資源簡介

第
4講　空　氣
1.
下列氣體中，能供給動植物呼吸的是(　　)
A.
O2
B．H2
C．N2
D．CO2
2．空氣中含量最多且化學性質不活潑的氣體是(　　)
A.
O2
B．CO2
C．N2
D．Ne
3.
空氣中，氧氣的體積分數(shù)約為(　　)
A.
0.03%
B．0.94%
C．21%
D．78%
4.
下列利用空氣某成分物理性質的是(　　)
A．氧氣可以供給呼吸
B．氮氣可以制造化肥
C．干冰用于人工降雨
D．稀有氣體用作保護氣
5.
空氣中各成分體積分數(shù)如圖所示，其中區(qū)域“a”代表的是(　　)
A．氧氣
B．氦氣
C．氮氣
D．二氧化碳
6．空氣是人類生產活動的重要資源。下列關于空氣的說法正確的是(　　)
A．潔凈的空氣是純凈物　
B．空氣中可分離出氧氣用于醫(yī)療急救
C．空氣中含量最多的氣體是二氧化碳
D．空氣中氮氣的化學性質比氧氣活潑
7．下列關于空氣成分的說法錯誤的是(　　)
A．氧氣約占空氣總體積的4/5
B．稀有氣體可制成多種用途的電光源如霓虹燈
C．氮氣充入食品包裝中以防腐
D．二氧化碳在大氣中含量不斷上升，從而導致溫室效應增強
8．下圖是“實驗室測定空氣中氧氣含量”的實驗裝置圖，下列有關說法錯誤的是
(　　)
A．可用木炭代替紅磷進行實驗
B．做該實驗前，應檢查裝置的氣密性
C．若實驗前導管內未充滿水，將導致測得氧氣的含量小于五分之一
D．若紅磷不足，將導致測得氧氣的含量小于五分之一
9．測定空氣中氧氣含量的實驗裝置如圖所示：下列有關說法正確的是(　　)
A．燃燒匙中的紅磷可以換成硫
B．選用紅磷是因為反應只消耗O2，生成固態(tài)的P2O5
C．裝置內水位不會發(fā)生變化
D．本實驗可以證明空氣含有N2、O2、CO2和稀有氣體
10．利用下圖裝置驗證了空氣中氧氣的含量。下列敘述不正確的是(　　)
A．實驗前需檢查裝置氣密性
B．白磷的作用是消耗試管中的氧氣
C．白磷熄火、試管冷卻后再打開止水夾
D．最終量筒中液面約降至40mL刻度線處
11.
“綠水青山就是金山銀山”，保護環(huán)境就是保護我們自己。下列環(huán)境問題與其防治措施不合理的是(　　)
A．白色污染——焚燒或掩埋廢棄塑料
B．溫室效應——開發(fā)新能源，減少化石燃料的使用
C．酸雨——推廣使用脫硫煤　
D．臭氧空洞——研發(fā)新的制冷劑，減少氟利昂的使用
12．空氣是重要的自然資源，與人類的生產生活密切相關。
(1)空氣中稀有氣體的體積分數(shù)約為____。
(2)空氣中二氧化碳的含量不斷上升，從而導致____，使全球氣候變暖。
(3)空氣質量日報可以及時準確反映空氣質量狀況?？諝赓|量級別分為六級，級別越高則空氣污染程度越____(填“輕”或“重”)。
13．火電廠發(fā)電需要燃燒大量的煤，由于煤中含有硫元素，未經脫硫的煤燃燒后，產生的氣體會導致嚴重的大氣污染，進入水體，也會加劇水污染。
(1)硫能在空氣中燃燒，寫出硫燃燒的化學反應方程式____。燃燒后生成的氣體排放到空氣中，會形成酸雨。
(2)原煤燃燒產生的SO2在雨、雪降落過程中會形成____，它能腐蝕建筑物，使土壤酸化等。
14.
閱讀材料，回答問題
材料：近地面處臭氧是一種空氣污染物。其含量過高會對人體的呼吸道產生刺激作用，影響肺部功能，還會刺激、損傷眼睛，導致視力下降。
(1)如果近地面處臭氧含量過高，將直接導致下列哪一類疾病增加？____。
A．呼吸道疾病　　　B．血液傳染病
C．糖尿病
(2)如圖是某地8月1日～5日的溫度、相對濕度、近地面處臭氧濃度的變化。據圖分析，該地這一時段近地面處臭氧濃度的變化與溫度的變化是否有關？并闡述理由____。
15．為驗證空氣中氧氣的體積分數(shù)，小明按圖甲所示的裝置進行了多次實驗，發(fā)現(xiàn)每次測得的氧氣體積分數(shù)總是遠小于21%，他認為誤差主要由實驗裝置造成，于是改用圖乙裝置進行實驗，步驟如下：
①
連接裝置并檢查氣密性。
②
在量筒內加入100毫升的水。
③
在廣口瓶中加入少量水，使瓶內空氣體積為250毫升。
④
在燃燒匙內放入過量的紅磷，塞緊瓶塞，關閉止水夾，接通電源使電烙鐵發(fā)熱，點燃紅磷后，斷開電源。
⑤
燃燒結束并充分冷卻后，打開止水夾，待量筒內水面不再下降時，記錄量筒內水的體積為65毫升。
(1)小明按如甲裝置進行實驗時，該如何檢查裝置的氣密性？____。
(2)與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是____。
(3)根據本實驗數(shù)據，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)為____。
小明發(fā)現(xiàn)，測量結果與真實值仍有較大差距，查閱資料發(fā)現(xiàn)，引起本實驗的誤差除裝置外，還與可燃物的性質有關。
16.
