第一節(jié) 空氣的成分【考點(diǎn)精突破】【例1】如圖是實(shí)驗(yàn)室測(cè)定空氣中氧氣含量的常用裝置，請(qǐng)完成下列問(wèn)題。（1）在此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前，需準(zhǔn)確測(cè)量密閉系統(tǒng)內(nèi)空氣的體積，密閉系統(tǒng)內(nèi)有兩個(gè)注射器和一個(gè)不規(guī)則的玻璃管，你認(rèn)為密閉系統(tǒng)中空氣體積的測(cè)量方法是_；（2）用酒精燈加熱時(shí)，先給玻璃管預(yù)熱的原因是_；（3）為確保氧氣完全被消耗，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問(wèn)題是_；a.銅絲量要足 b.反應(yīng)時(shí)間要足夠長(zhǎng) c.反復(fù)交替推拉活塞，使空氣與銅絲充分接觸（4）通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，表明反應(yīng)后系統(tǒng)剩余氣體具備的化學(xué)性質(zhì)有_。a.無(wú)色無(wú)味 b.不能和銅反應(yīng) c.能生產(chǎn)化肥【解析】（1）注射器的體積易讀出，關(guān)鍵是不規(guī)則部分的體積，可在實(shí)驗(yàn)前將密閉系統(tǒng)中注滿水，然后把水倒入量筒得到水的體積，減去注射器的體積，就是不規(guī)則部分的體積；（2）先預(yù)熱的目的是防止玻璃管受熱不均勻而炸裂；（3）銅絲是消耗氧氣的主要物質(zhì)，量要足，反復(fù)推拉活塞及時(shí)間足夠長(zhǎng)是保證反應(yīng)完全的措施；（4）顏色、氣味是物質(zhì)的物理性質(zhì)，剩余氣體主要是氮?dú)?，?yīng)能制取化肥，但通過(guò)本實(shí)驗(yàn)看不出其能否制取化肥，但可以肯定其不與銅反應(yīng)，因若能反應(yīng)，將被消耗，氣體就不會(huì)剩余較多。答案：（1）將密閉系統(tǒng)中注滿水，然后用量筒量取水的體積即密閉系統(tǒng)空氣的體積（2）防止玻璃管受熱不均而炸裂（3）a、b、c （4）b【例2】請(qǐng)結(jié)合圖示，回答下列問(wèn)題：(1)圖中所表示的含義是_。(2)這種現(xiàn)象可能對(duì)人類生存環(huán)境造成的不良影響是_。(3)請(qǐng)你舉出兩件你可以做到的有利于減緩這種現(xiàn)象發(fā)生的事情。_；_?！窘馕觥考彝ァ⒔煌?、工業(yè)、熱電廠、森林大火等排放了大量的二氧化碳?xì)怏w，造成溫室效應(yīng)，使地球溫度升高，地球“流汗”，大喊“救命”；溫室效應(yīng)的不良影響使地球兩極的冰川融化，海平面上升，改變生物的遺傳基因等；改善溫室效應(yīng)的措施有：減少燃料的燃燒，開(kāi)發(fā)利用新能源，植樹(shù)造林，禁止亂砍濫伐等。答案：（1）家庭、交通、工業(yè)、熱電廠、森林大火等排放了大量的二氧化碳?xì)怏w，使地球溫度升高，地球“流汗”，大喊“救命”（表述合理即可）（2）冰川融化，海平面上升，改變生物的遺傳基因等（合理即可）（3）減少煤、石油等燃料的使用 植樹(shù)造林 使用清潔能源等（任選兩個(gè)答案，合理即可）【課時(shí)速達(dá)標(biāo)】一、選擇題1.空氣中含量最多的是（ ）A.二氧化碳 B.氮?dú)?C.氧氣 D.水蒸氣【解析】選B?？諝庵懈鞒煞值捏w積分?jǐn)?shù)如下：氮?dú)?8%；氧氣21%；稀有氣體0.94%；二氧化碳0.03%，其他氣體和雜質(zhì)0.03%。由以上體積分?jǐn)?shù)可看出空氣中含氮?dú)庾疃?，故選B。2.有關(guān)下列實(shí)驗(yàn)的結(jié)論或說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）A.表明了空氣中一定有氧氣B.證明了空氣是混合物C.體積減少是利用了銅能和氧氣反應(yīng)D.體積減少表明氣體熱脹冷縮【解析】選D。