2025秋初中化学九年级上册沪科版课件 2.1 空气的组成.pptx

2.1空气的组成

2.空气就在你的周围，你能描述它有哪些物理性质吗？3.空气是一种单一的物质吗？它主要有哪些成分组成呢？1.如果我们生活的这个世界没有空气，那我们的世界会是什么样子？

人类对空气组成的认识经历了漫长的历史过程。18世纪中叶以前，人们一直把空气看作是单一成分的物质。随着化学的发展，人们对空气的认识逐步深入。现在我们已经知道，空气是由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等成分组成的，就像一个“大家族”。

?目标预览?能依据观察的实验现象初步推断空气的主要成分；能从组成上对物质进行分类，识别纯净物和混合物；能体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。

一、空气的组成空气看不见摸不着，怎么证明它的存在?空气中含有哪些物质?化学家是怎样研究空气的?要回答这些问题，最好的方法就是通过实验来探究。

一个敞口的无色透明容器(如集气瓶)，经常被认为里面是“空的”，意指瓶中“没有东西”。其实不然，用简单的实验即可证明这个集气瓶中充满了空气。

图2-1“捕获”空气实验

利用图2-1所示的实验仪器，组装成图中所示的实验装置，请你利用该实验装置把一个集气瓶中的部分空气“捕获”到另一个集气瓶中。简要说明其原理。空气一般情况下不易溶于水中，可以用排水法收集空气，所以在集气瓶上插上分液漏斗和通向另一个集气瓶的导管，另一个集气瓶装满水放在水槽中。从分液漏斗中不断注入水，这样集气瓶中的水不断变多，空气会沿着导管进入另一个集气瓶中，并将其中的水排出，这样空气就从一个集气瓶进入另一个集气瓶中。

为了成功地进行实验，首先应检查装置的气密性，确保装置不漏气。

检查装置气密性的方法如图2-2所示。用手握住试管时，导管口有气泡冒出；松开手后过一段时间，导管中会形成一段水柱，则说明装置的气密性良好。图2-2检查装置的气密性

空气中氧气的体积分数(volumefaction)是多少?为了弄清楚这个问题，可以设计实验，让某种物质在一定条件下把盛有空气的容器中的氧气完全消耗掉，测量反应后容器中剩余气体的体积，即可以推断出氧气在空气中所占的体积分数。通过如下实验，可以粗略测定空气中氧气的体积分数。

仔细观察下列实验，并思考相关的问题。1.将集气瓶的容积划分为5等份并加以标记。2.将橡胶管上的止水夹夹紧，在燃烧匙内装入足量的红磷，在酒精灯火焰上点燃红磷后，将燃烧匙迅速伸入集气瓶内，塞紧橡皮塞(图2-3)，观察到什么现象?红磷在集气瓶中燃烧，消耗了什么气体?

红磷燃烧，产生黄色火焰，放出热量，生成大量的白烟。红磷在集气瓶中燃烧消耗了集气瓶内的氧气。

3.待火焰熄灭后，观察红磷是否有剩余。待集气瓶冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中，打开止水夹，观察到什么现象?4.依据实验现象推断空气中氧气所占的体积分数。烧杯中的水被压入集气瓶中，进入的水的体积约占集气瓶容积的五分之一推断空气中氧气所占体积分数大约为五分之一

5.思考讨论。(1)已知空气中氧气的体积分数约为五分之一。观察到的实验结果是否接近这个数值?若相差较大，分析产生误差的原因。实验结果接近这个数值。若相差较大，产生误差的可能原因及影响如表。

可能原因影响测定结果小于五分之一装置漏气反应结束后外界空气进入红磷量不足氧气不能完全被消耗未待装置冷却到室温就打开止水夹温度较高，气体处于受热膨胀状态剩余气体占有较大的体积测定结果大于五分之一点燃的红磷插入瓶中后未立即塞上橡皮塞空气受热膨胀，部分逸出实验前止水夹未夹紧部分空气受热膨胀沿导管逸出

(2)蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水。能否用蜡烛代替红磷进行相同实验，为什么?不可以用蜡烛代替红磷进行相同的实验。因为蜡烛燃烧后的生成物是二氧化碳和水，而二氧化碳是气体，会弥补所消耗的氧气的体积，导致实验失败。

磷＋氧气五氧化二磷点燃上述实验中，红磷燃烧消耗了氧气，生成了白色的五氧化二磷固体，使得集气瓶中的压强减小。在大气压的作用下，烧杯中的水被压入集气瓶中。若红磷过量，且装置具有良好的气密性(即不漏气)，则进入的水的体积约占集气瓶容积的五分之一，说明空气中的氧气约占空气总体积的五分之一。剩余气体约占空气总体积的五分之四，不支持红磷燃烧，主要是氮气。

像空气这样的物质称为混合物(mixture)。混合物是由两种或两种以上物质混合而成的，其中各成分保持原有的化学性质。混合物在日常生活中十分常见，食盐水、蔗糖水就是典型的混合物。

像气、氮气、二氧化碳、水这样的物质称为纯净物(puresubstance)。纯净物只由一种物质组成。在实际应用中，绝对纯净的物质并不存在，当其中杂质成分的含量极少时，即可认为是纯净物。

空气成分的发现18世纪70年代，瑞典科学家舍勒(KarlWilhelmScheele，1742-1