“綠水青山就是金山銀山”，保護環(huán)境勢在必行。請回答下列問題：
(1)請寫出酸雨的危害：____(答一點即可)。
(2)在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料(車用乙醇汽油)，請寫出使用乙醇汽油的一條優(yōu)點____。
1．2013年2月全國科學技術名詞審定委員會將PM2.5正式命名為“細顆粒物”。細顆粒物粒徑小于或等于2.5(　　)
A．厘米
B．分米
C．毫米
D．微米
2．下圖是北京本地PM2.5來源分布圖。據此，下列措施對減少PM2.5效果最不明顯的是(　　)
北京本地來源
摘自2014年4月26日《人民日報》
A．減少汽車的保有量
B．植樹造林
C．用風能與太陽能發(fā)電替代燃煤發(fā)電
D．減少工業(yè)生產中二氧化碳的排放
3．化學革命是發(fā)生在十八世紀末英國和法國的一場深刻的化學學科的變革。英國物理學家、化學家波義耳和法國化學家拉瓦錫曾做過貌似相同的兩個實驗(見圖)(已知氧化汞是紅色粉末)。
關于這兩個實驗的說法正確的是(　　)
A．兩個實驗都可用于測定空氣中氧氣的含量
B．兩個實驗中，曲頸甑內汞的表面都變?yōu)楹谏?br/>C．波義耳的實驗中，金屬加熱后質量增加，該現(xiàn)象不能用質量守恒定律解釋
D．拉瓦錫的實驗中，玻璃鐘罩內液面逐漸上升，達到一定高度后不再變化
4．某科學興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數(shù)顯設備、氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按下圖連接。裝置氣密性良好，調節(jié)右邊敞口容器和集氣瓶里的水面相平，此時集氣瓶內氣體的體積為V1。關閉活塞，點燃燃燒匙內的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升。待集氣瓶內的水面不再上升時，集氣瓶內的氣體體積為V2。然后向右邊容器內加入一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內的氣體體積為V3。在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數(shù)顯設備顯示集氣瓶內的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩(wěn)定。
請回答：
(1)數(shù)顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量____(選填“大于”“
等于”或“小于”)氧氣量減少導致的氣壓變化量。
(2)基于數(shù)顯設備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到____所經歷的時間。
(3)在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為____(選填“V1－V2”“
V1－V3”
或“V2－V3”)。
5．請閱讀下面的文章，并據此回答問題：
科學家在研究大氣中CO2的濃度變化會對地球的平均氣溫造成什么影響的問題時，采用的研究途徑之一是：研究古氣候大氣中CO2的濃度變化和當時大氣平均溫度的變化關系。
(1)有種方法是測量淺海貝類化石中硼、鈣元素含量的比例。因為這個比例高低和這些貝類生長時的海水酸堿度有關，而海水酸堿度又和大氣中CO2的濃度有關。將得到的有關數(shù)據和通過其他研究途徑得到的同時期大氣平均溫度對比，即可得到同時期大氣平均溫度與大氣中CO2的濃度的對應關系。海水酸堿度和大氣中CO2的濃度有關的科學原理是____。
(2)請在下列坐標圖中，標出坐標軸的含義，并大致表示大氣中CO2的濃度對海水酸堿度(用海水pH表示，海水略呈弱堿性)的影響關系。
　
答圖
(3)在生物圈中你認為當前影響大氣中濃度變化的主要直接因素是____、____(請寫出兩點)。
材料一：年瑞利發(fā)現(xiàn)在相同條件下由空氣中除去氧氣、二氧化碳、水蒸氣和灰塵后獲得的氮氣其密度為克升；由含氮化合物反應并除去水蒸氣后獲得的氮氣(＋)其密度為克升。兩者密度差值雖小卻完全超出了實驗誤差范圍。材料二：年月瑞利和拉姆塞開始用下圖裝置進行清除空氣中氮氣的實驗研究：在倒立圓底燒瓶內引入兩根金屬導線，通電使瓶中空氣里的氧氣和氮氣生成氮的氧化物，用堿液來吸收生成的氮的氧化物和原有的二氧化碳氣體。并從氣體進口不斷向瓶內補充氧氣，使反應持續(xù)進行。
材料三：瑞利和拉姆塞又設計了另一實驗裝置將上述實驗所得的氣體干燥后通過紅熱的銅粉來除去其中的氧氣得到少量的剩余氣體對剩余氣體做光譜分析得知這是一種未知的氣體并測得其密度約是氮氣的倍。年月日他們共同宣布：發(fā)現(xiàn)了一種未知氣體并命名為氬氣。
材料四：年拉姆塞等人利用不同的物質沸點不同又發(fā)現(xiàn)了氪氣、氖氣、氙氣。根據上述材料回答下列問題：()與純凈氮氣密度值更接近的是由____獲得的氮氣密度值(填空氣中或含氮化合物反應)。()實驗中不斷向瓶內補充氧氣的目的是____。()在當時實驗條件下很難利用化學反應除去氬氣獲知未知氣體中還有其他氣體存在其理由是____。第
4講　空　氣
1.
下列氣體中，能供給動植物呼吸的是(　A　)
A.
O2
B．H2
C．N2
D．CO2
【解析】
A．氧氣的用途是支持燃燒和供給呼吸，故A正確；B.氫氣不能供給呼吸，故B錯誤；C.氮氣化學性質穩(wěn)定，也不能供給呼吸，故C錯誤；D.二氧化碳既不能燃燒也不能支持燃燒，還不能供給呼吸，故D錯誤。
2．空氣中含量最多且化學性質不活潑的氣體是(　C　)
A.
