第 1 節 空氣的存在
I 空氣有質量
問題:所有物質都有質量,那麽空氣不也有質量嗎?-結論:空氣有質量。
2、空氣的用途:
用途舉例:(1)進行生物的呼吸作用、植物的光合作用(2)形成風、雲等天氣現象
(3)物質的燃燒需要空氣(4)氣球升空、放風箏、降落傘著陸需要空氣(5)飛行、滑翔、航行的運動需要空氣(6)吸飲料、鋼筆灌墨水等。
尼大氣壓的存在
實驗壹:"覆寫杯實驗"
做法:①在空杯ro中放壹塊紙板,將裝置倒置過來會發現紙板掉落;
②如果在杯中裝滿水用紙板將開口封住,迅速將裝置倒置過來會發現紙片不掉落。
思考:這兩個實驗的區別在於前者的杯子裏沒有水,只有空氣,而後者的瓶子裏裝滿了水。
這兩個結果的不同應該源於這個原因。是大氣壓把紙片壓在杯口上,使它無法下落。而在第壹個實驗中,由於瓶內也有空氣,這就會導致內外壓力相互抵消,紙片就會由於自身的重力而下落。這個實驗充分說明了大氣壓強的存在。
實驗 2:"氣壓罐"
練習:在空易拉罐中裝入少量水,在酒精燈上加熱,直到罐中的水沸騰。然後
迅速熄滅酒精燈,同時將事先準備好的面粉團塞入罐口。馬上就可以看到罐頭已經被捏碎,並發出 "啪啪 "的聲音。
想壹想;在用酒精燈加熱罐頭裏的水的過程中,由於熱膨脹,罐頭裏的空氣大部分被擠了出來。(罐內的水沸騰後,從酒精燈上取下罐子,罐內剩余的氣體冷卻收縮)。這使得外部大氣壓力大於罐內氣體的壓力,因此鐵罐被壓扁了。這個實驗也說明了大氣壓的存在。
三、室內空氣的對流。
1.課本中的實驗裝置。提問:蛇為什麽會跳舞?明確:熱空氣的流動方向是向上的。
2、擴散思考:冬天使用空調,室內空氣是怎樣流動的?
明確:空調附近的空氣受熱膨脹,密度減小,上升,到達房頂附近。源源不斷的熱氣流擠壓著前面的空氣,在房間上部向前移動,而地面上的空氣則向空調機移動,以補充熱量。這樣,空調不斷加熱附近的空氣,室內形成空氣對流,室內溫度上升。
3、想壹想:夏天使用空調時,風扇應該朝哪個方向?賣海鮮的,冰應該放在哪裏?第二節、空氣的成分
壹、空氣的成分
(壹)空氣中氧氣成分的測定:1、裝置圖
2、實驗現象:A 、紅磷燃燒產生黃色自燃火焰,發熱,冒白煙
B 、(過壹會兒白煙消失,裝置冷卻到室溫,打開彈簧夾)
燒杯中的水倒入量筒中,約占瓶子容積的 1/5。
3、實驗結論:說明空氣不是單壹物質;氧氣約占空氣總體積的 1/5:磷(P )+氧(O )?燃燒→五氧化二磷 P0)
化學方程式:4P+50-產物2P0
5、註意事項:A 、所用紅磷壹定要過多,過少則氧氣消耗不盡
B 、要等氣瓶(裝置)冷卻後才能打開彈簧夾,
C 、裝置的氣密性要好。(否則測量值偏小),
D 、要先夾緊橡皮管,再點燃紅磷(否則測量值偏大)。
思考:能否用木炭、硫磺等物質?如果可以,應該怎樣做?
