人教版（2024）九年级上册（2024）我们周围的空气教案及反思

这是一份人教版（2024）九年级上册（2024）我们周围的空气教案及反思，共6页。教案主要包含了素养目标，教学重点，教学难点，教具准备，课前预习，教学过程，思想方法，特别提醒等内容，欢迎下载使用。
第1课时 空气的组成
【素养目标】
1.了解空气的主要成分。
2.初步认识纯净物、混合物的概念。
3.初步学习科学实验的方法，学会对实验现象进行观察、记录和分析。
4.认识空气是宝贵的自然资源，形成保护空气和节约资源的可持续发展意识与社会责任。
【教学重点】
1.空气的组成。
2.空气中氧气含量的测定实验
【教学难点】
1.建构密闭体系中压强变化的方法模型，理解测定空气中氧气含量实验原理。
2.空气中氧气含量测定的实验操作及误差分析。
【教具准备】
集气瓶、燃烧匙、红磷、烧杯、塞子(带导管)、弹簧夹、火柴。
【课前预习】
1.空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%，氧气21%，稀有气体0.94%，二氧化碳0.03%，其他气体和杂质0.03%。
2.纯净物是由一种物质组成，混合物是由两种或两种以上物质组成。
问题讨论：
空气有哪些成分？
（空气中有氮气，约占空气体积的78%；氧气，约占空气体积的21%；稀有气体，约占0.94%；二氧化碳，约占0.03%；其他气体和杂质，约占0.03%。）
【教学过程】
一、新课导入
我们周围存在一种“看不到摸不着”的物质即空气，它跟我们的生活最密切，你能用一个简单的实验或实例来说明无色、无味不易察觉的空气确实存在吗？（堵住注射器的末端后推动活塞很难推动，可以证明空气的存在。）今天我们就来学习有关空气的知识。
［情境导入］因为空气是一种无色、无味的气体，所以人们对空气的认识比较晚。17世纪中叶以前，人们一直认为空气是一种单一成分的物质，直到18世纪，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性。知识点1 空气的组成
［讲解］为了搞清楚空气的成分，很多科学家都致力于这方面的研究。其中，最有名的是法国化学家拉瓦锡，他最早用液态的金属汞作为实验材料，用定量的方法研究后得出空气由氧气和氮气组成的结论。
［设问］那么，拉瓦锡是通过什么方法研究出了空气的成分呢？请学生阅读课本P30拉瓦锡研究空气成分的实验过程，并引导学生观看教材P30图2－2（拉瓦锡研究空气成分所用的装置示意图）。
［过渡］拉瓦锡的实验是在200多年前做的，由于受到当时条件的限制，他的实验比相对复杂一些。现在我们已经能够用更简单的实验装置验证拉瓦锡的结论，也能通过实验方法精确地测定空气中的成分。
［讲解］红磷与空气中的氧气反应，生成一种叫作五氧化二磷的新物质，这一反应可以用文字表示：红磷+氧气 五氧化二磷。接下来我们就用红磷为实验材料仿照拉瓦锡实验的原理来探究空气中氧气的含量。
［演示］阅读教材P31图2-4探究空气中氧气含量的装置示意图，并演示实验。
实验步骤：（1）检查装置的气密性；（2）在集气瓶内加入少量的水，将水面上方空间分为5等份，并作好标记；（3）用弹簧夹夹紧乳胶管；（4）在燃烧匙内放入足量的红磷，用酒精灯加热，点燃红磷后立即伸入瓶中，并塞紧橡胶塞；（5）待集气瓶冷却至室温，打开弹簧夹，观察红磷燃烧及水面的变化情况。
［学生描述实验现象及结果］
现象：红磷燃烧产生大量白烟，打开弹簧夹后烧杯中的水被吸入集气瓶中，瓶中水面上升到第一格标记线处。
[课外拓展]
氮气，拉丁文原意是“不能维持生命”。氧气，拉丁文原意是“酸之源”。
要点提示：
注意红磷燃烧的条件是“点燃”，不能写成“燃烧”。
【思想方法】燃烧法
运用燃烧法进行空气中氧气含量的测定实验，本质是利用了可燃物燃烧消耗氧气的同时只生成固态物质，造成密闭容器中压强减小，即可根据进入密闭容器中水的体积推断氧气的体积。
规律总结：
集气瓶内水的作用：
①吸收生成的白烟（五氧化二磷）；②吸收热量，使装置冷却。
二、进行新课
结论：反应后集气瓶内气压变小，说明红磷燃烧消耗了氧气，且氧气约占空气总体积的 。
［阅读］指导学生阅读课本P31图2-3空气成分示意图
［提问］目前已知的空气组成是经过精密的实验测量出来的，而我们测得的氧气含量略小于实际值，请结合实验装置与实验过程判断，实验测量结果偏小的可能原因是什么？
［答］测得氧气含量偏小的可能原因有：①红磷量不足，没有将氧气消耗完；②装置漏气；③装置未冷却就打开弹簧夹；④导管中未预先注满水。
