資源簡介

(共26張PPT)
第四單元 我們周圍的空氣
第一節
空氣的組成
空氣是生命賴以生存的物質基礎，也是重要的自然資源。我們每時每刻都要吸入空氣，空氣成分的微小變化甚至會對人類的生存產生巨大的影響。你知道空氣是由哪些成分組成的嗎 這些成分都有什么用途 你關注每天的空氣質量報告嗎
一、定量認識空氣的組成
我們知道空氣是無色、無味的混合氣體。它的成分在地球歷史上曾經幾度發生巨大變化，現在的空氣約形成于 3.5 億年前。
人們對空氣組成的認識經過了艱辛的探索過程。18世紀中葉以前，人們一直把空氣看作是一種單一成分的物質。后來，通過對燃燒現象和呼吸作用的深入研究，人們逐漸認識到空氣組成的復雜性。干燥潔凈的空氣主要是由氮氣(N2)、氧氣(O2)和稀有氣體①(主要為氬氣，另外還有氦、氖等氣體) 組成的，還含有少量的二氧化碳(CO2)和極少量的其他氣體。
現在，人們可以利用氧氣傳感器準確測量空氣中的氧氣含量，但在200年前這可并非易事。1775年，拉瓦錫(A. L. Lavoisier，1743-1794)首次測定了空氣中氧氣的含量。
拉瓦錫測定空氣成分的實驗
1.拉瓦錫測定空氣成分的實驗為什么選擇在密閉容器中進行
2.加熱條件下，汞與氧氣化合生成氧化汞。拉瓦錫選擇金屬汞作為反應物有什么優點
3.通過觀察哪些現象、測量哪些數據就可以判斷出空氣中氧氣的含量
拉瓦錫的實驗是依據空氣混合物中各組分性質的差異，利用化學反應，在不引入新的氣態雜質的前提下，將氧氣轉化為固態的氧化汞(HgO)，從而達到測定空氣中氧氣含量的目的。參照拉瓦錫的實驗，我們如何設計實驗裝置來粗略地測定空氣中氧氣的含量呢
測定空氣中氧氣的含量
〔實驗原理〕
加熱時，銅能跟空氣中的氧氣反應，生成黑色的氧化銅。
〔實驗用品〕
硬質玻璃管(相同規格2支)、橡皮塞(帶玻璃導管及不帶玻璃導管各2個)、量筒、酒精燈、鐵架臺(帶鐵夾)、氣球、注射器、火柴、藥匙；銅粉。
〔實驗步驟〕
1.將一支硬質玻璃管注滿水(兩端用橡皮塞封住)，然后打開上端橡皮塞，將水倒入量筒中，記錄體積。
2. 如圖 4-4 所示，在另一支干燥的硬質玻璃管中裝入銅粉，兩端塞上帶玻璃導管的橡皮塞，其中一端用氣球密封。移動注射器活塞，在注射器中留存一定體積的氣體，記錄體積后與硬質玻璃管另一端密封連接。根據酒精燈的高度，將玻璃管固定在鐵架臺上。
3.用酒精燈在銅粉部位加熱，加熱時多次緩慢推拉注射器。
4.停止加熱后，待玻璃管冷卻至室溫，將氣球內的氣體全部擠出。待注射器活塞穩定后，記錄注射器中氣體的體積。
〔記錄數據〕
_________________________________________________________。
〔實驗結論〕
〔實驗反思〕
1.與拉瓦錫的測定實驗相比，上述實驗有哪些優點與不足
2.上述實驗在哪些環節上可能造成誤差 如何避免或減小這些誤差
二、空氣是一種重要的資源
空氣不僅是生命賴以存在的物質基礎，還是人類生產活動的重要資源，空氣中的各種成分具有廣泛的用途。
在工業上，主要是通過降溫加壓使空氣液化，然后使液態空氣升溫，利用空氣中氧氣、氮氣、稀有氣體的沸點不同，使它們在不同溫度下分別氣化，從而逐一從空氣中分離出來。
氧氣能供給生物呼吸，支持燃料燃燒，還能用于鋼鐵冶煉和金屬焊接等。
氮氣在通常狀況下是一種無色、無味的氣體，難溶于水。它是工業上生產氨氣、硝酸和氮肥的重要原料；食品包裝袋中充入氮氣可避免食品擠壓破碎；液態氮氣是很好的制冷劑，可用于冷藏血液等。
稀有氣體(包括氦、氖、氬、氪、氙、氡)在通常條件下幾乎不與任何物質發生化學反應，可用作工業生產和科學實驗中的保護氣；在通電時可以發出各種不同顏色的光，可被填充在燈管中，用于制造多種用途的電光源。
三、關注空氣質量
通常情況下，空氣中各種成分的含量保持相對穩定。但隨著人類活動的增加，特別是工業生產和交通運輸產生的廢氣源源不斷地排放，空氣中有害氣體和煙塵的含量不斷升高，導致空氣質量下降。空氣質量狀況隨時間和地點的不同而有所不同。
探究不同氣體樣本中二氧化碳含量的差異
1.利用課余時間，用塑料礦泉水瓶收集至少2種氣體樣本，如清晨公園或樹林中的空氣、人流密集商場中的空氣、空曠操場中的空氣、教室中的空氣等，留作課堂實驗時使用。
2.用二氧化碳檢測儀測量不同氣體樣本中二氧化碳的含量，記錄實驗數據。
3.如果實驗室中沒有二氧化碳檢測儀，你能否通過化學實驗判斷不同氣體樣本中二氧化碳含量的差異 已知通常情況下，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。請你設計并完成實驗，記錄實驗現象。
討論：在實驗步驟3中，為使實驗結果盡可能準確，應如何控制實驗變量
目前，有關部門通過各種媒體向社會發布空氣質量報告，以使民眾及時了解當地和全國各主要城市的空氣質量狀況。
認識空氣質量報告
表 4-1 列出了三個城市某一天的空氣質量報告。表中的空氣質量指數(AQI)是將幾種空氣污染物的含量按一定的方法處理成0~500之間的數字，用以定量描述空氣質量狀況的指數。目前，計入空氣質量評價的主要污染物為二氧化硫( SO2)、二氧化氮( NO2)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、可吸入顆粒物(指直徑不超過10微米的顆粒物，稱 PM10)、細顆粒物(指直徑不超過 2.5 微米的顆粒物，稱PM2.5)等。
思考:
1.空氣質量報告的主要內容是什么
2.空氣質量指數級別與空氣質量狀況存在什么關系
空氣不僅是我們賴以生存的物質基礎，也是工農業生產的重要資源。讓我們為保護環境、提高空氣質量行動起來吧
謝謝觀看

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