答:不能用木炭或蠟燭(燃燒產生氣體,瓶內體積變化小),不能用鐵(鐵在空氣中不能燃燒◇
6、實驗中實際測得的比真實值小,原因可能是
A紅磷的量不足;B裝置的氣密性差:
C 打開瓶塞前未冷卻至室溫 夾子:
D ,未預先給導管加水
(二)空氣的主要成分(按體積計):
氮氣(N )78%,氧氣(O )21%(氮氣比氧氣約為 4:1),
稀有氣體 0.94%,二氧化碳(CO )0.03%,其他氣體和雜質 0.03%。空氣的成分以氮氣和氧氣為主,它們是混合物。
空氣成分 氮氣 氧氣 稀有氣體 二氧化碳 其他氣體和雜質
體積分數 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
空氣成分記憶法:氮氣 7.8 氧氣 2.1,零點 9.4 是稀釋氣體:0.0.3有兩種,二氧化碳和雜氣體 (3)空氣是寶貴的資源
1、氮氣:無色、無味氣體,不溶於水,不燃燒或不支持燃燒,不能供給呼吸,化學性質
不活潑。
2、稀有氣體:無色、無味的氣體,通電時能發出不同顏色的光,化學性質很不活潑。
氧氣①動植物呼吸醫療急救用氣③金屬切削用氣④煉鋼用氣⑤宇宙導航用氣等。
氮氣①超導實驗用車②化工原料③作保護用氣④氮氣作食品防腐劑等。
稀有氣體①作保護氣②制多種用途的電燈③激光技術④氦氣低溫處理器等
(四)研究空氣成分的歷史
1、18世紀70年代,空氣通電後能發出不同顏色的光,化學性質很不活潑。
1、19世紀70年代,瑞典科學家舍勒和英國科學家-化學家普利斯特裏分別發現並制取了
氧氣。
2、法國科學家拉瓦錫第壹個用天平作為化學研究的工具,用定量的方法研究空氣的成分,
第壹次明確提出 "空氣是由氧和氮組成的"。得出氧氣約占空氣總體積的 1/5 的結論。第三節 氧氣
A 實驗室中氧氣的獲得
氧氣的實驗室制備(化學變化)
1、過氧化氫制備氧氣(過氧化氫)
A 、藥品:過氧化氫(H202)和矽藻錳(黑色粉末 MnO2) B 實驗原理:
MnO З
表達式:MnO З
:過氧化氫(H202) 水(H20)+ 氧氣(O2)
化學方程式:2H202 2H20+02 f
註:MnO2在此反應中是催化劑,起催化作用C 、裝置:固液反應,不加熱(過氧化氫的為壹類)註:MnO2在此反應中是催化劑,起催化作用:
①、分液漏鬥可用長頸漏鬥代替
①、分液漏鬥可用長頸漏鬥代替,但其下端應伸入液面以下,防止氣體從長頸漏鬥中逸出
②、導管只能稍伸入試管塞中
③、氣密性檢查;
4.裝藥時,應先裝固體,後裝液體
5.裝藥時,應先裝液體,後裝固體
6.裝藥時,應先裝液體,後裝固體。該裝置的優點:可控制反應的開始和結束,可隨時加入液體。D、步驟:連接、檢查、裝入(二氧化錳)、固定、倒入(過氧化氫溶液)、收集
2、用高錳酸鉀、氯酸鉀制取氧氣
A、藥品:、高錳酸鉀(深紫色固體)、氯酸鉀(白色固體)和二氧化錳(黑色粉末)B、原理::
①加熱氣酸鉀(加少量二氧化錳):
表達式:氯酸鉀(KCIO3)△氯化鉀(KCI )+氧氣(O2)
MnQ З
MnO
式中:
MnQ З
MnO2KCIO3Д2KCl + 302 ↑
註:MnO2 在反應中是催化劑,催化作用②加熱高錳酸鉀
表達式:高錳酸鉀(KMnO4) 錳酸鉀(K2MnO4)+二氧化錳(MnO2)+氧氣(O2)
式中:2KAne4
C、裝置:加熱固體制取氣體(加熱氯酸鉀為壹類) K2Mn04+Mn02+02↑ D、操作步驟:(連)檢、裝、定、點、收、離、熄。(1)連接設備:先下後上,從左到右。檢查裝置的氣密性:將導管的壹端浸入水槽中,用手緊握試管外壁。如果導管口在水中冒出氣泡,則證明裝置沒有漏氣。松手後,導管口出現壹段水柱。
③裝藥:按固體粉末的取法(藥勺或紙槽)
