化学人教版（2024）课题1 我们周围的空气教课内容课件ppt

这是一份化学人教版（2024）课题1 我们周围的空气教课内容课件ppt，共38页。PPT课件主要包含了思考与讨论，实验原理，五氧化二磷，反应文字表达式，实验装置，空气中氧气含量的测定，实验现象，实验结论，实验时注意的问题，空气的组成等内容，欢迎下载使用。

我们知道空气是无色无臭的，虽然看不见，但可以通过呼吸体会它的存在。那么，如何通过实验来测定空气的组成呢？
很久以前，人们认为空气只是单一的某种物质。18世纪70年代，瑞典科学家舍勒和英国化学家普利斯特里分别制得了氧气，但他们并没有意识到自己发现了氧气。1774年法国化学家拉瓦锡第一次用实验证明了空气中有氧气和氮气。19世纪末英国物理学家瑞利发现了稀有气体氩气，之后各个稀有气体陆续被发现。
二百多年前，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。
他把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天，发现有一部分银白色的液态汞变成红色粉末，同时容器里空气的体积大约减少了1/5。他研究了剩余的约4/5体积的气体，发现这部分气体既不能供给呼吸，也不能支持燃烧。他认为这些气体全部是氮气（拉丁文原意是“不能维持生命”，氮气的化学符号是N₂)。
汞 + 氧气 氧化汞
结论：空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的五分之一。
拉瓦锡对空气成分的测定
氧化汞 汞 + 氧气
实验现象：部分银白色的液态汞变成红色粉末，容器里空气的体积约减少了1/5。
实验现象：红色粉末又变成了银白色物质，得到的气体的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。
拉瓦锡又把汞表面生成的红色粉末收集起来，放在另一个较小的容器里再加强热，得到了汞（化学符号Hg)和氧气（化学符号O₂),而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的体积。他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的约4/5体积的气体中，结果所得气体的性质与空气的完全一样。通过实验和分析，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积1/5的结论。
仿照拉瓦锡实验的原理，我们也可以粗略测定空气中氧气的含量。例如，红磷（化学符号P)与空气中的氧气反应，生成一种叫作五氧化二磷（化学符号P2O5)的新物质，这一反应可以用文字表示如下：
按图2-3所示的实验装置进行实验。在集气瓶内加入少量水，将水面上方空间分为5等份，并做好标记。用弹簧夹夹紧乳胶管。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把橡胶塞塞紧。待红磷熄灭并冷却至室温，打开弹簧夹，可以看到烧杯中的水被吸入集气瓶，瓶内液面上升至1个等份的标记附近。请讨论并解释这个实验的原理。
红磷在密闭容器内充分燃烧，消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体。容器内压强减小，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中，水的体积即为消耗氧气的体积，从而确定空气中氧气的体积分数。
红磷 + 氧气
1、红磷燃烧，产生大量白烟，放热；
2、冷却后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，进入瓶内的水的体积约占瓶内原空气总体积的1/5。
(1)氧气约占空气总体积的五分之一。(2)氮气不能燃烧，也不支持燃烧且不易溶于水。
（1）装置气密性要好；（2）红磷需过量；（3）点燃后迅速伸入集气瓶，立即塞紧瓶塞；（4）待集气瓶冷却到室温后才能打开止水夹进行读数。
测定空气中氧气含量的其他方法
在19世纪末以前，人们深信空气中仅含有氧气和氮气。后来人们又发现了氦、氛、氩、氪、氙、氡等稀有气体，才认识到空气中除了氧气和氮气，还有其他成分。目前，人们已能用实验方法精确地测定空气的成分。
其他气体杂质（0.03％）
二氧化碳（0.03%）
稀有气体（0.94%）
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，组成混合物的各种成分保持着它们各自的性质。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。
测定空气中氧气含量的数字化实验
