1、第一节 空气的成分【考点精突破】【例 1】如图是实验室测定空气中氧气含量的常用装置，请完成下列问题。（1）在此实验进行前，需准确测量密闭系统内空气的体积，密闭系统内有两个注射器和一个不规则的玻璃管，你认为密闭系统中空气体积的测量方法是_；（2）用酒精灯加热时，先给玻璃管预热的原因是_；（3）为确保氧气完全被消耗，实验中应注意的问题是_；a.铜丝量要足 b.反应时间要足够长 c.反复交替推拉活塞，使空气与铜丝充分接触（4）通过该实验，表明反应后系统剩余气体具备的化学性质有_。a.无色无味 b.不能和铜反应 c.能生产化肥【解析】 （1）注射器的体积易读出，关键是不规则部分的体积，可在实验前将密闭
2、系统中注满水，然后把水倒入量筒得到水的体积，减去注射器的体积，就是不规则部分的体积；（2）先预热的目的是防止玻璃管受热不均匀而炸裂；（3）铜丝是消耗氧气的主要物质，量要足，反复推拉活塞及时间足够长是保证反应完全的措施；（4）颜色、气味是物质的物理性质，剩余气体主要是氮气，应能制取化肥，但通过本实验看不出其能否制取化肥，但可以肯定其不与铜反应，因若能反应，将被消耗，气体就不会剩余较多。答案：（1）将密闭系统中注满水，然后用量筒量取水的体积即密闭系统空气的体积（2）防止玻璃管受热不均而炸裂（3）a、b、c （4）b【例 2】请结合图示，回答下列问题：(1)图中所表示的含义是_。(2)这种现象可能对
3、人类生存环境造成的不良影响是_。(3)请你举出两件你可以做到的有利于减缓这种现象发生的事情。_；_。【解析】家庭、交通、工业、热电厂、森林大火等排放了大量的二氧化碳气体，造成温室效应，使地球温度升高，地球“流汗” ，大喊“救命” ；温室效应的不良影响使地球两极的冰川融化，海平面上升，改变生物的遗传基因等；改善温室效应的措施有：减少燃料的燃烧，开发利用新能源，植树造林，禁止乱砍滥伐等。答案：（1）家庭、交通、工业、热电厂、森林大火等排放了大量的二氧化碳气体，使地球温度升高，地球“流汗” ，大喊“救命” （表述合理即可）（2）冰川融化，海平面上升，改变生物的遗传基因等（合理即可）（3）减少煤、石油
4、等燃料的使用 植树造林 使用清洁能源等（任选两个答案，合理即可）【课时速达标】一、选择题1.空气中含量最多的是（ ）A.二氧化碳 B.氮气 C.氧气 D.水蒸气【解析】选 B。空气中各成分的体积分数如下：氮气 78%；氧气 21%；稀有气体 0.94%；二氧化碳 0.03%，其他气体和杂质 0.03%。由以上体积分数可看出空气中含氮气最多，故选B。2.有关下列实验的结论或说法错误的是（ ）A.表明了空气中一定有氧气B.证明了空气是混合物C.体积减少是利用了铜能和氧气反应D.体积减少表明气体热胀冷缩【解析】选 D。测定空气中氧气含量的实验原理是铜+氧气 氧化铜，红色的铜丝变黑，表明了空气中一定有
5、氧气，但实验后仍有剩余气体，表明空气中不仅含有氧气，还有其他气体，是混合物，体积减少的原因是氧气被消耗。3.下列关于空气的有关叙述正确的是（ ）A.生命离不开氧气，所以空气中氧气最多B.空气中含有 0.94%的稀有气体是指 100 升空气中含有 0.94 升稀有气体C.在通常状况下，无色无味的气体一定是空气D.空气的成分始终不变【解析】选 B。空气中稀有气体含量 0.94%指的是体积分数，故 B 正确；无色无味的气体不一定是空气，例如氧气也是无色无味的气体，故 C 错；原始大气和现在大气的成分是不一样的，故 D 错。4.下列气体中会污染空气的是 （ ） A.氮气（N 2） B.氧气（O 2）
6、C.水蒸气（H 2O） D.二氧化硫（SO 2） 【解析】选 D。N 2、O 2为空气中的主要成分，不会对空气造成污染；H 2O 也不会对空气造成污染。目前空气的污染物主要确定为硫、氮的氧化物等有毒气体和可吸入颗粒物。 5.如图分别是地球和火星的大气组成（体积分数）示意图。下列说法正确的是（ ）A.地球和火星的大气中氧气（O 2）的体积分数相同 B.地球和火星的大气中都含有氮气（N 2） C.地球和火星的大气中二氧化碳（CO 2）的体积分数相同 D.地球和火星的大气组成完全相同 【解析】选 B。分析图示可知，地球大气以氮气、氧气为主，火星大气以二氧化碳、氮气为主，氧气和二氧化碳的体积分数是不相
