【本讲教育信息】

一、教学内容

空气的成分

二、考点清单

1. 认识空气，并通过实验了解空气的成分。

2. 通过实验探究空气的成分，初步掌握实验探究的技能。

3. 了解氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。

4. 检验二氧化碳以及采集气体样品的方法。

5. 初步了解空气污染指数的概念以及主要、首要污染物。

6. 了解空气质量报告的内容。

7. 了解空气是一种重要的资源。

三、全面突破

知识点1：空气的成分

1、原始大气的主要成分：

二氧化碳（CO₂）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH₄）、氨（NH₃）

2、空气中氧气含量的测定实验

（1）实验方法：在密闭容器中利用某些物质消耗氧气而又不产生气体，测量前后体积的差值即为氧气的体积。

（2）实验操作要领：

A、由两注射器组成的密闭系统中留有30mL气体。

B、给装有铜丝的玻璃管用酒精灯加热，缓慢交替推动注射器活塞观察现象，直到铜丝不再变色。

C、停止加热后，把气体全部推至一支注射器中，冷却后读出注射器中剩余气体体积数。

（3）实验结论：

A、空气中氧气约占1/5体积；

B、空气是一种混合物。

（4）误差分析：

有同学得出的实验结论是氧气的体积不占空气体积的1/5，是什么原因造成的？

A、药品太少，不能把氧气用完；

B、装置密封不好有空气进入了；

C、装置没有冷却至室温就进行读数。

3、空气的主要成分

空气成分	氮气	氧气	稀有气体	二氧化碳	其它气体及杂质
体积分数	78%	21%	0.94%	0.03%	0.03%
特点	相对固定成分			可变成分

注：稀有气体：氦、氖、氩、氪、氙、氡的总称，这些气体都是没有颜色，没有气味的。稀有气体一般不跟其它物质发生化学反应。

【典型例题】

例1、下列哪些实验方案用来测定空气中氧气的含量是可行的？哪些比较好？

【解析与答案】

1. 实验一和实验二，测不出氧气的含量，是由于在反应过程中消耗氧气的同时又生成了新的气体，对氧气的测量产生了干扰。

2. 实验三：在点燃红磷将燃烧匙插入广口瓶时，有少量气体逸出，测量结果不是非常准确，只能粗略得出实验结论。

3. 实验四和实验五一直在密闭装置中进行，可以比较准确地测出数据。

例2、用下图装置进行测定空气中氧气含量的实验时，大部分同学所测得的数据都与1/5接近，也有个别同学测得的结果与1/5的差异较大。原因可能是什么？

【解析与答案】

本题重在考查造成测定结果差异较大的原因有哪些？造成差异的原因有：

1. 可能是药品用量不够，导致空气中的氧气没有完全反应。

2. 装置气密性不好。

3. 未等装置冷却就进行测量，装置内气体受热体积膨胀，导致测得的结果偏小。

4. 本地空气受到了污染，氧气量本来就不足1/5。

5. 在反应过程中未反复推拉活塞，使氧气未充分反应，使结果偏小。

6. 药品不纯，混有的杂质与氧气反应产生了气体，使结果偏小。

例3、在加压和降温的条件下，氧气由无色气态转变为淡蓝色液体，原因是

A. 氧分子发生了变化

B. 氧分子的大小发生了变化

C. 氧分子彼此间隔变小了，而氧分子本身没有变化

D. 氧分子本身没有变化。氧分子间的间隔也没有发生变化

【解析与答案】氧气由气态变为液态，是由于氧分子彼此间隔变小而引起的，氧分子没有发生变化。答案：C

例4、使空气依次通过烧碱溶液、浓硫酸、灼热的铜网，最终得到的气体是

A. N₂、O₂ B. N₂、稀有气体

C. N₂、CO₂ D. 稀有气体和水蒸气

【解析与答案】 由于空气的成分（N₂、O₂、CO₂、稀有气体和水蒸气）保持了各自的化学性质，N₂、稀有气体不活泼；氧气能将铜氧化；水蒸气能被浓硫酸吸收；二氧化碳能和烧碱溶液反应。所以通过以上装置能反应的被转化了，不能反应的则保留了下来。最后剩余的气体是N₂、稀有气体。答案为B

