教师版鲁教版九年级上初三化学 第四单元我们周围的空气预习学案.docx
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教师版鲁教版九年级上初三化学第四单元我们周围的空气预习学案
初三化学第四单元预习学案
第一节 空气的成分
一、认识空气的组成
请阅读课本内容，填写如下：
原始的大气是以 氢气 、 一氧化碳 、 二氧化碳 、 甲烷 和 氨气 等气体为主要成分的。
在绿色植物出现以后，植物依靠光合作用吸收 二氧化碳 ，放出 氧气 ， 氧气 分别与一氧化碳、甲烷、氨作用，使它们转化为 二氧化碳 、水蒸气 、和 氮气 。
经过树十亿年的变迁，终于形成了现在这个以 氮气 和 氧气 为主要成分的地球大气层。
问题１、体积空气中约含 0.2 体积的氧气。
你能通过实验测定空气中氧气的含量吗？
参考实验：
（1）磷和氧气反应；
（2）铜和氧气反应；
——1775年，法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的组成；最后，他得出了空气是由氧气和氮气组成的的结论。
1892年，英国物理学家瑞利发现，从空气中分离得到的氮气密度与分解含氮物质所得的氮气密度之间总有微小的差异。
他没有放弃，与英国化学家拉姆塞合作，终于发现存在一种性质“懒惰”的气体——氩气，后来又陆续发现了氦气、氖气、氪等其他稀有气体。
二、空气是一种重要的资源
在工业上通过降温加压，使空气液化，然后蒸发液态空气，利用空气中氧气、氮气、稀有气体的沸点不同，使其在不同温度下气化，再冷凝，从而将各种气体分离出来。
提示：
工业制氧气属于物理变化。
三、关注空气质量
通常情况下，空气中各成分所占的比例保持相对稳定。
但随着人类活动的增加，特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断的排放，使空气中有害气体和烟尘的含量不断增加，造成了空气污染，导致空气质量下降。
你知道吗？
——认识空气质量报告
城市
空气污染指数
首要污染物
空气质量级别
空气质量状况
A
65
二氧化硫
Ⅱ
良
B
109
可吸入颗粒物
Ⅲ1
轻微污染
C
100
可吸入颗粒物
Ⅱ
良
表中的空气污染指数是将几种空气污染物的含量，按一定的方法处理，变成大家熟悉的0-500之间的数字。
污染指数是一个确定数值，数值小表示空气质量越好，数值大表示空气质量越差。
目前计入空气污染指数的项目暂定为：
二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、臭氧、可吸入颗粒物、总悬浮颗粒物等。
思考：
①空气质量报告的主要内容包括哪几项？
【答案】首要污染物，污染指数，空气质量级别，空气质量状况。
②空气污染的危害有哪些方面？
【答案】1、严重损害人体健康2、影响作物的生长3、破坏生态平衡]4、导致全球气候变暖、臭氧层被破坏和酸雨等。
{练习}
1、有五种物质：
①汽车排出尾气形成的烟雾②石油化工厂排出的废气③天然水蒸发成水蒸气④植物光合作用放出的气体⑤煤燃烧产生的烟尘。
其中能对空气造成污染的是
A、③④B、①②⑤C、③⑤D、①③④
【答案】B
【解析】空气的污染途径是工厂废气的任意排放，大量燃烧化石燃料，汽车尾气的排放，可总结为：
有害气体和烟尘，主要的有害气体有：
一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫，这些气体主要来自于矿物燃料的燃烧和工厂的废气．所以①汽车排出尾气形成的烟雾，②石油化工厂排出的废气，⑤煤燃烧产生的烟尘．会对空气造成污染．
故选B。
2、下列事实说明空气中含有哪些成分？
①木炭在空气中燃烧。
②利用空气制造氮肥。
③酥脆的饼干在空气中逐渐变软。
④长期存放在空气中的石灰水，表面会生成一层不透明的白色物质。
【答案】①氧气；②氮气；③水蒸气；④二氧化碳。
【解析】①木炭在空气他可以燃烧，说明空气中含有氧气；②空气是制造氮肥的原料，说明空气含有氮气，因为氮肥的主要是含有氮元素的肥料；③酥脆的饼干露置于空气变软是因为空气中含有水蒸气，饼干吸收水分而变潮变软；④长期存放在空气中的石灰水，表面会生成一层不透明的白色物质，说明空气中含有二氧化碳，石灰水和二氧化碳会反应生成碳酸钙白色沉淀。
3、用来测定空气成分的方法有很多。
请你根据化学原理：