7、同的，故 A、C、D 皆错。 二、非选择题 6.下列事实说明空气中含有哪些成分？ （1）空气是制造氮肥的原料_； （2）石灰水长期暴露在空气中会变浑浊_。 【解析】 （1）制造氮肥的原料是氮气； （2）空气中的二氧化碳使石灰水变浑浊。 答案：（1）氮气 （2）二氧化碳 7.请你将物质与相关的用途用线连接起来。 氧气 a.作食品保护气 氮气 b.支持植物的光合作用 二氧化碳 c.动植物的呼吸、燃烧 稀有气体 d.制造能发出各种颜色的霓虹灯 【解析】动植物的呼吸作用及燃料的燃烧都离不开氧气；氮气的化学性质不活泼，常用作保护气；植物在光合作用中，吸收二氧化碳，放出氧气；稀有气体常用于制造多种用途的电
8、光源等。 答案：氧气c 氮气a 二氧化碳b 稀有气体d 8.研究性学习小组的同学为探究空气中 氧气的体积分数，设计了如图所示装置。 请根据图示实验回答下列问题： （1）闭合电源开关，可以观察到白磷 _。 （2）装置冷却到室温时，可观察到 U 形管内左侧液面_。 （3）通过这个实验得出的结论是_。 （4）此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是_。 【解析】闭合电源，电火花引燃易燃的白磷，白磷燃烧的现象与红磷相似，发黄光，生成大量的白烟；左侧密闭环境中的氧气因支持白磷燃烧而消耗掉，左侧管内气压减小，液面上升；同时也可推测出剩余的气体既不支持燃烧，也不易与水反应，又不易溶于水。虽然此装置与课本提供
9、的装置不同，但实验原理是一样的。 答案：（1）燃烧，生成大量白烟 （2）上升到原左侧管内空气的 处（或刻度“1”处） （3）氧气体积约占空气体积的（4）不支持燃烧，不易溶于水，也不与水反应（任写两点即可） 【能力提升练】一、选择题（本题包括 6 小题，每小题 3 分，共 18 分） 1.有些汽车为增强安全性而配有安全气囊。当汽车受到一定力量的撞击时，某些物质迅速分解，释放出一种空气中含量最多的气体，使气囊弹出并迅速膨胀，以保护车上人员的安全。这种气体是 （ ） A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.稀有气体 【解析】选 A。抓住题目的关键点：空气中含量最多的气体，就能判断出该气体是氮气。 2.
10、下列关于空气的说法正确的是（ ） A.空气质量报告中所列的空气质量级别数目越大，空气质量越好 B.稀有气体不与其他物质发生化学反应 C.一定量空气与铜丝完全反应后剩余的气体是纯净物 D.空气是一种重要的自然资源 【解析】选 D。空气质量报告中所列的空气质量级别数目越小，空气质量越好，A 错；稀有气体几乎不与其他物质发生化学反应，并不是不与其他物质发生化学反应，B 错；一定量空气与铜丝完全反应只是消耗氧气，剩余的气体中含有稀有气体、二氧化碳、氮气等，故剩余的气体不是纯净物，故 C 错。 3.为了经久耐用，在灯泡中可填充的气体是（ ） A.氧气 B.氮气 C.二氧化碳 D.二氧化硫 【解析】选 B
11、。氮气化学性质不活泼，故常利用该性质用氮气作保护气。 4.下列事实不能说明空气是客观存在的是（ ） A.在脸旁挥挥手，感受到有些凉意 B.来电了，整个山城又亮起来了 C.打开电扇，有风徐徐吹来 D.将一个空集气瓶倒扣在充满水的大水槽中往下压，水不能充满集气瓶 【解析】选 B。挥手、开电扇都可使空气流动，我们能感受到，在液体中的集气瓶不能充满水，表明集气瓶内有空气，而来电灯亮和空气没有关系。 5.下列关于空气的说法中，错误的是（ ） A.工业上利用氧气和氮气的沸点不同，从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化 B.空气是一种十分重要的化学资源 C.若大量有害物质进入空气中，仅靠大自然的自净能力，
12、大气也能保持洁净 D.按体积分数计，空气中约含有氮气 78%、氧气 21%、其他气体和杂质 1% 【解析】选 C。大自然的净化能力是有限的，有害物质若大量排放到空气中，就会超过大自然的净化能力，形成污染。 6.室内空气污染物与空气质量报告中的主要污染物有所不同，以下不会使室内空气受污染的是（ ） A.烹饪时产生的油烟 B.水果散发出的香味 C.煤燃烧生成的烟雾 D.装修释放出的甲醛等刺鼻气味的物质 【解析】选 B。空气污染是指空气中含有的对人体不利的有害物质，由我们的学习和日常生活经验知，油烟、烟雾、甲醛都对我们身体有害。 二、理解与应用（本题包括 3 小题，共 22 分） 7.（4 分）对下