O2
B．CO2
C．N2
D．Ne
【解析】
空氣中各成分及體積分數(shù)為：氮氣占78%、氧氣占21%、稀有氣體占0.94%、二氧化碳0.03%、水蒸氣和雜質占0.03%。氮氣在空氣中含量最多且化學性質不活潑，故選C。
3.
空氣中，氧氣的體積分數(shù)約為(　C　)
A.
0.03%
B．0.94%
C．21%
D．78%
【解析】
空氣的成分按體積計算，大約是氮氣占78%、氧氣占21%、稀有氣體占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他氣體和雜質占0.03%。故選C。
4.
下列利用空氣某成分物理性質的是(　C　)
A．氧氣可以供給呼吸
B．氮氣可以制造化肥
C．干冰用于人工降雨
D．稀有氣體用作保護氣
5.
空氣中各成分體積分數(shù)如圖所示，其中區(qū)域“a”代表的是(　C　)
A．氧氣
B．氦氣
C．氮氣
D．二氧化碳
【解析】
空氣的成分及各成分的體積分數(shù)分別是：氮氣占78%、氧氣占21%、稀有氣體占0.94%、二氧化碳占0.03%、其他氣體和雜質占0.03%。由圖可知，a占的體積分數(shù)最大，是氮氣。
6．空氣是人類生產活動的重要資源。下列關于空氣的說法正確的是(　B　)
A．潔凈的空氣是純凈物　
B．空氣中可分離出氧氣用于醫(yī)療急救
C．空氣中含量最多的氣體是二氧化碳
D．空氣中氮氣的化學性質比氧氣活潑
【解析】
A．空氣是由多種物質組成的混合物，故錯誤；B.氧氣支持呼吸，故可用于醫(yī)療急救，故正確；C.空氣中含量最多的氣體是氮氣，故錯誤；D.氮氣的化學性質不活潑，故錯誤。
7．下列關于空氣成分的說法錯誤的是(　A　)
A．氧氣約占空氣總體積的4/5
B．稀有氣體可制成多種用途的電光源如霓虹燈
C．氮氣充入食品包裝中以防腐
D．二氧化碳在大氣中含量不斷上升，從而導致溫室效應增強
【解析】
A．空氣中氧氣的體積分數(shù)約為
21%，說法錯誤；B.稀有氣體通電時會發(fā)出有色光，所以稀有氣體可制成多種用途的電光源，說法正確；C.氮氣的化學性質穩(wěn)定，所以氮氣可充入食品包裝袋中防腐，說法正確；D.二氧化碳是導致溫室效應的主要氣體，二氧化碳在大氣中含量不斷上升，從而導致溫室效應增強，說法正確。
8．下圖是“實驗室測定空氣中氧氣含量”的實驗裝置圖，下列有關說法錯誤的是
(　A　)
A．可用木炭代替紅磷進行實驗
B．做該實驗前，應檢查裝置的氣密性
C．若實驗前導管內未充滿水，將導致測得氧氣的含量小于五分之一
D．若紅磷不足，將導致測得氧氣的含量小于五分之一
【解析】
A．不可用木炭代替紅磷進行實驗，因為木炭燃燒生成氣體，選項錯誤；B．做該實驗前，應檢查裝置的氣密性，否則易導致測定結果不準確，選項正確；C.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，選項正確；D.若紅磷不足，使氧氣不能完全反應，將導致測得氧氣的含量小于空氣體積的五分之一，選項正確。
9．測定空氣中氧氣含量的實驗裝置如圖所示：下列有關說法正確的是(　B　)
A．燃燒匙中的紅磷可以換成硫
B．選用紅磷是因為反應只消耗O2，生成固態(tài)的P2O5
C．裝置內水位不會發(fā)生變化
D．本實驗可以證明空氣含有N2、O2、CO2和稀有氣體
【解析】
A．燃燒匙中的紅磷不可以換成硫或木炭，硫或木炭燃燒生成氣體，裝置中氣壓不變，裝置中液面不會上升，無法測定氧氣體積分數(shù)，A錯。B.選用紅磷是因為紅磷只消耗O2不和氮氣反應，生成固態(tài)的P2O5沒有生成新的氣體，B正確。C.紅磷燃燒消耗氧氣，沒有生成新的氣體，裝置中氣壓下降，在大氣壓作用下，液面上升，裝置內水位會發(fā)生變化，C錯。D.本實驗不可以證明空氣中含有CO2和稀有氣體，D錯。
10．利用下圖裝置驗證了空氣中氧氣的含量。下列敘述不正確的是(　D　)
A．實驗前需檢查裝置氣密性
B．白磷的作用是消耗試管中的氧氣
C．白磷熄火、試管冷卻后再打開止水夾
D．最終量筒中液面約降至40mL刻度線處
【解析】
A．該裝置是利用白磷燃燒消耗氧氣，反應后，裝置內壓強減小，在壓強差的作用下，量筒中的水進入試管，進入水的體積就是空氣中氧氣的體積，故實驗前需檢查裝置的氣密性，否則，裝置漏氣，外界空氣進入，會使實驗結果偏小，不符合題意；B.白磷的作用是將試管內的氧氣耗盡，使裝置內壓強減小，在壓強差的作用下，量筒中的水進入試管，進入水的體積就是空氣中氧氣的體積，不符合題意；C.白磷熄滅，試管冷卻后，再打開止水夾，否則，試管內的氣體受熱膨脹，占據了一定的空間，會使進入水的體積偏小，從而使實驗結果偏小，不符合題意；D.空氣中氧氣的體積約占空氣體積的，故進入水的體積大約是：130mL×＝26mL，故最終量筒中液面約降至50mL－26mL＝24mL
刻度線處，符合題意。故選D。
11.
