有氣體
稀有氣體一般不與其他物質反應，曾被稱為“惰性氣體”
探空氣球
焊接保護氣
稀有氣體通電時，會發出各種顏色的光：
氦氣——粉紅色光
氖氣——紅光
氬氣——藍紫色光
氙氣——特強白光
氦氣是密度很小的氣體，
很穩定(化學性質)
激光技術
霓虹燈
用于
用于
用于
課堂小結
【檢測題1】測定空氣中氧氣含量的裝置如圖所示。下列有關該實驗的說法中，正確的是（　　）
A．實驗前要檢查裝置的氣密性
B．實驗時，只取用極少量的紅磷，可減少污染且不影響實驗結果
C．紅磷熄滅后應立刻打開彈簧夾
D．最終瓶中剩余的氣體是純凈的氮氣
課堂檢測
A
【檢測題2】有人患咽喉炎或鼻炎，醫生常用“冷凍法”治療，其冷凍劑是下列物質中的（　　）
A．液態氧氣 B．液態空氣
C．液化石油氣 D．液態氮氣
課堂檢測
D
【檢測題3】最早用定量的方法研究了空氣成分的科學家是（　　）
A．拉瓦錫 B．張青蓮 C．道爾頓 D．門捷列夫
A
【檢測題4】下列事實說明空氣中（主要）含有哪種成分？
（1）木條能夠在空氣中燃燒 ；
（2）澄清的石灰水長期暴露在空氣中會變渾濁 ；
（3）空氣是制氮肥的原料 ；
（4）酥脆的餅干在空氣中放置一段時間會變軟 。
課堂檢測
氧氣
二氧化碳
氮氣
水蒸氣
【檢測題5】小櫻同學用如圖所示的裝置測定空氣中氧氣含量。
（1）紅磷燃燒的符號方程式是 。
（2）實驗過程中，紅磷要足量的目的是 。
（3）能證明空氣中氧氣含量的現象是 。
（4）已知金屬鎂在空氣中燃燒，可分別與氧氣與氮氣反應，都生成固體物質，該實驗中的紅磷 （選填“能”或“不能”）用鎂來代替。
課堂檢測
左管液面最終上升至刻度1處
不能
消耗完裝置中的氧氣
P O2 P2O5
△
+

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