初中化学空气的成分教案

这是一份初中化学空气的成分教案，共6页。教案主要包含了素养目标，教学重点，教学难点，中考热点，教学用具，教学过程，实验2-1，课后作业等内容，欢迎下载使用。
【素养目标】
1.了解空气的组成。
2.了解空气中各成分在生产、生活中的用途。
3.培养学生实验设计的能力。
4.培养实事求是的态度。
【教学重点】
1.空气的组成的测定。
2空气的各成分的含量。
3.氮气和稀有气体的性质和用途。
【教学难点】
混合物、纯净物的区别。
【中考热点】
空气的组成的测定。
【教学用具】
多媒体课件
【教学过程】
[课前预习]空气的组成：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体0.03%。
[情景导入]同学们在前面的课程学习中曾经学习过空气的常识。这一单元，我们将从测定空气成分的实验开始，认识这种和地球上生命现象息息相关的气体空气，再进一步探究物质构成与组成的奥秘。
[过渡]空气中有哪些成分呢？科学家是怎样发现空气的成分的？
[阅读]指导学生阅读课本P32知识视窗，了解科学家发现空气成分的历程。
[提出问题]拉瓦锡研究空气成分得出了什么结论？
[回答]空气中有能支持燃烧的氧气(O2)和不能支持燃烧的氮气(N2)。
[讨论交流]①汞槽里的汞为什么会升入钟罩且升入体积约占容器中空气体积的1/5？
②科学家是通过什么证据推理出剩余气体中除了氮气外还有其他成分的?
[讲解]曲颈甑与钟罩连通，曲颈甑里的汞在加热条件下与容器内空气中的氧气反应，并将氧气消耗完，导致钟罩内气体压强减小，大气压将汞压入钟罩；升入钟罩内汞的体积约占容器中空气体积的1/5，是因为氧气约占空气体积的1/5。
科学家发现从空气中分离出来的氮气的密度比用化学方法制得的纯净氮气密度稍大，故推理出剩余气体中除了氮气还有其他成分。
[观察活动]教师演示课本P33【实验2-1】测定空气中氧气含量，讲解实验操作过程并引导学生观察实验现象。
[讲解]操作要点：①实验开始前，应检查装置的气密性，夹紧止水夹；②点燃红磷后，应迅速将燃烧匙插入集气瓶中，塞好胶塞；③反应结束后，应待集气瓶冷却至室温，再松开止水夹。
[学生活动]请学生分享自己看到的实验现象，教师注意引导其他学生进行补充和评价。
[实验现象]红磷燃烧时，产生大量白烟，放出大量的热。松开止水夹后，烧杯里的水倒吸入集气瓶内，且瓶内的水上升至标记线1处。
[讲解]我们看到的白烟是燃烧产物五氧化二磷形成的固体颗粒，白雾通常用来描述分散在气体中的小液滴，二者不能混淆。
[提问]实验前集气瓶里装的是什么？
[学生回答]空气。
[思考]红磷燃烧消耗了瓶内的什么物质?
[学生回答]氧气。
[讨论交流]结合以上问题，尝试对实验现象进行分析说明。
[分析解释]红磷燃烧消耗了集气瓶内的氧气，生成了五氧化二磷固体，使瓶内气压减小。松开止水夹后，水在外界大气压的作用下进入集气瓶内进入瓶内的水的体积等于消耗的氧气的体积。
[提问]根据以上实验事实和分析，你们能得出什么结论？
[得出结论]空气中的氧气能支持燃烧,氧气约占空气体积的1/5。
[讨论交流]若集气瓶内的水未上升至1/5处，可能的原因有哪些？请分析实验产生误差的原因。
[汇总回答]实验误差分析：
[思考]燃烧法测定空气中氧气含量时，能否用蜡烛、木炭代替红磷进行实验？
[讲解]该实验选择的试剂燃烧后的生成物应为固态或液态，才能使其所占的体积可忽略不计，所以不能选用蜡烛或木炭，因为蜡烛和木炭燃烧后生成气体，会使集气瓶内压强变化不明显。另外，选用的试剂应在空气中能燃烧，且只能与氧气反应。
[学生活动]你还能设计什么样的装置来测定空气中氧气的体积含量？（鼓励学生自行设计实验，提出可能的实验方案）
[过渡]上述实验中剩余的气体的主要成分是什么？
[学生回答]氮气。
[讲解]科学家们通过许多科学实验证明：在空气的各成分中，能够支持燃烧的氧气(O2)约占空气体积的1/5；剩下不支持燃烧的气体约占4/5，其成分是氮气(N2)和少量其他气体，如稀有气体、二氧化碳(CO2)和水蒸气(H20)等。经过许多科学实验验证，空气的成分（用各成分占空气总体积的百分比表示）是氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体0.03%。
[阅读]指导学生阅读课本P35“氮气”内容。
[交流讨论]根据课本内容，总结氮气的性质和用途。
[总结]氮气的性质和用途：
[内容讲解]稀有气体是氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）等气体的总称，这些气体一般不与其他物质反应，曾被称为“惰性气体”。