“綠水青山就是金山銀山”，保護環(huán)境就是保護我們自己。下列環(huán)境問題與其防治措施不合理的是(　A　)
A．白色污染——焚燒或掩埋廢棄塑料
B．溫室效應——開發(fā)新能源，減少化石燃料的使用
C．酸雨——推廣使用脫硫煤　
D．臭氧空洞——研發(fā)新的制冷劑，減少氟利昂的使用
【解析】
A．直接焚燒塑料會造成大氣污染，掩埋塑料因塑料不易降解會造成土壤污染，A選項符合題意；B.減少化石燃料的使用可以減少二氧化碳的排放，減輕溫室效應，B選項不合題意；C.酸雨主要因燃燒含硫的煤而造成，若推廣脫硫劑，可減少燃煤排放硫的氧化物，C選項不合題意；D.臭氧層空洞是過度使用制冷劑氟利昂造成，研發(fā)新的制冷劑可以減少使用氟利昂，D選項不合題意。
12．空氣是重要的自然資源，與人類的生產生活密切相關。
(1)空氣中稀有氣體的體積分數(shù)約為__0.94%__。
(2)空氣中二氧化碳的含量不斷上升，從而導致__溫室效應增強__，使全球氣候變暖。
(3)空氣質量日報可以及時準確反映空氣質量狀況?？諝赓|量級別分為六級，級別越高則空氣污染程度越__重__(填“輕”或“重”)。
【解析】
(1)空氣中稀有氣體體積分數(shù)為0.94%。
(2)二氧化碳含量增加，會導致溫室效應增強。
(3)空氣質量日報可以及時準確反映空氣質量狀況。空氣質量級別分為六級，級別越高則空氣污染越重。
13．火電廠發(fā)電需要燃燒大量的煤，由于煤中含有硫元素，未經脫硫的煤燃燒后，產生的氣體會導致嚴重的大氣污染，進入水體，也會加劇水污染。
(1)硫能在空氣中燃燒，寫出硫燃燒的化學反應方程式__S＋O2SO2__。燃燒后生成的氣體排放到空氣中，會形成酸雨。
(2)原煤燃燒產生的SO2在雨、雪降落過程中會形成__酸雨__，它能腐蝕建筑物，使土壤酸化等。
【解析】
(1)硫與空氣中的氧氣在點燃條件下反應生成二氧化硫；(2)二氧化硫在空氣中與氧氣、水等進一步反應生成亞硫酸、硫酸，形成酸雨。
14.
閱讀材料，回答問題
材料：近地面處臭氧是一種空氣污染物。其含量過高會對人體的呼吸道產生刺激作用，影響肺部功能，還會刺激、損傷眼睛，導致視力下降。
(1)如果近地面處臭氧含量過高，將直接導致下列哪一類疾病增加？__A__。
A．呼吸道疾病　　　B．血液傳染病
C．糖尿病
(2)如圖是某地8月1日～5日的溫度、相對濕度、近地面處臭氧濃度的變化。據圖分析，該地這一時段近地面處臭氧濃度的變化與溫度的變化是否有關？并闡述理由__有關，從總體變化趨勢看，該地這一段時間近地面處臭氧濃度隨溫度的升高而升高，降低而降低(或無關，如圖中8月2日、3日、4日某些時段近地面處臭氧濃度的變化與溫度的變化并不完全吻合)__。
【解析】
(1)近地面抽煙產生的煙是一種空氣污染物，進入呼吸道，引起呼吸道疾病增加。(2)結合兩圖的臭氧濃度和溫度隨時間變化曲線分析。
15．為驗證空氣中氧氣的體積分數(shù)，小明按圖甲所示的裝置進行了多次實驗，發(fā)現(xiàn)每次測得的氧氣體積分數(shù)總是遠小于21%，他認為誤差主要由實驗裝置造成，于是改用圖乙裝置進行實驗，步驟如下：
①
連接裝置并檢查氣密性。
②
在量筒內加入100毫升的水。
③
在廣口瓶中加入少量水，使瓶內空氣體積為250毫升。
④
在燃燒匙內放入過量的紅磷，塞緊瓶塞，關閉止水夾，接通電源使電烙鐵發(fā)熱，點燃紅磷后，斷開電源。
⑤
燃燒結束并充分冷卻后，打開止水夾，待量筒內水面不再下降時，記錄量筒內水的體積為65毫升。
(1)小明按如甲裝置進行實驗時，該如何檢查裝置的氣密性？__打開讓水夾，將導管一端插入水中，用手緊握廣口瓶外壁，觀察水中的導管口是否有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置氣密性良好__。
(2)與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是__改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內空氣外逸而造成實驗誤差__。
(3)根據本實驗數(shù)據，計算出空氣中氧氣的體積分數(shù)為__14%__。
小明發(fā)現(xiàn)，測量結果與真實值仍有較大差距，查閱資料發(fā)現(xiàn)，引起本實驗的誤差除裝置外，還與可燃物的性質有關。
【解析】
(1)檢驗此裝置的氣密性時，可將導管一端插入水中，用手緊握廣口瓶外壁，觀察水中的導管口是否有氣泡冒出，如果有氣泡冒出，說明裝置氣密性良好。
(2)與裝置甲相比，裝置乙中使用電烙鐵可以減小實驗誤差，其原因是改進后的裝置無需打開瓶塞點燃紅磷，避免瓶內空氣外逸而造成實驗誤差。
(3)量筒內減少的體積為氧氣的體積，氧氣的體積＝100mL－65mL＝35mL。
空氣中氧氣的體積分數(shù)為35mL/250mL×100%＝14%。
16.