測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)原理是銅+氧氣氧化銅，紅色的銅絲變黑，表明了空氣中一定有氧氣，但實(shí)驗(yàn)后仍有剩余氣體，表明空氣中不僅含有氧氣，還有其他氣體，是混合物，體積減少的原因是氧氣被消耗。3.下列關(guān)于空氣的有關(guān)敘述正確的是（ ）A.生命離不開(kāi)氧氣，所以空氣中氧氣最多B.空氣中含有0.94%的稀有氣體是指100升空氣中含有0.94升稀有氣體C.在通常狀況下，無(wú)色無(wú)味的氣體一定是空氣D.空氣的成分始終不變【解析】選B?？諝庵邢∮袣怏w含量0.94%指的是體積分?jǐn)?shù)，故B正確；無(wú)色無(wú)味的氣體不一定是空氣，例如氧氣也是無(wú)色無(wú)味的氣體，故C錯(cuò)；原始大氣和現(xiàn)在大氣的成分是不一樣的，故D錯(cuò)。4.下列氣體中會(huì)污染空氣的是 （ ） A.氮?dú)猓∟2） B.氧氣（O2） C.水蒸氣（H2O） D.二氧化硫（SO2） 【解析】選D。N2、O2為空氣中的主要成分，不會(huì)對(duì)空氣造成污染；H2O也不會(huì)對(duì)空氣造成污染。目前空氣的污染物主要確定為硫、氮的氧化物等有毒氣體和可吸入顆粒物。 5.如圖分別是地球和火星的大氣組成（體積分?jǐn)?shù)）示意圖。下列說(shuō)法正確的是（ ）A.地球和火星的大氣中氧氣（O2）的體積分?jǐn)?shù)相同 B.地球和火星的大氣中都含有氮?dú)猓∟2） C.地球和火星的大氣中二氧化碳（CO2）的體積分?jǐn)?shù)相同 D.地球和火星的大氣組成完全相同 【解析】選B。分析圖示可知，地球大氣以氮?dú)?、氧氣為主，火星大氣以二氧化碳、氮?dú)鉃橹鳎鯕夂投趸嫉捏w積分?jǐn)?shù)是不相同的，故A、C、D皆錯(cuò)。 二、非選擇題 6.下列事實(shí)說(shuō)明空氣中含有哪些成分？ （1）空氣是制造氮肥的原料_； （2）石灰水長(zhǎng)期暴露在空氣中會(huì)變渾濁_。 【解析】（1）制造氮肥的原料是氮?dú)猓?（2）空氣中的二氧化碳使石灰水變渾濁。 答案：（1）氮?dú)?（2）二氧化碳 7.請(qǐng)你將物質(zhì)與相關(guān)的用途用線連接起來(lái)。 氧氣 a.作食品保護(hù)氣 氮?dú)?b.支持植物的光合作用 二氧化碳 c.動(dòng)植物的呼吸、燃燒 稀有氣體 d.制造能發(fā)出各種顏色的霓虹燈 【解析】動(dòng)植物的呼吸作用及燃料的燃燒都離不開(kāi)氧氣；氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，常用作保護(hù)氣；植物在光合作用中，吸收二氧化碳，放出氧氣；稀有氣體常用于制造多種用途的電光源等。 答案：氧氣c 氮?dú)鈇 二氧化碳b 稀有氣體d 8.研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為探究空氣中 氧氣的體積分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。 請(qǐng)根據(jù)圖示實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題： （1）閉合電源開(kāi)關(guān)，可以觀察到白磷 _。 （2）裝置冷卻到室溫時(shí)，可觀察到U形管內(nèi)左側(cè)液面_。 （3）通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是_。 （4）此實(shí)驗(yàn)還可推知反應(yīng)后剩余氣體的兩點(diǎn)性質(zhì)是_。 【解析】閉合電源，電火花引燃易燃的白磷，白磷燃燒的現(xiàn)象與紅磷相似，發(fā)黃光，生成大量的白煙；左側(cè)密閉環(huán)境中的氧氣因支持白磷燃燒而消耗掉，左側(cè)管內(nèi)氣壓減小，液面上升；同時(shí)也可推測(cè)出剩余的氣體既不支持燃燒，也不易與水反應(yīng)，又不易溶于水。