④固定裝置:固定試管時,試管口應稍向下傾斜,鐵夾應夾在試管的中上部⑤加熱藥品:先使試管均勻受熱,再用酒精燈的外焰由前向後加熱反應物部分。⑥收集氣體:
a 、若用排水集氣法收集氣體,當氣泡均勻冒出後再收集,剛排出的是空氣;水排盡後,應用玻璃片蓋住瓶口,小心地從水槽中取出,正放在桌面上方(密度比空氣大(防止氣體逸出)) b 、用向上排空法。收集時應將導管伸入集氣瓶底部(為了排盡瓶內空氣)
用排水法收集時,導管放在集氣瓶口(7)先將導管移出水面
(3)再停止加熱
E 、易錯之處:
a ).試管口應稍向下傾斜:防止生成的水倒流,沖破試管底部。藥品應平放在試管底部 b ).將導氣管伸入發生器中,使橡膠塞稍稍露出:有利於產生的氣體排出。
c ).用高錳酸鉀制氧氣時,試管口塞壹團棉花:防止高錳酸鉀粉末進入導氣管,汙染生成的氣體和水槽中的水。
d ).用排氣法收集氣體時,導氣管要伸到接近收集瓶底部:有利於排出收集瓶內的空氣,使收集到的氣體更純凈。
e ).實驗結束後,將導氣管移出水面,再熄滅酒精燈:防止水槽中的水倒灌,炸壞試管。F 、收集方法:
排空法(不易溶於水)
向上排空法(密度比空氣大) G 、檢驗、驗滿
檢驗:用帶火星的木條伸入氣瓶中,發現木條復燃,說明是氧氣;驗滿:用帶火星的木條放在氣瓶口,若木條復燃,證明是氧氣。
3催化劑:
概念:在化學反應中,能改變其他物質的反應速率(加快或減慢),但其化學性質和質量在反應前後不發生變化的物質。
特點:兩不變(質量、化學性質變為壹變化(反應速率))
註:①催化劑:催化劑①不能改變生成物的質量,不能決定反應的進行②催化劑不是反應物,也不是生成物
③催化劑只對壹個反應起作用,不是所有反應的催化劑④壹個催化劑可能對多個反應起作用
3、二氧化錳在某些反應中不僅起催化劑的作用,催化劑也不壹定只有二氧化錳。(在用過氧化氫溶液制取氧氣時,催化劑可以是硫酸銅溶液、氧化鐵、氧化銅、紅磚粉)。用氯酸鉀制取氧氣時,二氧化錳的質量和化學性質不變,但質量分數嫩變大。氧氣的性質
壹、氧氣的物理性質
1、色、味、態:通常情況下,是壹種無色無味的氣體;
2、密度:標準狀況下,密度為 1.429g/,略大於空氣。(可用向上排空法收集) 3、溶解性:氧氣不易溶於水。(可用排水法收集),
4、三態變化:氧氣冷卻後,可變為淡藍色液體,甚至淡藍色雪花狀固體。二、氧氣的化學性質
(壹)與非金屬(碳、硫、磷)反應1、木炭(黑色固體)燃燒
實驗現象:在氧氣中:劇烈燃燒,發出白光,放出熱量,生成壹種無色無味的氣體,該
氣體能使澄清的石灰水變渾濁。
點燃
文字表達式:碳(C )+氮氣(O2) 二氧化碳(co2)
化學方程式 C + O2 a = C02
木炭燃燒實驗時,燃燒匙應從瓶口慢慢伸向瓶底(充分利用瓶內氧氣)。2、硫磺粉(微黃色)燃燒:
實驗現象:在 空氣中:發出微弱的淡藍色火焰;放出熱量,並產生壹種有刺激性氣味的氣體。
在氧氣中:發出明亮的藍紫色火焰,放出熱量,並產生壹種有刺激性氣味的氣體。
點燃
文字表達式 硫(S )+氫(O2) 二氧化硫(so2)
化學方程式 S +02= =S02
實驗時,往瓶底加少量水(吸收二氧化硫,防止汙染空氣)。3、紅磷(暗紅色固體)燃燒
實驗現象:在空氣中:發出黃白色火焰,放出熱量,生成大量白煙
在氧氣中:劇烈燃燒,發出白光,放出熱量,生成大量白煙
點燃
文字表達式:磷(P )+氧氣(O2) 五氧化二磷(P205)
化學方程式:4P + 5e 產物面 2P205
註:五氧化二磷(P205)是固體,不是氣體 (二)與金屬(鎂、鐵)的反應
1、鎂帶(銀白色固體)在氧氣中燃燒
實驗現象:劇烈燃燒,發出耀眼的白光,放出熱量,生成白色粉末狀固體。
點燃
文字表達式;鎂(Mg )+氰氣(O2)氧化鎂(MgO )
化學方程式:2Mg + 02-2MgO
2 鐵絲(銀白色固體)在氧氣中燃燒