“綠水青山就是金山銀山”，保護環(huán)境勢在必行。請回答下列問題：
(1)請寫出酸雨的危害：__腐蝕大理石建筑或破壞道路、橋梁或腐蝕金屬雕像(制品)或破壞森林或使植物枯萎死亡，農業(yè)減產或污染水源，危害水生動植物生存或危害人體健康等(答一點，合理即可)__(答一點即可)。
(2)在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料(車用乙醇汽油)，請寫出使用乙醇汽油的一條優(yōu)點__節(jié)省石油資源；減少汽車尾氣污染；促進農業(yè)生產(答一點，合理即可)__。
【解析】
(1)酸雨的pH<5.6，酸性較強，會腐蝕大理石建筑或破壞道路、橋梁或腐蝕金屬雕像(制品)或破壞森林或使植物枯萎死亡，農業(yè)減產或污染水源，危害水生動植物生存或危害人體健康等。
(2)汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料，能夠減少汽油的燃燒量，可以節(jié)省石油資源，或減少汽車尾氣污染，或促進農業(yè)生產等。
1．2013年2月全國科學技術名詞審定委員會將PM2.5正式命名為“細顆粒物”。細顆粒物粒徑小于或等于2.5(　D　)
A．厘米
B．分米
C．毫米
D．微米
2．下圖是北京本地PM2.5來源分布圖。據此，下列措施對減少PM2.5效果最不明顯的是(　B　)
北京本地PM2.5來源
摘自2014年4月26日《人民日報》
A．減少汽車的保有量
B．植樹造林
C．用風能與太陽能發(fā)電替代燃煤發(fā)電
D．減少工業(yè)生產中二氧化碳的排放
3．化學革命是發(fā)生在十八世紀末英國和法國的一場深刻的化學學科的變革。英國物理學家、化學家波義耳和法國化學家拉瓦錫曾做過貌似相同的兩個實驗(見圖)(已知氧化汞是紅色粉末)。
關于這兩個實驗的說法正確的是(　D　)
A．兩個實驗都可用于測定空氣中氧氣的含量
B．兩個實驗中，曲頸甑內汞的表面都變?yōu)楹谏?br/>C．波義耳的實驗中，金屬加熱后質量增加，該現(xiàn)象不能用質量守恒定律解釋
D．拉瓦錫的實驗中，玻璃鐘罩內液面逐漸上升，達到一定高度后不再變化
【解析】
A．波義耳的實驗中裝置不是密封的，無法測定空氣中氧氣的含量，故錯誤；B.在加熱的條件下，汞與空氣中的氧氣反應生成紅色氧化汞粉末，故錯誤；C.波義耳實驗中，汞加熱合生成氧化汞，質量增加，生成了新物質，發(fā)生了化學變化遵循質量守恒定律；D.拉瓦錫的實驗中，汞和氧氣反應壓強降低，玻璃鐘罩內液面逐漸上升，當氧氣耗盡后，液面達到一定高度后不再變化，故D正確。
4．某科學興趣小組對“測定空氣中氧氣含量”的實驗進行了改進：將數(shù)顯設備、氣體壓強傳感器和空氣中氧氣含量測量裝置按下圖連接。裝置氣密性良好，調節(jié)右邊敞口容器和集氣瓶里的水面相平，此時集氣瓶內氣體的體積為V1。關閉活塞，點燃燃燒匙內的紅磷，立即塞緊瓶塞，待火焰熄滅后，過一段時間打開活塞，觀察到集氣瓶中的水位上升。待集氣瓶內的水面不再上升時，集氣瓶內的氣體體積為V2。然后向右邊容器內加入一定量的水至兩邊水面再次相平，此時集氣瓶內的氣體體積為V3。在點燃紅磷至打開活塞這一過程中，觀察到數(shù)顯設備顯示集氣瓶內的氣體壓強先上升后下降，再趨于穩(wěn)定。
請回答：
(1)數(shù)顯設備顯示，開始一段時間集氣瓶內氣體壓強上升，這是因為溫度升高導致的氣壓變化量__大于__(選填“大于”“
等于”或“小于”)氧氣量減少導致的氣壓變化量。
(2)基于數(shù)顯設備顯示的氣壓變化，“過一段時間打開活塞”中的“一段時間”指的是火焰熄滅后到__集氣瓶溫度恢復到室溫__所經歷的時間。
(3)在整個實驗過程中，集氣瓶中減少的氧氣體積為__V1－V3__(選填“V1－V2”“
V1－V3”
或“V2－V3”)。
【解析】
(1)實驗開始時，紅磷燃燒放熱，由于溫度升高導致的氣壓變化量大于氧氣減少導致的氣壓變化量。(2)實驗結束后，必須等到裝置冷卻至室溫后才能打開活塞；否則氣體由于膨脹導致進入水的量會小于氧氣的體積。(3)參加反應的氧氣即為集氣瓶內減少的氧氣的體積，當集氣瓶內水位不再上升后，必須使左右兩邊容器內的水面相平，以確保集氣瓶內氣壓等于外界大氣壓，即應采用V1－V3，否則將因集氣瓶內氣壓不等于實驗開始前的氣壓而導致數(shù)據不準確。
5．請閱讀下面的文章，并據此回答問題：
科學家在研究大氣中CO2的濃度變化會對地球的平均氣溫造成什么影響的問題時，采用的研究途徑之一是：研究古氣候大氣中CO2的濃度變化和當時大氣平均溫度的變化關系。
(1)有種方法是測量淺海貝類化石中硼、鈣元素含量的比例。因為這個比例高低和這些貝類生長時的海水酸堿度有關，而海水酸堿度又和大氣中CO2的濃度有關。將得到的有關數(shù)據和通過其他研究途徑得到的同時期大氣平均溫度對比，即可得到同時期大氣平均溫度與大氣中CO2的濃度的對應關系。海水酸堿度和大氣中CO2的濃度有關的科學原理是__二氧化碳溶于水形成碳酸__。
