【期中单元知识点归纳】（人教版）2023-2024学年九年级化学 第2单元+我们周围的空气（讲义）

第2单元  我们周围的空气

课题1  空气

（一）空气中氧气含量的测定

1.拉瓦锡用定量的方法明确提出“空气是由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5”的结论。

2.实验室测定空气中氧气含量

（1）原理

   红磷在密闭空间中燃烧消耗氧气，使密闭空间中压强减小，

打开弹簧夹后，大气压将烧杯中的水压入集气瓶中。

（压入的水的体积=被消耗的氧气的体积）

（2）现象

①红磷燃烧，放出热量，产生大量白烟

②装置冷却到室温后打开弹簧夹，烧杯内的水倒流入集气瓶，约占集气瓶内气体体积的1/5。

（3）结论  氧气约占空气总体积的1/5。

（4）反应表达式：磷+氧气五氧化二磷        P + O2 P2O5

（5）计算  氧气的体积分数=（氧气的体积÷被测定空气的总体积）×100%

（6）注意

①红磷必须过量。（若红磷过少则氧气没有充分消耗，测量结果偏小）

②待集气瓶（装置）冷却到室温后才能打开弹簧夹。

（瓶内剩余气体仍然膨胀，剩余气体体积偏大，使得进入集气瓶内的水偏少，测量结果偏小）

③装置气密性良好。（外面空气漏进来，测量结果偏小）

④要先夹紧橡皮管，然后再点燃红磷，迅速伸入集气瓶立即塞紧瓶塞。

（伸入过慢，瓶内气体受热膨胀逸出或未夹紧弹簧夹，导致燃烧时气体受热膨胀逸出，测量结果偏大）

（7）误差分析

实测<真实，可能原因：红磷量不足；装置气密性差；未冷却至室温就打开弹簧夹

实测>真实，可能原因：弹簧夹未夹或未夹紧；点燃红磷伸入过慢

（8）药品选择

①可否换用木炭、硫等物质？不能，因为木炭或硫燃烧会产生气体，造成瓶内气体体积变化小）。

改进：将集气瓶内的水换成氢氧化钠溶液吸收气体二氧化碳、二氧化硫即可。

②可否换用铁丝？答：不能，铁丝在空气中不燃烧。

③可否换用镁？答：不能，镁能与氧气、氮气、二氧化碳都发生反应。

药品选择：物质能在空气中燃烧且只与氧气反应，燃烧后的生成物为固体或液体（体积忽略不计）。

（9）集气瓶中水的作用：

（1）吸收有毒的五氧化二磷（固体）  （2）吸热加快降温，防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。

（10）瓶中剩余的主要气体是：氮气

（化学性质：不可燃不助燃；物理性质：难溶于水）

（11）拓展：集气瓶压强变化

（12）其他的测量装置

装置改进的目的：污染更小，数据误差更小，操作更简便，现象更明显，更环保，更节约药品材料等。

（二）物质的简单分类

1.物质的分类：纯净物和混合物

①纯净物：由一种物质组成的。（可用化学符号表示）

②混合物：两种或多种物质组成的。这些物质相互间没有发生化学反应，各物质都保持各自的性质。

（三）空气成分及用途

1.体积分数：氮气N278%，氧气O221%，稀有气体0.94%，二氧化碳CO20.03%，其它气体和杂质0.03%。

2.空气是宝贵的资源

（四）空气污染与防治

1.造成空气污染的物质：

①有害气体:一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）；②可吸入颗粒物:如烟尘等

2.污染来源：化石燃料的燃烧，工厂排放的废气，汽车排放的尾气。

3.污染危害：损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。

4.环境问题：温室效应（二氧化碳含量过多引起，甲烷等也能造成）

臭氧空洞（飞机的尾气、制冷剂氟里昂的排放）、

酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）二氧化碳能造成温室效应加剧，但不是空气污染物和有害气体

5.防止空气污染的措施：加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。

6.目前空气污染指数包括：一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。

课题2  氧气

（一）物理性质

色、味、态：通常情况下是无色无味的气体，降温后，氧气变为淡蓝色的液体，继续降温呈淡蓝色雪花状。

密度：标准状况下，密度略大于空气（可用向上排空法收集）

溶解性：氧气不易溶于水（可用排水法收集）

（二）化学性质

1.检验氧气：用带火星的木条伸到集气瓶中，若复燃则是氧气。

3.物质在氧气中燃烧

（1）木炭

现象：空气中红热；氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成无色无味的气体能使澄清石灰水变浑浊。

反应表达式：碳+氧气二氧化碳     C + O2CO2  

（2）硫粉

现象：空气中发出微弱的淡蓝色火焰；

氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成一种有刺激性气味的气体。

反应表达式：硫+氧气二氧化硫   S + O2 SO2

注意事项：瓶底装少量水（目的：吸收二氧化硫，防止污染空气）。

（3）红磷

现象：氧气中剧烈燃烧，放出热量，生成大量的白烟

反应表达式：磷+氧气 五氧化二磷   P + O2 P2O5

注意：五氧化二磷（P2O5）是固体，不是气体。

（4）铁丝

现象：空气中红热；氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体。

反应表达式：铁+氧气四氧化三铁     Fe + O2 Fe3O4

注意事项：集气瓶底部放少量细沙或水，防止高温生成物溅落瓶底炸裂。

4.缓慢氧化

某些物质在一些条件下，与氧气发生缓慢的氧化反应，称为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。

如：动植物新陈代谢，金属的锈蚀，食物的腐烂，酒醋的酿造，农家肥的腐熟等等。

5.总结

氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应并放出大量的热。

在这些反应中，氧气提供氧，具有氧化性。

课题3  制取氧气

（一）工业制氧

分离液态空气法：利用液态氧气和液态氮气的沸点不同。——物理变化

过程:

