、空气的成分

空气成分

体积分数

主要性质及对应用途

氮气（N2）

78%

①物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度比空气略小

②化学性质不活泼：作保护气（如焊接金属、食品防腐、灯泡填充气等）

③含氮元素：制硝酸和氮肥的重要原料；液氮在医疗上用于冷冻麻醉等

氧气（O2）

21%

①供给呼吸：潜水、医疗急救、登山、飞行等

②助燃性：炼钢、气焊、气割、宇宙航空等

稀有气体

0.94%

①化学性质不活泼：用作保护气

②通电时发出不同颜色的光：制作霓虹灯

③制造低温环境，填充探空气球等

二氧化碳（CO2）

0.03%

植物的光合作用的原料；固态CO2（俗称干冰，用于制冷或人工降雨；用于灭火（密度比空气大，不燃烧，也不支持燃烧）；制碳酸饮料

其他气体和杂质

0.03%

1.空气的主要成分是氮气和氧气（√）

2.空气中氧气质量分数约为21%（×）

3.洁净的空气是纯净物（×）

4.空气中各成分的含量恒定不变（×）

5.氧气能支持燃烧，可做燃料（×）

6.稀有气体可制成多种用途的电光源（√）

7.二氧化碳的化学性质不活泼，常用作食品防腐（×）

8.氮气升华吸热，干冰常用于人工降雨（×）

空气污染及防治措施

1.空气污染物：有害气体（SO2、CO、氮的氧化物、O3等）和烟尘（如可吸入颗粒物）。

2.空气污染物的主要来源：矿物燃料（煤、石油）的燃烧，工厂废气，汽车尾气，露天焚烧垃圾等。

3.空气污染的危害：损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡，导致全球气候变暖、臭氧层破坏和酸雨等。

4.保护空气的措施：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，积极植树、造林、种草等。

5.空气质量日报

（1）空气质量日报包括：空气污染指数、首要污染物、空气质量级别、空气质量状况等；

（2）目前计入空气污染指数的项目为：SO2、CO、NO2、可吸入颗粒物（PM10、PM2.5）和臭氧（O3）等。

误区分析

1.空气中PM2.5含量高说明空气质量好（×）

2.造成空气污染的气体主要有CO、CO2和SO2等（×）

3.二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物（×）

4.外出时佩戴防雾霾口罩是治理雾霾的有效措施（×）

：氧气的性质和用途

1.氧气的物理性质

（1）物理性质：无色无味的气体；密度比空气大；不易溶于水；-℃时变为淡蓝色雪花状固体。

（2）应用：呼吸的空气中含有氧气；登山时为防止高原反应，携带氧气袋，同时也说明高原氧气稀薄；水生动植物能在水中生活。

1.鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水（×）

2.用带火星的木条可以检验氧气（√）

3.氧气的化学性质很活泼，在常温下能与所有物质发生化学反应（×）

2.氧气的化学性质

3、氧气的制取

1.氧气的工业制法

（1）原理：根据液氮和液氧的沸点不同，用分离液态空气的方法制取氧气。属于物理变化。

（2）提分点拨：氧气的工业制取是物理变化，氧气的实验室制取是化学变化。

2.氧气的实验室制法

制取方法

高锰酸钾制取氧气

氯酸钾制取过氧化

氢制取氧气反应原理

反应原理

2KMnO4══加热

K2MnO4+MnO2+O2↑

2KClO3═══加热催化剂2KCl+3O2↑

2H2O2═══催化剂2H2O+O2↑

发生装置

选择依据：反应物的状态和反应条件

收集装置

选择依据：氧气的密度及在水中的溶解性

操作步骤

查→装→定→点→收→离→熄，即检查装置气密性→装入药品→固定在铁架台上→点燃酒精灯进行加热→收集氧气→将导管从水槽中移出→熄灭酒精灯

检查装置气密性→装入药品→收集氧气

检验以及

验满方法

检验方法

验满方法

将带火星的木条伸入集气瓶，若木条复燃，则为氧气；否则不是氧气

①排水法收集时：当集气瓶口有气泡冒出时，说明

已收集满，否则未收集满②排空气法收集时：将带

火星的木条靠近集气瓶瓶口，若木条复燃，说明已

收集满，否则未收集满。

实验注意事项

①实验开始前一定要先检查装置的气密性

②用KMnO4或KClO3制取O2时应注意：试管口要略向下倾斜，以防冷凝水倒流，造成试管炸裂

③用KMnO4制取O2时，试管口要塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管

④实验结束时要先移出导管，再熄灭酒精灯，目的是防止水倒吸造成试管炸裂

⑤用H2O2制取O2时应注意：长颈漏斗末端必须伸入液面以下（分液漏斗无此要求）

⑥用排水法收集氧气时，开始收集的最佳时间为导管口有气泡连续均匀冒出时；集满的现象为集气瓶口有气泡冒出

装置评价

①用过氧化氢制取氧气，反应不需要加热、操作简便、节能、安全等，二氧化锰便于分离且不会产生有害物质，是符合绿色化学的化学反应；但过氧化氢与二氧化锰混合后反应剧烈，需控制反应速率，可将长颈漏斗换为分液漏斗控制反应速率