(2)請在下列坐標圖中，標出坐標軸的含義，并大致表示大氣中CO2的濃度對海水酸堿度(用海水pH表示，海水略呈弱堿性)的影響關系。
　
答圖
(3)在生物圈中，你認為當前影響大氣中CO2濃度變化的主要直接因素是__化石燃料的燃燒釋放大量二氧化碳__、__植物的光合作用吸收大量二氧化碳__(請寫出兩點)。
【解析】
(1)根據二氧化碳溶于水形成碳酸分析。
(2)二氧化碳溶于水形成碳酸，大氣中的二氧化碳濃度越高，溶于水生成的碳酸濃度就越多，海水的pH就越低；大氣中CO2的濃度對海水酸堿度(用海水pH表示，海水略呈弱堿性)的影響關系如右圖：
(3)根據化石燃料的燃燒釋放大量二氧化碳、植物的光合作用吸收大量二氧化碳分析。
6．許多科學發(fā)現(xiàn)從重視微小差異開始?？茖W家瑞利和拉姆塞正是重視氮氣密度的微小差異，才最終發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氬氣。
材料一：1892年瑞利發(fā)現(xiàn)，在相同條件下，由空氣中除去氧氣、二氧化碳、水蒸氣和灰塵后獲得的氮氣，其密度為1.257
2克/升；由含氮化合物反應并除去水蒸氣后獲得的氮氣(NH4NO2===N2↑＋2H2O)，其密度為1.250
5克/升。兩者密度差值雖小，卻完全超出了實驗誤差范圍。
材料二：1894年4月瑞利和拉姆塞開始用下圖裝置進行“清除空氣中氮氣”的實驗研究：在倒立圓底燒瓶內引入兩根金屬導線，通電使瓶中空氣里的氧氣和氮氣生成氮的氧化物，用堿液來吸收生成的氮的氧化物和原有的二氧化碳氣體。并從氣體進口不斷向瓶內補充氧氣，使反應持續(xù)進行。
材料三：瑞利和拉姆塞又設計了另一實驗裝置，將上述實驗所得的氣體干燥后，通過紅熱的銅粉來除去其中的氧氣，得到少量的剩余氣體，對剩余氣體做光譜分析得知，這是一種未知的氣體，并測得其密度約是氮氣的1.5倍。1894年8月13日他們共同宣布：發(fā)現(xiàn)了一種未知氣體，并命名為氬氣。
材料四：1898年拉姆塞等人利用不同的物質沸點不同，又發(fā)現(xiàn)了氪氣、氖氣、氙氣。
根據上述材料，回答下列問題：
(1)與純凈氮氣密度值更接近的是由__含氮化合物反應__獲得的氮氣密度值(填“空氣中”或“含氮化合物反應”)。
(2)實驗中不斷向瓶內補充氧氣的目的是____將瓶內的氮氣反應完全__。
(3)在當時實驗條件下，很難利用化學反應除去氬氣，獲知“未知氣體”中還有其他氣體存在，其理由是____氬氣的化學性質很不活潑，“未知氣體”中的其他氣體的化學性質與氬氣很接近__。
【解析】
(1)空氣中獲得的氮氣中含有化學性質很穩(wěn)定的稀有氣體，而從含氮化合物反應中獲得的氮氣含有的雜質很少，因此與純凈氮氣密度值更接近的是由含氮化合物反應獲得的氮氣密度值；(2)實驗中不斷向瓶內補充氧氣的目的是將瓶內的氮氣反應完；(3)氬氣的化學性質很不活潑，“未知氣體”中的其他氣體的化學性質與氬氣很接近，因此在當時實驗條件下，很難利用化學反應除去氬氣，“未知氣體”中各氣體、沸點不同。第4講　空氣
課標要求
考試細則
【課程內容】1.說出空氣的主要成分。認識空氣對人類的重要作用。2.通過實驗認識大氣壓強，知道大氣壓強的變化及其對生活的影響。3.描述大氣層中臭氧層的作用和近地臭氧的危害，臭氧層破壞與環(huán)境污染，關注溫室效應的成因和溫室效應對人類的影響。4.列舉空氣中污染物的主要來源、主要防治方法和空氣質量指數(shù)的主要內容。【活動建議】1.查閱科學史了解氧氣的發(fā)現(xiàn)過程。2.簡單測量空氣中氧氣的含量。3.用實驗估測大氣壓強的大小。4.收集臭氧層與人類健康關系的資料。5.討論溫室效應的利弊。6.收集、收看當?shù)鼗蛉珖饕鞘械目諝赓|量報告；調查當?shù)氐闹饕諝馕廴疚锛捌鋪碓春驮斐傻挠绊憽?br/>1.空氣的主要成分(1)知道空氣的主要成分和氧氣、氮氣在空氣中的體積分數(shù)。(2)說出空氣對人類生活的重要作用。2.臭氧層、溫室效應(1)說出臭氧層的作用。(2)列舉保護臭氧層的一些措施。(3)關注溫室效應的成因。(4)說出溫室效應的利弊。(5)說出防治溫室效應加劇的相關措施。3.空氣污染(1)列舉空氣中污染物的主要來源。(2)說出一些防治空氣污染的方法。(3)會看城市空氣質量報告。
一、
空氣的成分及其利用
1．空氣的成分
空氣的成分一般來說是比較穩(wěn)定的。法國科學家拉瓦錫通過實驗首先得出了空氣是由氮氣和氧氣組成的，其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結論。
空氣成分
氮氣
氧氣
稀有氣體
二氧化碳
其他氣體和雜質
體積分數(shù)
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
　　疑難點：
①
空氣成分含量是按體積分數(shù)計算的，而不是質量分數(shù)。如氧氣在空氣中的體積分數(shù)為21%，即100份體積的空氣中有21份體積的氧氣。在表示氣體百分比時用體積分數(shù)方便很多，而固體、液體用質量分數(shù)表示要簡便一些。根據空氣的密度、各成分氣體的密度，也可以將體積分數(shù)轉化成質量分數(shù)，如空氣中氧氣的質量分數(shù)約為23.2%。