在点燃条件下，红磷（固体）+氧气→五氧化二磷（白色粉末）设计实验方案测定空气中氧气的含量。
【答案】用来测定空气成分的方法有很多．
图所示方法的化学原理是：
磷+氧气点燃五氧化二磷，五氧化二磷是一种白色粉末．实验过程是：
将集气瓶容积划分为五等份，并做好标记；点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中并把塞子塞紧；待燃烧停止并冷却后，打开弹簧夹，发现水被吸入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5．
4、加强对空气质量监测是保护环境的一项重要措施。
下表列出了北方某城市一年中春夏秋冬四季空气质量检测的平均数据。
请你阅读表格后回答以下问题。
可吸入颗粒物
（TSP）
氮氧化合物
（NO2）
二氧化硫
（SO2）
空气质量级别
春季
88
40
44
Ⅱ
夏季
67
33
36
Ⅱ
秋季
90
46
54
Ⅱ
冬季
98
69
60
Ⅱ
（1）对该市空气质量影响最大的指标是___．
（2）能加重雾霾形成的物质有___，最容易形成雾霾的季节是___．你认为造成这种情况的原因是___（答一点即可）．
（3）可采取的有效防治措施是___（答一点即可）．
（4）空气中的二氧化碳体积分数超过0.03%，会导致___增强．
【答案】
（1）由图表中数值可推出可吸入颗粒物数值最大，即对该城市的空气质量影响最大的指标项目是TSP，故填：
TSP．
（2）由图表中数值可看出空气质量最差的是冬季，可吸入颗粒的增加会加重雾霾的形成，主要是因为在冬天需要燃烧煤炭取暖，故填：
可吸入颗粒物，冬季，燃烧化石燃料取暖．
（3）改个体取暖为集体供暖．能有效的减少可吸入颗粒的排放，故填：
集中供暖；
（4）冬季没有树叶，不能进行光合作用，起不到净化空气的作用，并且需要燃烧化石燃料取暖，使空气中的可吸入颗粒物数值增大，从而使冬季空气质量最差．
（4）温室效应．
【解析】
（1）由图表中数值可推出可吸入颗粒物数值最大，即对该城市的空气质量影响最大的指标项目是TSP，故填：
TSP．
（2）由图表中数值可看出空气质量最差的是冬季，可吸入颗粒的增加会加重雾霾的形成，主要是因为在冬天需要燃烧煤炭取暖，故填：
可吸入颗粒物，冬季，燃烧化石燃料取暖．
（3）改个体取暖为集体供暖．能有效的减少可吸入颗粒的排放，故填：
集中供暖；
（4）冬季没有树叶，不能进行光合作用，起不到净化空气的作用，并且需要燃烧化石燃料取暖，使空气中的可吸入颗粒物数值增大，从而使冬季空气质量最差．
（4）二氧化碳含量的增多会加剧温室效应，故填：
温室效应．
5、空气污染给人类和大自然带来极大危害。
下列措施对减少空气污染没有直接作用的是（）
A减少煤、石油等化石燃料的使用B工厂的废气经净化处理后排放
C提倡使用无磷洗衣粉D更多的利用太阳能、风能等清洁能源
【答案】C
【解析】A、化石燃料的燃烧能产生二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、烟尘等大气污染物，减少煤、石油等化石燃料的使用，可减少空气污染程度，所以正确．
B、工厂的废气经净化处理后排放，能防止废气污染空气，所以正确．
C、含磷洗衣粉的使用会造成水体富营养化，使水质恶化，提倡使用无磷洗衣粉能防止水污染，与空气污染关系不大，所以错误．
D、更多地利用太阳能、风能等清洁能源，能减少化石燃料的使用，从而控制了空气的污染物的产生，所以正确．
故选C．
6、下列对应关系错误的是（ ）
A、氧气--供人呼吸
B、二氧化碳--造成酸雨
C、氮气--制造氮肥
D、稀有气体--作保护气
【答案】B
【考点】氧气的用途常见气体的用途二氧化碳对环境的影响
【专题】空气与水
【分析】根据各种气体的性质和用途来进行分析．
A、氧气能供给呼吸，正确；B、二氧化碳能造成温室效应，二氧化硫才会导致酸雨，错误；C、氮气是由氮元素组成的单质，可以与氢气反应生成氨气，用来制造氮肥，正确；D、稀有气体的化学性质稳定，可以做保护气．故选B．
【点评】物质的性质决定了物质的用途．
7、经测定某容器中的空气含氮气20ml，由此可推断该容器中含空气的体积是（）
A、6mlB、25.6mlC、25mlD、20ml
【答案】B
【解析】空气是由多种气体组成的,各组分气体的体积分数大约是：
氮气78％,氧气21％,氦、氖、氩等稀有气体0.94％,二氧化碳0.03％,其他气体和杂质0.03％.