[阅读]指导学生阅读课本P36“稀有气体”内容。
[交流讨论]根据课本内容，总结稀有气体的性质和用途。
[总结]稀有气体的性质和用途：
[内容讲解]在组成空气的各种成分中，氮气含量最多，稀有气体含量很少，这些气体都有各自的用途。要认识它们的用途，先要了解它们有什么性质，因为物质的用途是由它们的性质决定的。
课堂板书设计
第1课时 空气的成分
空气中氧气含量的测定
空气的具体成分：
【课后作业】
完成练习册本课时课后练习。
第2课时 纯净物和混合物 空气的污染及保护
【素养目标】
1.了解混合物及纯净物的概念并学会区分。
2.知道造成空气污染的污染源和污染物。
3.认识空气污染的危害及防治空气污染的意义。
4.认识空气污染物与空气质量指数相关信息。
5.认识到保护环境的重要性，树立保护环境的观念。
【教学重点】
1.混合物与纯净物的概念。
2.空气的污染源、空气的污染及其防治。
【教学难点】
混合物与纯净物的概念形成。
【中考热点】
混合物和纯净物的区分。
【教学用具】
多媒体课件。
【教学过程】
[情景导入]大家到了夏天，天气炎热时，喜欢喝一些饮品，其中一种饮品称之为纯净水。水难道还有不纯净的吗？今天，我们就来了解一下纯净物和混合物的概念。
[前情回顾]引导学生回顾空气的组成成分，并强调：在通常情况下，空气中各种成分的比值保持相对稳定。
[提出问题]现在请你描述一下空气。
[学生回答]空气是由多种物质组成的。
[讲解新课]空气并不是单纯的一种气体，而是有多种气体成分，如氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等。换句话说，空气不是只由一种物质组成的纯净物，而是由多种物质组成的混合物。
[阅读]引导学生阅读课本P36图2.1-7。
[讲解]氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等都是只含有一种成分的纯净物，这样只由一种物质组成的，叫作纯净物，氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气都是纯净物。氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳和水蒸气等按照一定的方式混合在一起，就形成了空气，这种由两种或两种以上的物质组成的，叫作混合物，空气是一种混合物。
[提出问题]生活中有哪些纯净物和混合物呢？
[学生回答]河水、空气是混合物；糖，氧气是纯净物。
[讲解]在生活中我们经常接触混合物，例如空气、糖水、牛奶、泥沙等。混合物中各种成分的含量可以不是固定的，但它们各自保持着单独存在时的化学性质(如空气中的氧气、氮气等物质保持着各自的化学性质)。而纯净物如水(H2O)、硫(S)、蔗糖(C12H22O11)等，它们都各自有着固定的组成和性质。
[讨论交流]组织学生分组讨论，比较纯净物和混合物的区别。
[汇报总结]纯净物与混合物的区别
纯净物与混合物的联系：
。
[课堂练习]下列各项中，属于纯净物的有，属于混合物的有。
①洁净的自来水；②氧化铜；③H2O；④二氧化碳；⑤氮气；⑥新鲜空气；⑦铁；⑧氧气；⑨食盐水；⑩矿泉水；⑪大理石。
[学生回答]纯净物：②③④⑤⑦⑧；混合物：①⑥⑨⑩⑪。
[过 渡]当你漫步在空气清新的原野时，会倍觉心旷神怡。然而，当你置身于人群拥挤的室内市场或车水马龙的街道时，又可能会有一种难受、憋闷的感觉。为什么清新的原野给人们提供洁净的空气，而喧闹的城镇常被污染的大气包围呢？
[学生讨论]组织学生讨论产生大气污染的原因，注意鼓励学生进行分享。
[交流汇报]清新的原野没有工厂，不会造成工业污染；清新的原野没有或者很少有汽车通过，不会造成交通工具污染；清新的原野没有住户，不会造成生活污染。相反，原野中生长着各种各样的作物、树木、花草，会起到净化空气的作用，所以清新的原野会给人们提供洁净的空气。喧闹的城市工厂多、汽车多、人口密集，必然会造成工业污染、交通污染和生活污染，加之城市的绿化面积和绿化水平较差，造成空气的自净能力较差，所以喧闹的城市场被污染的大气包围。
[讲解]人类的活动有时会造成空气污染，如工业污染、交通污染、生活污染等，导致空气中含有过多的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、可吸人颗粒物等有害物质。
空气污染的危害很大，如损害人体健康，影响植物生长，损坏地面设施,破坏文物古迹，导致地球的生态平衡失调等。
[提出问题]如何保护大气环境呢？
[学生回答]防治大气污染。