②
植物的光合作用吸收二氧化碳、放出氧氣，燃料的燃燒、生物的呼吸作用均消耗氧氣、放出二氧化碳，這些活動保證了空氣中氧氣和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定。
③
空氣是由多種物質組成的一種混合物。相對恒定的成分是氮氣、氧氣和稀有氣體，可變成分是二氧化碳和水蒸氣，空氣的不定成分完全因時因地而異，如雨天空氣中水蒸氣含量變大。潔凈的空氣也是混合物，“新鮮”“潔凈”“經過凈化”“純凈”等字眼容易引起誤導而錯誤地認為空氣是純凈物。
2．空氣組成成分的探究
(1)探究空氣中是否有二氧化碳
方法：用大針筒把空氣壓入澄清石灰水中；
現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁，但變渾濁的速度較慢；
結論：說明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
方法：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；
現(xiàn)象：燃著的小木條在空氣中繼續(xù)安靜地燃燒，在氧氣中燃燒得更旺；
結論：空氣中含有氧氣，但濃度較低。
(3)探究空氣中是否含有水蒸氣
方法：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；
現(xiàn)象：白色的無水硫酸銅粉末變藍；
結論：空氣中含有水蒸氣。
3．空氣在人類生活和生產中的重要作用
(1)氧氣：一是供給呼吸，急救時常用氧氣幫助病人呼吸；二是支持燃燒，氧氣具有助燃性，常用于富氧煉鋼、焊接與切割金屬、液氧炸藥等方面。
(2)氮氣：性質較不活潑。燈泡中充氮氣可延長壽命；食品包裝中充氮氣可防腐、保鮮；氮氣還是制化肥、炸藥的重要原料；液氮可作制冷劑；氮是構成人體蛋白質的主要元素。
(3)稀有氣體：化學性質不活潑，常用作保護氣；可制成各種用途的電光源。
二、
測定空氣中氧氣含量的實驗
1．測定原理：紅磷燃燒消耗密閉容器內空氣中的氧氣，使密閉容器內壓強減小，在大氣壓作用下水被壓入密閉容器中，進入容器內的水的體積就代表了空氣中所含氧氣的體積。
2．實驗裝置
3．實驗步驟
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(xiàn)象：①
紅磷燃燒，產生大量白煙；②
冷卻后打開止水夾，進入密閉容器中的水的體積約占密閉容器剩余容積的1/5。
5．實驗結論：空氣中氧氣的體積約占空氣體積的1/5。
6．疑難點
①
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小，測得氧氣的體積分數(shù)偏小。
②
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(shù)偏小。
③
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小，導致測量結果偏小。
④
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小，導致測量結果偏小。
⑤
測量得出氧氣體積分數(shù)大于1/5的可能原因：A.燃燒匙插入得太慢，導致空氣受熱膨脹逸出；B.止水夾沒有夾緊，導致燃燒紅磷時空氣從橡皮管中逸出。
⑥
可用來反應的物質必須是易與氧氣反應而不是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本實驗。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。
三、
空氣污染物的來源和防治
1．空氣污染物
①
空氣污染物的來源：化石燃料的燃燒，如汽車排出的尾氣、工業(yè)廢氣和煙塵、火山爆發(fā)產生的粉塵和氣體等。
②
主要污染物：CO、氮氧化物、SO2、臭氧、可吸入顆粒物。
2．防治空氣污染的方法
減少污染物的排放量、合理規(guī)劃工業(yè)區(qū)和非工業(yè)區(qū)、植樹造林等。
3．空氣質量指數(shù)的主要內容
目前計入空氣質量指數(shù)的污染物：SO2、NO2、可吸入顆粒物、O3和CO等。
4．全球性大氣環(huán)境問題：溫室效應、臭氧空洞、酸雨等。
1.
下列關于空氣成分的說法正確的是(　A　)
A．氧氣約占空氣總體積的1/5
B．空氣中含量最多的氣體是二氧化碳
C．空氣中氮氣的質量分數(shù)約為78%
D．潔凈的空氣是純凈物
【試題解析】
空氣中各成分及體積分數(shù)為：氮氣：78%、氧氣：21%、稀有氣體：0.94%、二氧化碳0.03%、其他氣體和雜質：0.03%.氮氣在空氣中含量最多。故A說法正確。
【命題意圖】
本題意在考查空氣中各成分及其含量。
2.