因此可以根据氮气体积推测出空气体积,即空气体积等于20ml除以78%等于25.6ml.容器体积等于空气体积,即容器体积约等于25.6ml.故选B。
8、下列说法中，正确的是：
（）
A．空气是一种单质 B．空气是一种化合物
C．空气是几种元素的混合物 D．空气是几种单质和几种化合物的混合物
【答案】D
【解析】由空气的组成成分分析、判断所属物质的类别即可．
空气是由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种物质组成的混合物，换言之，空气是几种单质和几种化合物的混合物，故选D．
【点评】本题考查混合物和化合物的区别．化合物是纯净物，而混合物包含两种或以上的物质．
9.下列物质中，属于纯净物的是（ ）
A．氧气
B．果汁
C．空气
D．海水
【答案】A
【解析】A、氧气是由一种物质组成的，属于纯净物；
B、果汁中含有水和一些溶于水的物质，属于混合物；
C、空气中含有氮气、氧气等物质，属于混合物；
D、海水中含有水和一些溶于水的物质，属于混合物．
故选A．
10、将一只盛满液态空气的保温瓶瓶塞打开，再将一根燃着的木条在瓶口上方，木条会有什麽变化？
试解释原因．
【答案】木条熄灭．因为空气中有78%的是氮气，21%的是氧气，液态氮沸点-196℃，液氧沸点-183℃，所以装在保温瓶中的液态空气打开瓶盖时，由于液态氮的沸点低于液态氧的，瓶口会出现大量的氮气，又因为氮气不支持燃烧，并且，液态空气在室温下迅速汽化时，带走大量热，致使木条的温度急剧下降，所以木条熄灭．
第二节物质组成的表示学案
一、化学式的意义
问题1、下列化学符号：
H2O、H2、O2、CO2分别表示水、氢气、氧气、二氧化碳物质，这些符号还有什么意义？
元素符号不仅可以表示物质，还可以表示组成这种物质的分子或原子。
用元素符号和数字表示物质组成的式子叫做化学式。
请写出你知道的物质的化学式NO2SO2
金属铜是由铜原子直接构成的，即金属铜是由铜元素组成的，用Cu表示铜的化学式；氯化钠是由钠离子和氯离子聚集而成的，它们的个数比为1：
1，氯化钠的组成元素是钠元素和氯元素，化学式表示为NaCl。
小结：
化学式不仅可以表示物质，还能表示组成物质的元素，以及构成物质的分子和原子
解答：
化学式H2O表示哪些意义？
符号2H2O表示什么意义？
【参考】化学式H2O宏观上
（1）表示水这种物质；
（2）水是由氢元素和氧元素组成；微观上（3）一个水分子；（4）一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成；
符号2H2O只表示微观意义，两个水分子
二、化合价与化学式
问题2、水的化学式为H2O，氨的化学式为NH3，甲烷的化学式为CH4，为什么在这些化合物中，不同的原子结合氢原子的数目不同呢？
是什么决定了原子之间相互化合的数量关系？
通常，一种元素的原子与其他元素的原子相互化合的比例，与最外层电子数有关。
如铝最外层电子数为3，容易失去3个电子，氧的最外层电子数为6，容易得到2个电子，则
+3
Al
，
−2
O
，可以得到化学式A12O3，即它们相互化合的原子个数比为2：
3．
在化合物中，元素的化合价是由原子得失电子决定的。
如：
当钠元素与氯元素化合时，每个钠原子失去电子，同时每个氯原子得到电子，因此，在氯化钠中，钠元素表现+1价，氯元素表现-1价。
有时，不同元素的原子之间相互化合是通过电子得失来实现的，化合价的数值就是得失电子的数目。
有些元素的原子在不同情况下得失电子的数目是不同的，所以表现为多种化合价。
试一试：
完成下列表格
元素
名称
元素
符号
常见的
化合价
元素
名称
元素
符号
常见的
化合价
元素
名称
元素
符号
常见的
化合价
氢
H
+1
镁
Mg
+2
钙
Ca
+2
碳
C
+4，+2
铝
Al
+3
铁
Fe
+2,+3
氮
N
+5，-3
硫
S
+2，+4，+6
铜
Cu
+1,+2