實驗現象:劇烈燃燒,產生火花,放出熱量,生成黑色固體。
點火
文字表達:鐵(Fe )+氧氣(O2)四氧化三鐵(Fe304)的化學方程式:JPe +202 FeJ04
註意事項:1.鐵絲不能生銹;2.鐵絲要盤成螺旋狀,以增大鐵絲的受熱面積;3.火柴下端系鉛冉時,嬰等將火柴熄滅燒盡後再通入氧氣;4.在氣瓶底部鋪少量細沙或加少量水,防止生成的鹵化物質測到瓶底,造成氣瓶爆炸。防止高溫熔融物噴濺使瓶底破裂。
鐵絲在空氣中不能燒紅發熱現象
(c)與某些化合物(茱莉亞燭、甲烷)反應的壹-產物是;二氧化碳和水
歷史試風現象:比空氣劇烈燃燒,發出自燃光,氣瓶內壁出現水珠,有使澄清的石灰水變渾濁
渾濁的無色無味氣體產生。
點燃
文字表達:精石+氧氣(O2)二氧化碳(co2)+水(H20)
在空氣中燃燒:燃燒產生黃色火焰,放熱,微冒黑煙。(四)其他物質與氧氣的反應
有些物質在壹定條件下,與氧氣發生緩慢的氧化反應,成為緩慢氧化。緩慢氧化也是放熱反應。如:動物新陳代謝、金屬腐蝕、食物腐爛、釀酒釀醋、農家肥料等。
小結:
1、氧氣是壹種化學性質活潑的氣體,在壹定條件下,能與許多物質發生反應,放出大量的熱。在這些反應中,氧氣提供氧氣,稱為氧化反應。氧氣是壹種常見的氧化劑,它具有氧化性。
2.物質在純氧中的燃燒比在空氣中更劇烈。這說明物質的燃燒程度與氧氣濃度的大小成正比:
3.物質燃燒時,有的有火焰,有的發光,有的冒煙。壹般來說,氣體燃燒有火焰產生,
固體直接燃燒,產生光或火花。有固體的產物,壹般產生煙霧,即固體小顆粒;4、物質與氧氣反應不壹定有燃燒現象,如緩慢氧化。
三、氧氣的用途
(1)、供給呼吸:醫療急救病人、登山、潛水、航空、航天提供呼吸;(2)、支持燃燒:煉鋼、氣焊和空氣接頭、液氧炸彈、火箭助熔劑
四、燃燒和滅火(壹)燃燒
1、概念 可燃物和發生發光的空氣中的氧氣;2、條件:(1)可燃物
(2)氧氣(或空氣)
(3)溫度達到著火點(三者缺壹不可,否則不能燃燒)
如右圖所示:紅筆的啟示 p>
A 、薄銅片上的白磷燃燒,紅磷不燃燒,說明燃燒需要溫度達到著火點;
B 、薄銅片上的白磷燃燒而水中的白磷不燃燒,說明燃燒需要氧氣
熱水
白磷著火點低,應存放在裝有白水的試劑瓶中
3、燃燒與緩慢氧化的比較
相同點:都是氧化反應,都是放熱反應;
不同點:前者發光,反應劇烈,後者不發光,反應緩慢(二)滅火的原理和方法
1、燃燒的條件決定滅火的原理,只要破壞燃燒的任何壹個條件,就可以達到滅火的目的2、滅火的原理(1)消除可燃物(2)隔絕氧氣(或空氣)(3)冷卻到著火點以下。
3、泡沫滅火器:撲滅木材、棉花等燃燒引起的火災。
幹粉滅火器:撲滅壹般火災,也可撲滅電器、油、氣等燃燒引起的火災。液體二氧化碳滅火器:撲滅書籍、檔案、貴重設備、精密儀器等場所的火災
4、泡沫滅火器的反應原理,利用碳酸鈉與濃鹽酸迅速反應生成大量二氧化碳來滅火的化學反應方程式:NajCO+2HCI-2NaCl+H0HCOf
(三)爆炸
概念發生條件註意事項
燃燒
可燃物與氧氣發生發
可燃物;與空氣或氧氣
可燃物及其他物品
光、熱強烈氧化反應氣體接觸;溫度達到著火點時隔離;與空氣隔離:
著火點溫度降低到著火點
可燃物在有限的空間內迅速
以下
爆炸
強烈燃燒,短時間內積累大量的
熱量,使氣體體積迅速膨脹而導致劇烈燃燒:第四節 有限空間中的二氧化碳
壹、二氧化碳的性質
1、物理性質:無色、無味氣體,密度比空氣大,能溶於水,高壓低溫下能凝固。..... 幹冰 2、化學性質:
I )在壹般情況下不能燃燒或支持燃燒,不能供呼吸作用
2 )與水反應生成堿酸:co ,+H0-H ,Co生成的碳酸能使紫色石蕊變紅,
碳酸的性質是什麽?p>
碳酸不穩定,易分解 HCo = H , O + Cot