（二）氧气的实验室制取

1.过氧化氢（俗称“双氧水”）

（1）药品：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）

（2）反应表达式：过氧化氢水+氧气  H2O2 H2O + O2

注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用

（3）装置：固液常温型

2.高锰酸钾

（1）药品：高锰酸钾（暗紫色固体）

（2）反应表达式：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气

KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2

（3）装置：固体加热型

（4）高锰酸钾制氧气的操作步骤：

① 连：连接装置，先下后上，从左到右。

② 查：检查装置气密性

③ 装：装入药品（药匙或纸槽）试管口塞一团棉花，防止加热时粉末进入导气管，堵塞导管。

④ 定：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止生成的冷凝水回流使试管底部炸裂）

铁夹夹在试管的中上部，导管伸入试管稍露出橡皮塞，利于产生的气体排出。

⑤ 点：加热药品，先使试管均匀受热（预热），后在固体药品部位用酒精灯外焰加热。

⑥ 收：收集气体。

排水法收集：当气泡连续均匀冒出时开始收集；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，氧气收集满，在水下用玻璃片盖住瓶口移出水槽，正放在桌面上，防止气体逸出。

向上排空气法收集：集气瓶正放在桌面上，导管伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。

⑦移：将导管移出水面

⑧熄：停止加热

先将导气管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管。

3.氯酸钾制取氧气

（1）药品：氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末）

（2）反应表达式：氯酸钾 氯化钾 +氧气   KClO3 KCl + O2

（3）装置：固体加热型

4.检验和验满

检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，说明是氧气；

验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。多功能瓶在出气口验满。

（三）催化剂

1.概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后不变的物质。

2.特点：一变（改变反应速率，加快或减慢）；两不变（质量、化学性质不变）

2. 理解：

①催化剂不能改变生成物的质量    

②催化剂作为反应的条件

③一种催化剂只针对某一类或某一个反应，某一反应的催化剂可能不只一种

4. 证明某物质是催化剂

①证明是否改变反应速率：

相同条件下，加或者不加药品控制变量对比实验；

②证明质量是否改变：

实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次；

③证明化学性质是否改变：

将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变反应速率。

5. 拓展：影响某反应的反应速率的因素

反应物浓度、反应温度、反应物接触面积、是否有催化剂、催化剂种类、催化剂质量等等。

（四）实验室制取气体装置

（五）化学反应的分类

1. 基本反应类型

①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。（“多变一”）

②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。（“一变多”）

2. 非基本反应类型：

氧化反应：物质与氧发生的化学反应。（注意：是“氧”而不只是限于“氧气”）

有氧气参加的反应一定属于氧化反应。

易错点辨析

（一）误以为空气中的各成分含量是质量分数。

空气中各成分的含量是指体积分数，如氧气约占空气的21%，是指100体积空气中氧气约占21体积，而不能理解为100份质量的空气中氧气占21份质量.

（二）“烟”“雾”“气”的区别。

 “烟”是固体小颗粒在空气中扩散产生的现象，如磷燃烧产生白烟。“雾”是液体小液滴在空气中扩散产生的现象，

“气”是物质在通常状况下以气体状态存在，一般在描述时有颜色、气味。

（三）“光”“火焰”的区别。

“光”一般指沸点高的固体燃烧产生的现象，如铁丝燃烧、木 炭燃烧等只产生光而不产生火焰。“火焰”是气体燃烧或沸点低的固体或液体的蒸气燃烧产生的现象，如硫、酒精、气体燃烧等产生的火焰。

（四）加热、高温、点燃与燃烧的区别。

加热、高温、点燃是反应条件。一般认为加热不超过500 ℃，通常用酒精灯作热源。温度需要在700 ℃以上的实验，实验室通常用酒精喷灯作热源。点燃的目的是使可燃物达到着火点。燃烧是发热、发光的剧烈反应的现象，不是条件。

（五）化学向“绿色化学”“绿色消毁”“绿色生产”方向发展。“绿色化学”的核心是利用化学原理从源头消除污染。

特点：①充分利用资源和能源，原料无毒无害；②减少向环境排放废物；③原料中的原子全部被消纳，实现零排放；④生产出环境友好产品。

（六）排水法收集氧气的集满标志判断错误。

用排水法收集氧气，当瓶口有大气泡冒出时说明收集满了，用排水法收集氧气无需用带火星的木条验满。用排水法收集氧气，刚开始有气泡冒出时不宜立即收集，应等到气泡连续均匀地冒出时再收集。

（七）物质鉴别思路

利用物质性质差异，逻辑顺序是实验操作→观察现象→得到结论，现象与结论一一对应。

实例：鉴别氧气、空气、二氧化碳、氮气最简单的方法：

先分别伸入燃着的木条，燃烧更旺的是氧气，正常燃烧的是空气，熄灭的是氮气和二氧化碳；分别向小木条熄灭的两种气体中倒入澄清石灰水，振荡，若澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显变化则是氮气。