［追问］若实验测量结果偏大，可能的原因有哪些？
［答］测得氧气含量偏大的可能原因有：①红磷点燃后未迅速伸入集气瓶中或未立即塞紧橡胶塞；②实验前未夹紧弹簧夹。
［讲解］该实验成功的关键点有：（1）红磷要过量，避免容器内有氧气剩余；（2）装置气密性要好，防止实验过程中空气受热膨胀逸出，或外面的空气进入容器而影响测量结果；（3）要等白烟消失，容器冷却后再打开弹簧夹；（4）实验完后，导管中会水残留，因此导管内应提前注满水，这样测定的结果会更准确。
［讨论］该实验中选择红磷的原因是什么？比较红磷燃烧测量空气中氧气含量的实验和拉瓦锡用汞探究空气成分的实验，二者选用的材料有什么共同点，据此回答问题。
［讨论］该实验选择红磷的原因：①在空气中能燃烧且只与空气中的氧气反应；②该物质燃烧后的生成固态物质五氧化二磷（P2O5），反应没有新的气态物质生成。
知识点2 纯净物和混合物
［讲解］随着科学技术的不断发展和实验仪器的不断精密化，空气中的其他成分也被科学家通过实验一一发现。实验表明：空气的成分按体积计算，大约是：氮气78％、氧气21％、稀有气体0.94％、二氧化碳0.03％、其他气体0.03％。
像空气这样，由两种或两种以上的物质混合而成的物质叫作混合物。氮气、氧气、二氧化碳等分别只由一种物质组成，它们都是纯净物。
［分析］混合物没有固定的组成，组成混合物的各物质之间不发生化学反应，各成分保持着他们各自的性质，如空气中的氧气和氮气就各自保持了自己的性质。纯净物有固定的组成，可以用专门的化学符号表示。如氧气可表示为O2；氮气可表示为N2；红磷可表示为P；五氧化二磷可表示为P2O5。
［注意：元素符号和化学式不必做过多的解释，只说明这是一种表示物质的符号就可以了］
［提问］根据你的理解，你能举出一些纯净物和混合物的例子吗？
［学生举例、教师评价］
［练习］氮气、二氧化碳、红磷、空气、河水、矿泉水等物质，哪些是混合物，哪些是纯净物?
[知识拓展]
随着燃烧的进行，氧气的含量不断减少，当氧气含量低到一定值时，红磷就会熄灭，因此瓶中还剩余少量氧气。这也是导致测量结果偏小的原因之一。
易错提示：
做空气中氧气含量测定的实验时，选择的可燃物应具备两个条件：①该物质在空气中能燃烧且只与氧气反应。②该物质燃烧后生成物为固态或液态，所占的空间体积可忽略不计。
【特别提醒】
判断混合物和纯净物的关键是看给出的物质由几种物质组成。由一种物质组成的是纯净物，由两种或两种以上物质混合而成的是混合物。
【板书设计】
第二单元 空气和氧气
课题1 我们周围的空气
第1课时 空气的组成
1.空气中氧气含量的测定
①实验步骤：
②实验现象：红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热。冷却后，打开弹簧夹，烧杯中的水被吸入集气瓶中，瓶中水面上升到第一格标记线处。
③反应的文字表达式：红磷+氧气 五氧化二磷。
④实验结论：氧气约占空气总体积的 。
2.纯净物和混合物
①空气是一种混合物，其组成按体积计算大约是：氮气(N2)78%，氧气(O2) 21%，稀有气体0.94%，二氧化碳(CO2)0.03%，其他气体0.03%。
②纯净物：只由一种物质组成。
③混合物：由两种或两种以上物质混合而成。
【课堂小结】
本节课主要学习了空气的组成成分，纯净物和混合物的概念。难点是空气中氧气含量测定的实验。要注意理解实验原理，掌握实验步骤和实验现象，学会对实验误差进行分析等。
第2课时 空气是一种宝贵的资源
【素养目标】
1.了解氧气、氮气、稀有气体的主要性质和用途。
2.了解空气污染给人类带来的危害，增强学生的环保意识。
3.知道空气是一种宝贵的自然资源。
4.初步了解空气污染给人类带来的严重危害，养成关注环境、热爱自然的情感。
【教学重点】
1.空气各成分的用途。
2.了解大气污染相关知识。
【教学难点】
1.物质用途与性质的关系。
2.联系实际解决空气污染的防治方法。
【教具准备】
氧气、氮气、稀有气体等的应用相关的图片及大气污染的图片。
【课前预习】
1.氧气可供动植物呼吸，能支持燃烧。
2.氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料；由于氮气的化学性质不活泼，因此常被用作保护气；医疗上可利用液氮进行冷冻治疗。
3.稀有气体又叫惰性气体，无色、无味，化学性质很不活泼，稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，故可用于航标灯、照明灯等。液态氦可用于制造低温环境。