例5、打雷放电时，空气中有极少量氧气会转化成臭氧（3O₂ 2O₃），下列有关说法中正确的是

A. 该变化是物理变化

B. 氧气和臭氧都是单质

C. 氧气和臭氧是不同的物质

D. 氧气和臭氧的性质完全相同

【解析与答案】氧气在放电的条件下转化成臭氧，有新物质臭氧生成，属于化学变化，A选项错误。氧气和臭氧都是由氧元素组成的不同单质，它们是不相同的物质，性质也不相同，由此可知D选项也是错误的，只有B、C选项正确

知识点2：空气是一种重要的资源

1、工业上制取氧气的方法：

利用空气中各种成分的沸点不同，分离液态空气——首先通过降温加压，使空气液化，然后蒸发液态空气，利用空气中氧气、氮气、稀有气体的沸点不同，使其在不同温度下汽化，再冷凝，从而将各种气体分离出来。

2、氧气的用途：供给呼吸，支持燃烧。

3、氮气的用途：食品包装中充入氮气，以防腐；充入灯泡中，以延长其使用寿命；作化工原料，制氮肥；液氮用于低温麻醉技术等。

4、稀有气体的用途：保护气、霓虹灯、激光技术、低温麻醉。稀有气体在灯管中通电时会发出不同颜色的光。充入氩气，通电时会发出紫蓝色光；充入氦气，通电时会发出粉红色光；充入氖气，通电时会发出红光，这种光能穿透浓雾，故氖灯可用作航空、航海的指示灯。五光十色的霓虹灯就是利用稀有气体的这种在通电时会发出不同颜色的光的性质而制成的。

【典型例题】

例1、工业上制取氧气的原理是分离液态空气，其方法是将空气加压降温成液体空气，然后略微升温，其中先逸出的是（ ）。（已知氧气的沸点是－183℃，氮气的沸点是－196℃。）

【解析与答案】由于氮气的沸点低，氧气的沸点高，在减压升温时，氮气先变成气体逸出，剩余的主要是氧气。答案为氮气。

例2、最早运用天平作为研究化学的工具，并且得出“空气是由氧气和氮气组成的”的科学家是（ ）

A、道尔顿 B、拉瓦锡 C、门捷列夫 D、舍勒

【解析与答案】应熟悉每位化学家在化学史上的贡献，道尔顿提出了原子学说，奠定了近代化学的基础；拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具，并且得出“空气是由氧气和氮气组成”的结论；门捷列夫发现元素周期律和元素周期表；舍勒只是制取了氧气，并未得出“空气是由氧气和氮气组成”的结论。答案：B

知识点3：关注空气的质量：

1、空气质量报告内容包括：

空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况。

2、空气污染指数的项目暂定为：

二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物。

3、空气污染指数大小与空气质量级别、空气质量状况的关系：

污染指数	0～50	51～100	101～200	201～300	大于300
质量级别	一级	二级	三级	四级	五级
质量状况	优	优	轻度污染	中度污染	重度污染

4、防治空气污染的建议：

A. 植树造林

B. 不烧散煤，改烧型煤

C. 将煤进行脱硫处理。不产生二氧化硫。

D. 对工厂产生的废气处理后再排放。

E. 使用洁净能源。例如：太阳能、水能、潮汐能、电能、地热能、风能

……

【典型例题】

例、我们每时每刻都离不开空气，空气成分的微小变化都会直接影响人类的生存，你关注每天的空气质量报告吗？空气质量报告中一般不涉及（ ）

A、二氧化硫 B、二氧化碳 C、氮氧化物 D、可吸入颗粒物（TSP）

【解析与答案】空气污染指数的项目主要有：二氧化硫、一氧化碳 、二氧化氮、可吸入颗粒物等，不包括二氧化碳。所以选B。

四、本讲小结

1、空气的成分按体积计算大约是：氧气21%、、氮气78%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%。