空氣是人類生產活動的重要資源。下列關于空氣的說法錯誤的是(　A　)
A.
空氣中二氧化碳含量上升不會影響地球環(huán)境
B．空氣中可分離出氧氣用于醫(yī)療急救
C．稀有氣體可制成多種用途的電光源如霓虹燈
D．氮氣充入食品包裝中以防腐
【試題解析】
A．空氣中的二氧化碳含量上升會導致溫室效應加劇，故錯誤；
B．氧氣支持呼吸，故可用于醫(yī)療急救，故正確；
C．稀有氣體通電時會發(fā)出有色光，所以稀有氣體可制成多種用途的電光源，說法正確；
D．氮氣的化學性質穩(wěn)定，所以氮氣可充入食品包裝袋中防腐，說法正確；
二氧化碳是導致溫室效應的主要氣體，二氧化碳在大氣中含量不斷上升，從而導致溫室效應增強，說法正確。
【命題意圖】
本題意在考查空氣中各成分的用途。
3.
2020年6月，某高速路上一輛液化石油氣槽罐車發(fā)生爆炸。爆炸產生的以下物質不屬于空氣污染物的是(　D　)
A．NO2
B．CO
C．粉塵
D．H2O
【試題解析】
目前計入空氣質量指數(shù)的污染物有：二氧化硫、二氧化氮、顆粒物、臭氧和一氧化碳等，故A、B、C都正確，這些物質都會對人體健康產生危害；D不屬于空氣污染物。
【命題意圖】
本題意在考查常見的空氣污染物，知道常見的空氣污染物種類有哪些。
4.
近地面的臭氧是由于氮氧化物等在陽光照射下發(fā)生光化學反應產生的。下列說法錯誤的是(　D　)
A．臭氧與氧氣的化學性質不同
B．臭氧是空氣質量指數(shù)的污染物之一
C．汽車尾氣大量排放會導致臭氧污染
D．佩戴口罩能有效阻擋臭氧的吸入
【試題解析】
A．臭氧是由臭氧分子構成的，氧氣是由氧分子構成的，構成它們的分子種類不同，故化學性質不同，故正確；
B．目前計入空氣污染指數(shù)的項目有二氧化硫、二氧化氮、顆粒物、臭氧和一氧化碳等，故正確；
C．汽車尾氣排放出氮氧化物等有害物質，根據題意，近地面的臭氧是由于氮氧化物等在陽光照射下發(fā)生光化學反應產生的，故正確；
D．口罩只能阻擋顆粒物，不能有效阻擋臭氧的吸入，錯誤。
【命題意圖】
本題意在考查常見的空氣污染物及其來源和防治。
5.
甲圖所示為測定空氣中氧氣含量的裝置及藥品。
(1)為獲得較為準確的實驗數(shù)據，下列做法不正確的是(　C　)
A．檢查裝置的氣密性
B．燃燒匙中的紅磷足量
C．點燃紅磷后緩慢將燃燒匙插入瓶中，塞緊瓶塞
D．紅磷熄滅，廣口瓶冷卻后打開彈簧夾
(2)小明同學用足量的木炭代替紅磷，用氫氧化鈉溶液代替水來做此實驗。小明操作正確，但是測得的數(shù)據小于用紅磷測得的數(shù)據，其原因是木炭燃燒除生成二氧化碳外還可能生成__一氧化碳(或CO)__。
(3)市售“暖寶寶”中發(fā)熱劑的主要成分是鐵粉、炭粉、水和食鹽等，反應原理可以簡化為鐵生銹。小明用配制的發(fā)熱劑按圖乙裝置實驗。他不是將足量的發(fā)熱劑堆在瓶底，而是將其涂抹在廣口瓶內壁的四周，這樣做的目的是__增大鐵粉與空氣的接觸面積，加快反應__。
(4)在上述三個實驗操作都正確的情況下，與另兩個實驗的測量結果相比，第三個實驗的測量結果與空氣中氧氣的含量更接近。推測其主要原因是__第三個實驗中廣口瓶內氧氣消耗得更充分__。
【試題解析】第一小題課本實驗采用的是燃燒紅磷法測定空氣中氧氣的含量，因為磷燃燒生成白色固體五氧化二磷，幾乎不占空間，使得內外產生氣壓差，從而得到正確的結論。因此在選擇可燃物時，必須考慮到：燃燒的條件；生成物的狀態(tài)；不與空氣中其他物質發(fā)生反應。
保證本實驗成功的關鍵是：①裝置氣密性好；②紅磷要足量；③要冷卻至室溫再讀數(shù)；第二小題，木炭在氧氣中燃燒生成二氧化碳，二氧化碳氣體能夠被氫氧化鈉溶液吸收，木炭在氧氣中不完全燃燒會生成一氧化碳，瓶內氣壓變化小，導致測得的數(shù)據小于用紅磷測得的數(shù)據；第三小題，暖寶寶中的鐵粉與水和空氣中氧氣發(fā)生了緩慢氧化，從而使瓶內的壓強減??；將其涂抹在廣口瓶內壁的四周，這樣做的目的是增大與氧氣的接觸面積，加快緩慢氧化；第四小題，第三個實驗與另外兩個實驗的測量結果相比，廣口瓶中氧氣消耗得更充分。
【命題意圖】
本試題以“測定空氣中氧氣的含量”為素材，一方面考查了學生對課本實驗的原理和操作是否深刻理解，另一方面考查了學生對依據氧氣的性質采取不同的原理“測定空氣中氧氣的含量”的理解和分析，并能在此基礎上對實驗方案進行合理的評價。

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