数字化实验利用传感器和信息处理终。端进行实验数据的采集与分析。实验时一般将传感器、数据采集器和计算机依次相连，采集实验过程中各种物理量（如温度、压强、浓度等)的数据，通过软件对数据进行记录、呈现和分析。我们可以将测定空气中氧气的含量设计成数字化实验。实验步骤如下：(1)将氧气传感器与数据采集器、计算机连接；(2)把氧气传感器插入盛有空气的容器，采集数据；(3)通过相关软件处理数据，并在计算机屏幕上显示空气中氧气的含量。
空气中的各种成分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。
1.氧气过去，人们曾把氧气叫作“养气”，这充分说明了氧气的重要性。燃料燃烧离不开氧气，医疗急救、炼钢、化工生产、气割、气焊和航空航天等都要用到氧气（如图2-6）。
2.氮气 氮气具有广泛的用途（如图2-7），它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，如焊接金属时用氮气作保护气，食品包装中充入氮气以防腐。医疗上可利用液氮进行冷冻治疗。超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。
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。请结合实验和日常生活经验讨论下列问题。(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？
红磷在氮气中不能继续燃烧的事实，说明氮气不支持燃烧。许多实验事实都表明，氮气的化学性质不如氧气的活泼。
3.稀有气体在空气的成分中，稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙和氡)所占比例虽然很小，但它们却是一类很重要的气体。它们都没有颜色，没有气味，化学性质很不活泼。在生产和科学研究中，稀有气体具有广泛的用途（如图2-8）。稀有气体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。液态氦可用于制造低温环境。
利用氩氦刀治疗肿瘤 氩氦刀不是一般意义上的手术刀，而是一种低温冷冻微创治疗肿瘤的设备，其治疗过程利用氩气降温和氦气升温，因此被称为氩氦刀。氩氦刀的制冷和加热原理是：当高压气体经针尖突然释放，进入较大空间时，随着压强突然降低，气体会使局部温度迅速降低或升高。氩气在针尖急速释放，可在几十秒内冷冻病变组织，使其温度降至-100℃以下；氦气在针尖急速释放，将使病变组织快速升温解冻，从而消除肿瘤。降温和升温的速度，以及冷冻区域的大小与形状都可以进行精确设定和控制。
洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。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。臭氧层破坏和酸雨也与空气污染有关。为了保护大气环境，人类正在积极行动起来，使用清洁能源，加强空气质量监测，积极植树、种草等，持续深入打好蓝天保卫战。
(1)举例说明空气污染造成的危害。(2)2013年秋季，我国发布《大气污染防治行动计划》，加强了对空气污染的综合治理。请查阅资料，结合自身体会，了解我国空气质量改善取得的成就，并与同学交流。(3)为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么？
空气质量日报 空气质量日报的主要内容包括“空气质量数”“首要污染物”“空气质量状况”等（如图2-9）。空气质量指数(air quality index,AQI)是依据常规监测的几种空气污染物浓度计算得到的。目前计入空气质量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（粒径小于等于10 μm的颗粒物，PM10)、细颗粒物（粒径小于等于2.5 μm的颗粒物，PM25)和臭氧等。不同地区的首要污染物有所不同。
空气质量日报可以及时准确地反映空气质量状况，增强人们对环境的关注，促进人们对环境保护工作的理解和支持，提高全民的环境保护意识，促进人们生活质量的提高。
调查与研究(1)通过各种途径收集你所在地区近阶段的空气质量日报。以日期为横坐标，空气质量指数为纵坐标，利用收集的数据作图。(2)用照片、漫画、短文等记录你所在地区为保护大气环境所采取的措施。(3)调查市售便携式空气质量检测仪的种类和功能。(4)把活动过程及你对改善空气质量的建议写成小论文，与同学交流。
1. 空气的成分按体积计算大约是: 氮气78%、氧气21%、稀有气体等其他成分1% 。2. 纯净物由一种物质组成，混合物由两种或两种以上物质组成。氧气、和氮气等是纯净物，空气是混合物。3. 空气是一种宝责的自然资源，要保护大气环境，防止污染空气。