2、空气是一种重要的资源。

3、防治空气污染是保护人类生存、保障社会持续发展的重要举措。

4、学会了测定气体混合物中某种成分的方法，知道了分离混合物的方法。

五、应考锦囊

对本讲知识重点考查空气的成分，空气的污染指数。考试中的常见题型为选择题、填空题、计算题或实验题。

六、超前思维（物质组成的表示）

1. 写出下列物质的化学式：水（ ）二氧化碳（ ）氯化钠（ ）

2. 标出下列物质中各元素的化合价并计算其正负化合价的代数和。

NaCl MgO H₂O HCl Mg

3. 已知铝（Al）的化合价是＋3价，氧（O）的化合价是－2价，试写出铝的氧化物的化学式。

4. 已知在氧化铁中，铁（Fe）的化合价为＋3价，氧（O）的化合价为－2价，请按上述步骤写出氧化铁的化学式。

【模拟试题】（答题时间：40分钟）

1. 空气中按体积计算，含量最多的气体是 （ ）

A. 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体

2. 在100升空气里氮气的体积大约是 （ ）

A. 78升 B. 78％ C. 21升 D. 21％

3. 空气中氧气与氮气的体积比约为 （ ）

A. 4∶1 B. 1∶4 C. 1∶5 D. 4∶5

4. 排放到空气中的有害物质，大致可分为 （ ）

A. 一类 B. 两类 C. 三类 D. 四类

5. 造成大气污染的有害气体是 （ ）

A. 氮气、氧气 B. 稀有气体、二氧化碳

C. 一氧化碳、二氧化硫 D. 氮气、二氧化碳

6. 下列情况一般不造成空气污染的是 （ ）

A. 煤燃烧生成的烟 B. 汽车排气生成的烟雾

C. 人呼出的二氧化碳 D. 放鞭炮产生的烟雾

7. 由于对森林的过量砍伐，草场大面积开垦，土地出现沙漠化，导致最近我国北方多次出现沙尘暴天气。沙尘暴使空气中增加了大量的 （ ）

A. 二氧化硫 B. 一氧化碳 C. 二氧化氮 D. 粉尘

8. 下列气体排放到空气中不会造成污染的是 （ ）

A. 燃放鞭炮产生的二氧化硫

B. 电镀厂排放出的红棕色二氧化氮气体

C. 家中的天然气（CH₄）不完全燃烧产生的一氧化碳

D. 氢气燃烧产生的水蒸气

9. 下列说法正确的是 （ ）

A. 空气的成分是比较固定的，主要由氮气和氧气组成

B. 空气中氧气的质量占21％，氮气占78％

C. 在通常状况下，无色、无味的气体一定是空气

D. 空气是一种单一的物质，它是由空气这一种成分组成的

10. 桌子上放一个空烧杯，烧杯内 （ ）

A. 是氮气 B. 是氧气 C. 是空气 D. 没有物质

11. 证明空气成分的科学家是 （ ）

A. 法国的拉瓦锡 B. 瑞典的舍勒

C. 英国的道尔顿 D. 英国的普利斯特里

12. 下列排放到空气中的物质，不使空气受到污染的是 （ ）

A. 煤燃烧产生的烟 B. 石油化工厂排放的废气

C. 汽车排出的尾气 D. 植物光合作用放出的气体

13. 用实验证明空气主要是由氮气和氧气组成的。

在相同条件下：

①分离100L空气，大约可得氧气______L，可得氮气______L。

②分离______L空气，可获得42L氧气。

*14. 被污染了的空气会严重地损害_____的健康，影响_____的生长，造成对自然资源及建筑物等的破坏。

*15. 在发展生产的同时，必须要充分认识_____的重要性，注意消除_____以保障人类的健康和保护自然资源。

16. 将下列数据（在空气中的体积分数）前的序号填入有关物质后面的括号内。

A. 78％ B. 21％ C. 0.94％ D. 0.03％

（1）二氧化碳（ ） （2）氧气（ ） （3）氮气（ ） （4）稀有气体（ ）

17. 根据下列生活实例说明空气中所含的成分：

⑴ 饼干放在空气中会变潮，说明空气中含 ；

⑵ 澄清石灰水久置于空气中会变浑浊，说明空气中含 。

【试题答案】

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
答案	B	A	B	B	C	C	D	D	A	C	A	D

13. 21 78 200

14. 人体 植物

15. 保护环境 污染源

16. D B A C

17. 水蒸气 二氧化碳