[讲解]防治空气污染，已经成为全球经济发展中的一项十分迫切而且意义重大的课题。为了监测各地大气环境的质量，我国已建立了空气质量日报制度，空气质量日报主要包括三项内容:首要污染物、空气质量指数和空气质量指数级别。
[阅读]指导学生阅读课本P37“保护大气环境”内容。
[提出问题]目前列人空气质量监测标准的基本项目一共有多少项，分别是什么？
[学生回答]一共有6种，分别是PM10，PM2.5，二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧。
[追问]空气质量日报主要包括哪些内容？
[学生回答]首要污染物、空气质量指数和空气质量指数级别。
[讲解]空气中某些成分的含量过高就会造成污染，对空气质量进行监测能使人们及时掌握空气质量状况，以便空气被污染时能及时采取应对措施。通过大气环境质量监测的结果可以确定空气质量指数。空气质量指数级别划分为6级，级别越高，空气质量越差。
[布置任务]阅读课本P38 表2-1内容，了解空气质量指数及相关信息。
[讨论交流]为了防治空气污染，我们能采取哪些措施呢？
[总结汇报]（1）制定和颁布法律法规和国家标准，要求工厂废气必须处理达标才能排放。
（2）实行煤炭综合利用。
（3）倡导“低碳经济”，改变能源结构。
（4）推广使用无铅汽油。
（5）植树造林等。
[板书]
一.混合物和纯净物
混合物：由两种或两种以上的物质组成的，叫作混合物。
纯净物：只由一种物质组成的，叫作纯净物。
区别：纯净物有固定的组成和性质，混合物没有固定的组成和性质。
联系：
二、保护大气环境
空气质量日报只要内容：首要污染物、空气质量指数和空气质量指数级别。
空气污染物：PM10，PM2.5，二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳和臭氧。
空气质量指数级别与类别：根据监测获得的空气质量指数来确定。
防治空气污染的措施：
（1）制定和颁布法律法规和国家标准，要求工厂废气必须处理达标才能排放。
（2）实行煤炭综合利用。
（3）倡导“低碳经济”，改变能源结构。
（4）推广使用无铅汽油。
（5）植树造林等。
[学生活动]阅读课本P38“空气质量监测站”内容，了解空气质量监测站基本信息。
[随堂练习]
1.空气里含有下列成分，其中都不属于污染物的一组是( D )
A.氮气，氮氧化物 B.氧气，二氧化硫
C.碳粉尘，二氧化碳D.水蒸气，氧气
2.下列措施，对于改善大气环境并无帮助的是( C )
A.将煤进行液化、气化 B.开发风能、水能、氢能
C.将化工厂的烟囱加高 D.加强对汽车尾气排放的监控
3.下列关于空气的说法不正确的是( B )
A.人类活动排放到空气中的有害气体和固体颗粒物使空气受到污染
B.空气的成分是固定不变的，因此空气不会受到污染
C.被污染的空气会严重危害人类健康，危及植物生长，造成对自然资源和建筑物等的破坏
D.防治空气污染是保护人类生存、保障社会可持续发展的全球性大事
【课后作业】
完成练习册本课时课后练习。
结果
原因
误差分析
偏小
①装置漏气
冷却过程中，外界空气进入集气瓶内，导致进入瓶中的水的体积偏小
②红磷的量不足
不能将集气瓶内的氧气消耗完，导致进入瓶中的水的体积偏小
③未待集气瓶冷却至室温就松开止水夹
集气瓶中的气体还处于膨胀状态，导致进入瓶中的水的体积偏小
偏大
①红磷点燃后未迅速插入集气瓶中或未立即塞上胶塞
集气瓶内部分空气受热逸出导致装置冷却至室温后进入瓶中的水的体积偏大
②实验前未夹紧止水夹
红磷燃烧过程中，部分空气受热膨胀沿导气管逸出，导致装置冷却至室温后，进入瓶中的水的体积偏大
性质
用途
物理性质
通常状况下为无色、无气味的气体，难溶于水，密度比空气的略小，熔、沸点较低
液氮制冷，可用于冷冻麻醉和超导领域等
化学性质
低温、常温条件下化学性质稳定
①充氮包装，保存食品；②充氮灯泡等
高温等条件下可参与化学反应
①制取氮肥；②合成染料；③制造炸药等
性质
用途
物理性质
通常状况下为无色、无气味的气体、难溶于水
通电时会发出各种颜色的光
用于霓虹灯的制造和激光技术
氦气密度很小，很稳定
用于填充探空气球
化学性质
一般不与其他物质反应
用作焊接保护气
气体成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体
占空气体积的百分比/%
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
比较项目
混合物
纯净物
由多少种物质组成
两种以上
一种
各成分所占比例是否固定
不一定
一定
各组分能否保持各自的化学性质
可以
可以
能否用物理方法进行分离
可以
不能