3) 能使澄清石灰水變渾濁;cO ,+ Ca ( OH ):CaCo + H , O 用來檢驗二氧化碳:這也是盛石灰水的試劑瓶放置時間長了,瓶壁上會有壹層白膜的原因。要除去這層白膜,可使用稀鹽酸。其原理是 CacO +2HC!--CaC6+ H , O + Cot
4) 和燒碳反應:C+C0.--2Co(吸熱反應,既是化合反應又是氧化還原反應,co 是氧化劑,C 是還原劑)
3、配合訴訟:①滅火(滅火器的原理:NayCO ;+2HCI- ),滅火器的原理:NayCO ;+2HCI- ),滅火器的原理:NayCO ;+2HCI- ):NayCO +2HCI-,C +2HCI-。2NaCI+HOHCo1)既利用了它的物理性質(密度
比空氣大),又利用了它的化學性質(不能燃燒,也不支持燃燒)②幹冰用於人工降雨、制冷劑(利用幹冰升華時吸收大量熱量)
③溫室肥料 ①制作碳酸飲料(利用二氧化碳能溶於水)
4、二氧化碳對環境的影響:
(0過量排放會引起溫室效應。
①引起溫室效應的原因:人類消耗的能源急劇增加,森林遭到破壞
②減緩溫室效應的措施:減少化石燃料的燃燒;植樹造林;使用清潔能源(2、原理:石灰石與稀鹽酸反應:CaCOy +21ICI CaCl + HOCoI
3、裝置圖
3、裝置圖
裝置註意事項:
(1)若用長頸漏鬥註入鹽酸,長頸漏鬥下端必須伸入液面以下
(2)若用試管盛裝藥品,固定試管時,試管口垂直向上,試管底部與鐵架臺表面接觸。4氣體收集法:向上排氣法(密度比空氣大,易溶於水)
5.測試方法:將產生的氣體通入澄清石灰水中,若能渾濁,則為二氧化碳。
檢驗飽滿度的方法:用壹根點燃的木條,放在氣瓶口上,木條熄滅。證明已收集到二氧化碳氣體。6、二氧化碳的工業制法;
煆燒石灰石:CaC0,=Ca0+CO 。↑
生石灰和水反應生成熟石灰:CaO +H0Ca( OH :第 5 節 保護大氣層
大氣層的作用
大氣分層包括:對流層、平流層、中間層、電離層和集流層
如果地球上沒有大氣圈(沒有空氣),地球會怎樣?
重點介紹對流層和平流層中臭氧層的作用。
對流層的作用:集中了大氣中幾乎所有的水蒸氣和二氧化碳,可以形成雲、雨和雪,並使地表
保持溫暖。
臭氧層的作用:臭氧能吸收大部分太陽紫外線。
人類使用含氟氯烴(氟利昂)的化學品破壞了臭氧層,造成了臭氧空洞。因此,應禁止生產和使用含氟氯烴的制冷劑、洗滌劑等
二、溫室效應:
溫室效應:由於溫室氣體濃度的增加,導致地球表面溫度升高,使全球變暖的現象。
1好處:保證地球氣溫恒定,適合生物生存,是人類賴以生存的必要條件。
2弊:由於現代工業的不斷發展,煤炭、石油、天然氣的大量消耗,森林的大幅度減少,使大氣中的二氧化碳
不斷增加,溫室效應加劇,使全球氣溫變暖,從而影響氣候和農
作物的收成,加劇土地沙漠化,引起冰川融化和海平面上升,引發洪水和城市內澇。
3預防措施:減少煤、石油、天然氣等化石燃料的使用,大力植樹造林。
溫室效應的危害:
1影響氣候和農作物收成;
2氣溫升高導致水汽加速,加劇荒漠化;
3氣溫升高導致冰川融化,海平面上升,引發洪水,淹沒城市。
如何控制溫氣體的量:
1從源頭上:減少煤、石油等碳燃料的燃燒,減少二氧化碳等溫室氣體的排放;2從清除辦法上;植樹造林,增加植物對二氧化碳的吸收等。
三、臭氧層的空洞
提堂:紫外線有什麽危害?臭紅層有什麽作用?讓學生認識到臭氧層的重要性,
話題:1982年南極上空首次發現臭氧空洞,到1992年氧空洞仍在擴大,並插入壹些臭氧空洞的視頻和圖片,讓學生清楚地知道臭氧空洞的產生(臭氧層中臭氧濃度明顯下降)和造成臭氧空洞形成的原因(人類活動排放的化學物質氟氯烴、二惡英)等。)
拓展活動(互聯網研究等):(1) 除了南極臭氧洞,還有其他臭氧洞存在或出現嗎?(2) 氫氟碳化物等物質在臭氧轉化過程中的作用是什麽
這些是世界上最常見的臭氧空洞。