13、列两种气体，根据你所学的知识，提出验证的方法。 【解析】氧气能使带火星的木条复燃；二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。 答案：插入带火星的木条，木条复燃 通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊 8.（10 分）如图是由 A、B 两个注射器组成的密闭系统，其中存有 30 mL 空气，给装有螺旋细铜丝的玻璃管加热，同时交替推动两个注射器的活塞，观察到的现象是 _， 发生反应的文字表达式_， 反应基本类型_。停止加热后冷却至室温，将气体全部推到 B 注射器中，推测注射器 B 中气体的体积约为_mL（玻璃管的体积可以不考虑） ，你的结论是_。 【解析】在加热的条件下，铜丝能与 O2反应生成黑色的氧化铜，能观察到铜
14、丝表面变黑，此反应为两种物质生成一种物质，属于化合反应，在空气中 O2约占总体积的 1/5，剩余约4/5 体积的其他气体。30 mL4/5=24 mL。据此现象可推知氧气约占空气体积的 1/5。 答案：铜丝表面变黑 铜 + 氧气 氧化铜 化合反应 24 氧气约占空气体积的 1/5 9.（8 分）在空气中氧气含量的测定实验探究中，小明进行了如图所示实验。将红磷盛放在燃烧匙内，点燃后立即插入集气瓶内并塞上瓶塞。 （1）查阅资料知，磷能和氧气发生化学反应生成五氧化二磷固体，同时放出热量，你认为红磷能燃烧属于_（填“化学变化” 、 “物理变化” 、 “化学性质”或“物理性质” ） 。（2）观察到的现象
15、是红磷燃烧、生成大量的白烟，一会火焰熄灭，冷却后瓶壁上有白色物质生成，打开止水夹，发现水从烧杯进入集气瓶中，你认为水能进入集气瓶的原因是_。 （3）老师说：“进入瓶内水的体积应当占瓶体积的五分之一，近似等于空气中氧气的体积分数。 ”但小明通过实验测得的空气中氧气的体积分数与正常值相比偏小，你认为可能的原因是_；_。 【解析】 （1）红磷燃烧是化学变化，故红磷能燃烧属于化学性质。 （2）瓶内空气中氧气被红磷消耗后，压强变小，水在大气压的作用下，便会从烧杯进入集气瓶中。 （3）小明的实验值偏小，可能的原因是：红磷的量不足，氧气没有耗尽；没有冷却到室温；装置漏气；读数不准确等。 答案：（1）化学性质
16、 （2）瓶内空气中氧气被红磷消耗后，压强变小 （3）红磷的量不足 没有冷却到室温 装置漏气 读数不准确等（填任意两点即可） 三、分析与计算（本题包括 1 小题，共 10 分） 10.一般氧气占清新空气的 21。当空气中氧气含量降至 12%时，人体可发生呼吸困难；降至 10%，可发生智力活动减退；降至 7%8%以下可危及生命安全（题中百分数为体积分数） 。初中生平均每人每小时消耗氧气 22 升，现有 50 名同学，在一间长 8 m，宽 6 m，高 3 m 的密封教室内待了整半天（一天按24 小时计） ，假若开始教室内为清新空气，试求算最后教室内空气中氧气的体积分数？（1 m3=1 000 升）
17、（精确至 0.1%） 【解析】开始房间内氧气总量为 8631 000 21%升=30 240 升，消耗氧气共502212=13 200 升，最后房间内空气中氧气的体积分数为（30 240 13 200）/（8631 000）100%=11.8%。 答案：最后房间内空气中氧气的体积分数为 11.8%。 【知识乐探究】 某研究性学习小组用如图所示装置进行镁条在空气中燃烧的实验。待燃烧、冷却后打开 止水夹，进入集气瓶中水的体积 约占集气瓶容积的 70%。根据空气 的组成，小组成员们推出减少的 体积中有氮气。 【提出问题】氮气是怎么减少的？ 【假设一】氮气与镁条反应而减少。 【假设二】_。 【查阅资料
18、】镁在氮气中能燃烧，产物为氮化镁，通常为固体。 【反思与交流】用镁条能否测定空气中氧气的含量？_。 【交流共享】你对测定空气中氧气含量实验的药品、仪器的选择有哪些认识？ _。 【解析】水能进入集气瓶内，说明镁能与氧气反应；但是进入集气瓶中的水的体积和理论值 21%相差太大，说明不是简单的误差造成的，可能是镁与空气的主要气体氮气也发生了反应，也可能是氮气在高温条件下与集气瓶内的其他物质反应而减少。 查阅资料表明镁条在氮气中也能燃烧，产物为氮化镁，所以假设一是有道理的，因此不能用镁条来测定空气中氧气的含量。 能测定空气中氧气含量的物质必须只与氧气反应而不与氮气等其他气体反应，生成物不能是气体。而且反应应在密闭容器中进行，以保证进入装置的水的体积等于减少的气体的体积。 答案：【假设二】氮气在高温条件下与瓶内的其他物质反应而减少 【反思与交流】镁条除与氧气反应外，还与氮气反应，会使测量结果偏大，故不能用镁条来测定空气中氧气的含量 【交流共享】 能测定空气中氧气含量的物质必须只与氧气反应而不与氮气等其他气体反应，生成物不能是气体 反应应在密闭的容器中进行（合理即可）