4.空气污染的影响：臭氧层破坏和酸雨。
5.保护空气的主要措施：使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草等。
【教学过程】
一、新课导入
空气不仅是人类生活必需的物质，而且还是一种宝贵的自然资源。空气中的各种成分作为原料广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，是人类生产活动的重要资源。
二、进行新课
知识点1 空气是一种宝贵的资源
【阅读教材】教师先设问：空气有什么作用？为什么说空气是一种宝贵的资源？然后让学生阅读教材P33-35“空气是一种宝贵的资源”内容。
（1）氧气有哪些用途
［思考］氧气曾被叫作“养气”，请阅读教材内容思考氧气有哪些用途。
［学生总结］纵观氧气的在各领域中的应用，可知氧气的用途主要表现在两个方面：①供给呼吸；②支持燃烧。
易错提醒：
氧气在生活、生产和科技方面应用广泛，有对人类活动有利的一面。但物质的性质往往具有两面性，氧气也有对人类活动不利的一面。所以在某些情况下，需要设法除去氧气或将物品与氧气隔离，如对食品进行真空包装、给金属制品涂防锈漆等。
二、进行新课
（2）氮气的用途
［提问］你们知道为什么要在这些装有零食的食品袋中充入氮气吗？
［学生］甲：为了防止食品被挤碎或压碎。乙：为了掩盖袋里食品量比较少的真相。丙：为了防止食品变质。……
［讲解］食品的量与是否填充氮气无关。防止食品被挤碎或压碎利用了氮气能占据一定空间的物理性质，氮气之所以能用于食品防腐，是由于氮气化学性质不活泼，不会使食物腐败变质。灯泡中充氮气以延长其使用寿命，焊接金属用氮作保护气，都是利用了氮气不活泼这一性质。
［提问］氮气除了可用作保护气外，还有什么用途呢？
［学生总结］氮气的用途：①制造硝酸和氮肥的重要原料；②作保护气；
③医疗上可利用液氮进行冷冻治疗；④为超导材料提供低温环境。
［过渡］许多实验事实表明，氮气的化学性质不如氧气活泼。如食物放置在含有氧气的环境中容易腐烂，而氮气则能使食物在长时间内不变质，因此氮气可作保护气。由此可知，物质的用途决定于物质的性质。
［讨论］学生分组讨论课本P34“思考与讨论内容”，并汇报讨论结果
在测定空气中氧气含量的实验中，集气瓶内剩下的气体主要是氮气。
①燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧？
②集气瓶内液面上升到一定高度后，还能继续上升吗？这种现象能不能说明氮气不易溶于水？
［结论］①燃烧着的红磷熄灭了，说明氮气不能支持燃烧。
②集气瓶内液面上升到一定高度后，不会继续上升，这种现象能说明氮气不易溶于水。
［提问］通过日常生活中对空气的观察及上面的讨论，请结合物理性质的概念描述氮气的物理性质。
［学生描述并填写下表］
（3）稀有气体［提问］什么叫稀有气体？为什么又叫惰性气体？有哪些用途？
［学生回答］稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。稀有气体化学性质不活泼，一般不与其他物质发生反应，所以叫惰性气体。
稀有气体用途：①可用作保护气；②在通电时能发出不同颜色的光，可用于航标灯、照明灯、闪光灯、霓虹灯等；③可用于激光技术；④液态氦可用于制造低温环境。
［注意］稀有气体的惰性是相对的，一定条件下也能与其他物质发生化学反应。过去人们认为稀有气体不跟其他物质发生化学反应，曾把它们叫做惰性气体。后来发现它们在一定条件下，也能与某些物质发生化学反应而生成其他物质的事实后，才把它们改称为稀有气体。
知识延伸：
物质的性质决定了物质的用途。氮气能作保护气，主要利用了它的化学性质比较稳定，另外还考虑到氮气无毒和造价低廉。
易错提醒：
氮气和稀有气体的稳定性是相对的，在一定条件下也能发生化学反应。稀有气体可用于制造多种用途的电光源利用的是其物理性质。
［投影展示］下面是不同颜色的霓虹灯里充的稀有气体的简介。
［小结］稀有气体的用途：①作保护气②作电光源③用于激光技术④液态氦可用于制造低温环境。
知识点2保护大气环境
［过渡］洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。一个成年人每天吸入的空气约为12 m3～16 m3。但是，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。故保护大气环境已成了全世界人民都关注的问题。