雖然此裝置與課本提供的裝置不同，但實(shí)驗(yàn)原理是一樣的。 答案：（1）燃燒，生成大量白煙 （2）上升到原左側(cè)管內(nèi)空氣的處（或刻度“1”處） （3）氧氣體積約占空氣體積的（4）不支持燃燒，不易溶于水，也不與水反應(yīng)（任寫(xiě)兩點(diǎn)即可） 【能力提升練】一、選擇題（本題包括6小題，每小題3分，共18分） 1.有些汽車為增強(qiáng)安全性而配有安全氣囊。當(dāng)汽車受到一定力量的撞擊時(shí)，某些物質(zhì)迅速分解，釋放出一種空氣中含量最多的氣體，使氣囊彈出并迅速膨脹，以保護(hù)車上人員的安全。這種氣體是 （ ） A.氮?dú)?B.氧氣 C.二氧化碳 D.稀有氣體 【解析】選A。抓住題目的關(guān)鍵點(diǎn)：空氣中含量最多的氣體，就能判斷出該氣體是氮?dú)狻?2.下列關(guān)于空氣的說(shuō)法正確的是（ ） A.空氣質(zhì)量報(bào)告中所列的空氣質(zhì)量級(jí)別數(shù)目越大，空氣質(zhì)量越好 B.稀有氣體不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) C.一定量空氣與銅絲完全反應(yīng)后剩余的氣體是純凈物 D.空氣是一種重要的自然資源 【解析】選D。空氣質(zhì)量報(bào)告中所列的空氣質(zhì)量級(jí)別數(shù)目越小，空氣質(zhì)量越好，A錯(cuò)；稀有氣體幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并不是不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，B錯(cuò)；一定量空氣與銅絲完全反應(yīng)只是消耗氧氣，剩余的氣體中含有稀有氣體、二氧化碳、氮?dú)獾龋适Ｓ嗟臍怏w不是純凈物，故C錯(cuò)。 3.為了經(jīng)久耐用，在燈泡中可填充的氣體是（ ） A.氧氣 B.氮?dú)?C.二氧化碳 D.二氧化硫 【解析】選B。氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，故常利用該性質(zhì)用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣。 4.下列事實(shí)不能說(shuō)明空氣是客觀存在的是（ ） A.在臉旁揮揮手，感受到有些涼意 B.來(lái)電了，整個(gè)山城又亮起來(lái)了 C.打開(kāi)電扇，有風(fēng)徐徐吹來(lái) D.將一個(gè)空集氣瓶倒扣在充滿水的大水槽中往下壓，水不能充滿集氣瓶 【解析】選B。揮手、開(kāi)電扇都可使空氣流動(dòng)，我們能感受到，在液體中的集氣瓶不能充滿水，表明集氣瓶?jī)?nèi)有空氣，而來(lái)電燈亮和空氣沒(méi)有關(guān)系。 5.下列關(guān)于空氣的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（ ） A.工業(yè)上利用氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同，從液態(tài)空氣中分離出氧氣的過(guò)程屬于物理變化 B.空氣是一種十分重要的化學(xué)資源 C.若大量有害物質(zhì)進(jìn)入空氣中，僅靠大自然的自凈能力，大氣也能保持潔凈 D.按體積分?jǐn)?shù)計(jì)，空氣中約含有氮?dú)?8%、氧氣21%、其他氣體和雜質(zhì)1% 【解析】選C。大自然的凈化能力是有限的，有害物質(zhì)若大量排放到空氣中，就會(huì)超過(guò)大自然的凈化能力，形成污染。 6.室內(nèi)空氣污染物與空氣質(zhì)量報(bào)告中的主要污染物有所不同，以下不會(huì)使室內(nèi)空氣受污染的是（ ） A.烹飪時(shí)產(chǎn)生的油煙 B.水果散發(fā)出的香味 C.煤燃燒生成的煙霧 D.裝修釋放出的甲醛等刺鼻氣味的物質(zhì) 【解析】選B?？