②用排水法收集的氧气比较纯净，且不需验满，但应注意瓶里制取的氧气中含有水分，做有关实验时需用浓硫酸干燥；用排空气法收集氧气时操作简便，但相对不纯，且需要验满

：催化剂

1.催化剂：

（1）概念：催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。

（2）特点：能加快或者减慢其他物质的反应速率，但不能改变生成物的质量；在化学反应的前后，催化剂的质量和化学性质不发生变化（物理性质可能会发生变化）。

2.其他影响反应速率的因素

（1）温度：温度越高，反应速率越快，如食物在夏天比在冬天容易变质。

（2）浓度：反应物浓度越大，反应速率越快，如可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。

（3）接触面积：反应物接触面积越大，反应速率越快，如煤粉比煤块燃烧得更快。

1.化学反应前后，催化剂的质量和性质都不变（×）

2.任何化学反应都需要催化剂（×）

3.催化剂可以改变所有化学反应的速率（×）

4.使用催化剂能增加生成物的质量（×）

5.一个反应的催化剂可以有多种（√）

6.催化剂不参与化学反应（×）

：混合物与纯净物

混合物

纯净物

定义

由两种或多种物质混合而成的物质

只由一种物质组成的物质

微观

由不同种分子构成，没有固定组成

由同种分子构成，有固定组成和性质

微观示意图

单质

化合物

特点

组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质，因此无固定的化学符号

纯净物可以用化学符号来表示

举例

空气、溶液、合金、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等

冰水、水蒸气、氧气、臭氧等

联系

化合反应和分解反应、氧化反应

1.化合反应与分解反应

化合反应

分解反应

概念

由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应

由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应

特点

多变一

一变多

通式

A+B+···→C

C→A+B+···

举例

联系

均属于基本反应类型

2.氧化反应与缓慢氧化

氧化反应

缓慢氧化

概念

物质跟氧（包括氧气及物质中的氧元素）发生的反应

常温下，很多金属、非金属及有机化合物与氧发生缓慢的氧化反应

举例

C、P、S、Fe等在氧气中燃烧等

动植物的呼吸、食物的腐烂、醋的酿造等

联系

均不属于基本反应类型；缓慢氧化属于氧化反应；都放出热量

区别

氧化反应包括剧烈的氧化反应和缓慢氧化，缓慢氧化反应速度慢，无发光现象等

：空气中氧气含量的测定

1.实验装置：该实验必须在一个密闭容器中进行。

2.实验原理：红磷燃烧，消耗瓶内氧气，瓶内压强减小，水进入集气瓶，瓶内水增加的体

积即为消耗的氧气体积。化学方程式呢？。

3.实验现象：

①红磷燃烧时产生大量白烟；

②装置冷却后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶里，集气瓶内水面上升了约1/5体积。

4.实验结论：氧气约占空气体积的1/5。（同时也说明氧气可支持燃烧）

5.实验注意事项：①装置不能漏气；

②集气瓶中预先要加入少量水；

③红磷要过量；

④待红磷熄灭并冷却后，再打开弹簧夹。

6.误差分析

误差

错误操作

造成后果

测量结果偏低

装置气密性不好

装置漏气会使装置外的空气进入，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低

红磷量不充足

若不足，氧气不能被耗尽，导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低

集气瓶未冷却到室温就打开止水夹

装置中温度偏高时，压强偏大，过早打开止水夹会导致进入瓶中的水的体积偏小，测量结果偏低

测量结果偏高

点燃红磷后缓慢将燃烧匙伸入瓶内并塞紧塞子

伸入过慢会使装置中的气体受热逸出，待冷却至室温时，瓶中压强更小，就导致进入瓶中水的体积偏大，测量结果偏高

弹簧夹未夹紧导管处的橡皮管

若未夹紧，红磷燃烧时集气瓶内气体受热膨胀，顺着导管逸出，最终使进入瓶中水的体积偏大，测量结果偏高

7.实验反思与评价

（1）红磷替代品的选择条件

①可燃物能够在空气中燃烧。如不能选用铁丝代替红磷，因为铁丝在空气中不易燃烧。

②可燃物在空气中燃烧时只能与氧气反应，不能消耗其他的气体。如不选用镁代替红磷，因为镁不仅与氧气反应，也可与空气中的二氧化碳、氮气反应，使集气瓶内减少的气体体积不全是氧气的体积。

③可燃物燃烧时只能生成固体，不能产生气体。如不能用木炭、硫代替红磷，因为木炭、硫在空气中燃烧会产生气体。

(2)实验装置评价与改进

教材装置

改进装置

图示

评价

①在空气中点燃红磷会污染环境

②点燃红磷后伸入瓶内，产生的热量会造成部分气体逸出

①各反应均在密闭容器中进行，可防止空气污染

②操作相对简单，实验结果更准确

发生装置的选择要考虑反应物的状态和反应条件

1.适用类型：

A——固固加热型；

B、C、D——固液常温型

2.装置要点：

A中，一般试管口要向下倾斜，防止冷凝水回流导致试管底炸裂；C装置的长颈漏斗底端要伸到液面下，防止产生的气体从长颈漏斗口逸出；

B、C、D中加入药品顺序为先固后液

3.装置优缺点：

B装置最简易，但是不便于随时加药品，而C、D装置则便于随时加药品；

C装置可以利用止水夹随时控制反应的发生与停止；

D装置可以利用活塞控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率，节约药品。描述实验现象时的注意事项

常见物质与氧气反应的化学方程式汇总