［讲解］大自然具有一定的自我净化能力，若少量有害物质进入空气中，大自然能通过自我净化保持空气的洁净。如果进入空气的有害物质的种类和数量超出了大自然的自净能力，就会造成空气的污染。
［思考］指导学生阅读课本P35“保护大气环境”内容，思考下列问题：
（1）在你身边发生过哪些污染空气的现象？
（2）大气污染会造成哪些危害？
（3）为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么？
［解答］（1）此问可以结合生活实际解答，如焚烧垃圾产生污染空气的粉尘和有害气体、汽车尾气、工厂废气、沙尘暴、酸雨、使用含氟冰箱造成的臭氧层空洞、温室效应等。
（2）被污染的空气会严重损害人体的健康，影响农作物的生长，破坏生态平衡。臭氧层破坏和酸雨也与空气污染有关。
（3）积极植树、种草，爱护花木，积极宣传保护大气环境的重要性及保护大气环境应采取的措施。
［拓展延伸］空气的污染与防治
（1）污染源：排放到空气中的有害物质，大致可分为粉尘和气体两大类。从世界范围看，排放到空气中的气体污染物较多的是二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等。这些气体主要来自化石燃料的燃烧和工厂的废气。
（2）危害：酸雨是由于空气被硫、氮的氧化物污染造成的，其可使土壤酸化、建筑物腐蚀等；人类向空气中排放的含氟物质（如氟氯代烷等）使臭氧层遭到破坏，臭氧空洞的出现会使紫外线危害人类和动植物。
二、进行新课
（3）防治措施：①使用清洁能源；②加强空气质量监测；③积极植树造林、种草等。
［阅读资料］加强空气质量监测，有利于有针对性地改善环境状况。你知道空气质量日报的内容吗？指导学生阅读课本P36资料卡片。
［小结］（1）空气质量日报的主要内容包括“空气质量指数”“首要污染物”“空气质量指数类别”等。目前计入空气污染评价的主要污染物为二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等。根据空气质量指数可以对空气质量分级，空气污染指数越大，空气质量级别越高，空气质量越差。
［讨论］假如你当了市长或省长，你会如何去改善当地的空气质量呢？请你谈一谈。
［学生谈自己的想象，教师要对他们丰富的想象力予以肯定］
回答可能有多种。
（1）大量植树造林，鼓励市民种草养花。
（2）把工厂建在人口不太集中的地区。
（3）使用和开发化石燃料以外的清洁能源。
（4）汽车不再用汽油，而用乙醇汽油。
（5）加大检测汽车尾气的力度，禁止没达到环保标准的汽车上路。
（6）加大宣传力度，提高居民的环保意识。
……
【板书设计】
课题1 我们周围的空气
第2课时 空气是一种宝贵的资源
1.空气是一种宝贵的资源
（1）氧气的用途：①供给呼吸；（②支持燃烧
（2）氮气的性质和用途：
性质：无色、无味的气体，难溶于水，不能燃烧也不支持燃烧，化学性质不活泼。
用途：制造硝酸和氮肥；做保护气；液氮可用于冷冻治疗、为超导材料提供低温环境。
（3）稀有气体的性质和用途
性质：无色、无味，化学性质很不活泼。
用途：①作保护气；②作电光源；③用于激光技术；④液态氦可用于制造低温环境。
2.保护大气环境
（1）主要污染物：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）和臭氧等
（2）危害：空气污染会损害人体的健康，影响农作物的生长，破坏生态平衡等。臭氧层破坏和酸雨等都与空气污染有关。
（3）空气质量评价：根据空气质量指数可以对空气质量分级，空气污染指数越大，空气质量级别越高。
（4）防治措施：①使用清洁能源；②加强空气质量监测；③积极植树造林、种草等。
[课外拓展]
PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，它们直径小，富含大量有害物质，且在大气中停留时间长，对人体健康影响很大。PM2.5主要来自化石燃料的燃烧，如机动车尾气、煤的燃烧等。
误区警示：
虽然二氧化碳会引起温室效应，但是目前二氧化碳还没有被计入空气污染指数，因为二氧化碳无毒且参与自然界中的碳循环。
【课堂小结】
本课主要学习了空气中氧气、氮气、稀有气体的主要性质和用途，知道空气是一种宝贵的自然资源；了解了空气的主要污染物以及污染空气给人类带来的严重危害，学会一些防治空气污染的方法，关键是要学以致用，增强环保意识。
【布置作业】
完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。