諝馕廴臼侵缚諝庵泻械膶?duì)人體不利的有害物質(zhì)，由我們的學(xué)習(xí)和日常生活經(jīng)驗(yàn)知，油煙、煙霧、甲醛都對(duì)我們身體有害。 二、理解與應(yīng)用（本題包括3小題，共22分） 7.（4分）對(duì)下列兩種氣體，根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)，提出驗(yàn)證的方法。 【解析】氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁。 答案：插入帶火星的木條，木條復(fù)燃 通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁 8.（10分）如圖是由A、B兩個(gè)注射器組成的密閉系統(tǒng)，其中存有30 mL空氣，給裝有螺旋細(xì)銅絲的玻璃管加熱，同時(shí)交替推動(dòng)兩個(gè)注射器的活塞，觀察到的現(xiàn)象是 _， 發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式_， 反應(yīng)基本類型_。停止加熱后冷卻至室溫，將氣體全部推到B注射器中，推測(cè)注射器B中氣體的體積約為_(kāi)mL（玻璃管的體積可以不考慮），你的結(jié)論是_。 【解析】在加熱的條件下，銅絲能與O2反應(yīng)生成黑色的氧化銅，能觀察到銅絲表面變黑，此反應(yīng)為兩種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)，在空氣中O2約占總體積的1/5，剩余約4/5體積的其他氣體。30 mL×4/5=24 mL。據(jù)此現(xiàn)象可推知氧氣約占空氣體積的1/5。 答案：銅絲表面變黑 銅+ 氧氣氧化銅 化合反應(yīng) 24 氧氣約占空氣體積的1/5 9.（8分）在空氣中氧氣含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)探究中，小明進(jìn)行了如圖所示實(shí)驗(yàn)。將紅磷盛放在燃燒匙內(nèi)，點(diǎn)燃后立即插入集氣瓶?jī)?nèi)并塞上瓶塞。 （1）查閱資料知，磷能和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成五氧化二磷固體，同時(shí)放出熱量，你認(rèn)為紅磷能燃燒屬于_（填“化學(xué)變化”、“物理變化”、“化學(xué)性質(zhì)”或“物理性質(zhì)”）。 （2）觀察到的現(xiàn)象是紅磷燃燒、生成大量的白煙，一會(huì)火焰熄滅，冷卻后瓶壁上有白色物質(zhì)生成，打開(kāi)止水夾，發(fā)現(xiàn)水從燒杯進(jìn)入集氣瓶中，你認(rèn)為水能進(jìn)入集氣瓶的原因是_。 （3）老師說(shuō)：“進(jìn)入瓶?jī)?nèi)水的體積應(yīng)當(dāng)占瓶體積的五分之一，近似等于空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)?！钡∶魍ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)與正常值相比偏小，你認(rèn)為可能的原因是_；_。 【解析】（1）紅磷燃燒是化學(xué)變化，故紅磷能燃燒屬于化學(xué)性質(zhì)。 （2）瓶?jī)?nèi)空氣中氧氣被紅磷消耗后，壓強(qiáng)變小，水在大氣壓的作用下，便會(huì)從燒杯進(jìn)入集氣瓶中。 （3）小明的實(shí)驗(yàn)值偏小，可能的原因是：紅磷的量不足，氧氣沒(méi)有耗盡；沒(méi)有冷卻到室溫；裝置漏氣；讀數(shù)不準(zhǔn)確等。 答案：（1）化學(xué)性質(zhì) （2）瓶?jī)?nèi)空氣中氧氣被紅磷消耗后，壓強(qiáng)變小 （3）紅磷的量不足 沒(méi)有冷卻到室溫 裝置漏氣 讀數(shù)不準(zhǔn)確等（填任意兩點(diǎn)即可） 三、分析與計(jì)算（本題包括1小題，共10分） 10.一般氧氣占清新空氣的21。當(dāng)空氣中氧氣含量降至12%時(shí)，人體可發(fā)生呼吸困難；降至10%，可發(fā)生智力活動(dòng)減退；降至7%8%以下可危及生命安全（題中百分?jǐn)?shù)為體積分?jǐn)?shù)）。初中生平均每人每小時(shí)消耗氧氣 22升，現(xiàn)有50名同學(xué)，在一間長(zhǎng)8 m，寬6 m，高3 m的密封教室內(nèi)待了整半天（一天按24小時(shí)計(jì)），假若開(kāi)始教室內(nèi)為清新空氣，試求算最后教室內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)？（1 m3=1 000升）（精確至0.1%） 【解析】開(kāi)始房間內(nèi)氧氣總量為8×6×3×1 000× 21%升=30 240升，消耗氧氣共50×22×12=13 200升，最后房間內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為（30 240 13 200）/（8×6×3×1 000）×100%=11.8%。 答案：最后房間內(nèi)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為11.8%。 【知識(shí)樂(lè)探究】 某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)。待燃燒、冷卻后打開(kāi) 止水夾，進(jìn)入集氣瓶中水的體積 約占集氣瓶容積的70%。根據(jù)空氣 的組成，小組成員們推出減少的 體積中有氮?dú)狻?【提出問(wèn)題】氮?dú)馐窃趺礈p少的？ 【假設(shè)一】氮?dú)馀c鎂條反應(yīng)而減少。 【假設(shè)二】_。 【查閱資料】鎂在氮?dú)庵心苋紵a(chǎn)物為氮化鎂，通常為固體。 【反思與交流】用鎂條能否測(cè)定空氣中氧氣的含量？_。 【交流共享】你對(duì)測(cè)定空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn)的藥品、儀器的選擇有哪些認(rèn)識(shí)？ _。 【解析】水能進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)，說(shuō)明鎂能與氧氣反應(yīng)；但是進(jìn)入集氣瓶中的水的體積和理論值21%相差太大，說(shuō)明不是簡(jiǎn)單的誤差造成的，可能是鎂與空氣的主要?dú)怏w氮?dú)庖舶l(fā)生了反應(yīng)，也可能是氮?dú)庠诟邷貤l件下與集氣瓶?jī)?nèi)的其他物質(zhì)反應(yīng)而減少。 查閱資料表明鎂條在氮?dú)庵幸材苋紵a(chǎn)物為氮化鎂，所以假設(shè)一是有道理的，因此不能用鎂條來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量。 能測(cè)定空氣中氧氣含量的物質(zhì)必須只與氧氣反應(yīng)而不與氮?dú)獾绕渌麣怏w反應(yīng)，生成物不能是氣體。而且反應(yīng)應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，以保證進(jìn)入裝置的水的體積等于減少的氣體的體積。 答案：【假設(shè)二】氮?dú)庠诟邷貤l件下與瓶?jī)?nèi)的其他物質(zhì)反應(yīng)而減少 【反思與交流】鎂條除與氧氣反應(yīng)外，還與氮?dú)夥磻?yīng)，會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏大，故不能用鎂條來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的含量 【交流共享】 能測(cè)定空氣中氧氣含量的物質(zhì)必須只與氧氣反應(yīng)而不與氮?dú)獾绕渌麣怏w反應(yīng)，生成物不能是氣體 反應(yīng)應(yīng)在密閉的容器中進(jìn)行（合理即可）