氧
O
-2
氯
Cl
-1
锌
Zn
+2
钠
Na
+1
钾
K
+1
银
Ag
+1
思考：
从表中可以看出金属元素和非金属元素的化合价各有什么特点？
除特殊元素以外，一般金属元素显正价，非金属元素显负价
问题3、在化合物中各元素的正负化合价之间有何关系？
根据常见元素化合价，判断MgO、H2O、MgCl2中各元素的化合价并计算各元素化合价的代数和。
+2-2+1-2+2-1
MgO、H2O、MgCl2
小结：
①在化合物中，各元素的正负化合价代数和为0。
②通常人们规定单质中元素的化合价为0。
③根据化合价可以写出已知物质的化学式。
试一试：
已知铝的化合价是+3，氧的化合价是-2，你能写出铝的氧化物的化学式吗？
Al2O3
小结：
①根据化合价书写物质化学式的步骤为写元素符号，标化合价，配下角标系数，检查化学式
②物质的组成是通过实验测定的，书写化学式必须依据客观事实。
不能凭空捏造不存在的物质。
三、物质组成的定量表示
问题1：
化学式中各原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量。
试分析物质的化学式与其组成的各元素之间存在什么质量关系？
各种原子
个数比
各种元素
质量比
相对分
子质量
氮元素的
质量分数
NH3
N:
H=1:
3
N:
H=14:
3
17
82.35%
NH4NO3
N:
H:
O=2:
4:
3
N:
H:
O=28:
4:
48
80
35%
（NH4）2SO4
N:
H:
S:
O=2:
8:
1:
4
N:
H:
S:
O=28:
8:
32:
64
132
21.21 %
NH4HCO3
N:
H:
C:
O=1:
5:
1:
3
N:
H:
C:
O=14:
5:
12:
48
79
17.72%
（NH2）2CO
N:
H:
C:
O=2:
4:
1:
1
N:
H:
C:
O=28:
4:
12:
16
60
46.67%
引发思考：
①在计算物质中各种原子个数比时，应注意哪些问题？
请你总结有关规律或表达式
各种原子个数比=各种原子×个数
②在计算物质中各种元素质量比时，应注意哪些问题？
请你总结有关规律或表达式
各种元素质量比=各种元素相对原子质量×原子个数
③在计算物质中某种元素质量分数时，应注意哪些问题？
请你总结有关规律或表达式
某种元素质量分数=某元素的相对原子质量/物质的总相对分子质量
{练一练}
1、计算下列物质的相对分子质量
①氯气{Cl2}②二氧化碳{CO2}
③五氧化二磷{P2O5④氢氧化钙{Ca（OH）2}
【答案】①71；②76；③142；④74。
【解析】①氯气{Cl2}35.5×2=71；②二氧化碳{CO2}44+16×2=76；
③五氧化二磷{P2O5}31×2+16×5=142；④氢氧化钙{Ca（OH）2}40+16×2+1×2=74
2、某化合物由碳、氢两种元素组成，这两种元素的质量比为3：
1，该化合物的相对分子质量为16，写出它的化学式。
【答案】CH4
【解析】某化合物由碳,氢两种元素组成,这两种元素的质量比为3:
1,该化合物的化学式量为16,
设化合物的化学式为CxHy
12x：
y=3：
1
x：
y=1：
4
该化合物的相对分子质量为16,化学式为CH4
3、乳酸的化学式为C3H6O3，则它的相对分子质量为，其中各种元素最简整数比为，碳元素的质量分数为（精确到0.1%）
【答案】90；1:
2:
1；40%
【解析】M=3×12+6×1+16×3=36+6+48=90
n（C）:
n（H）:
n（O）=3:
6:
3=1:
2:
1
C%=（3×12）/（M）=36/90=40%
4、m个H2SO4分子和n个SO2分子中氧原子个数比是（）
A、m：
nB、4m：
nC、2m：
nD、n：
m
【答案】C
【解析】m个硫酸（H2SO4）分子中含氧原子4m个，n个SO2中含氧原子2n个，则氧原子的数目比为4m：
2n，即2m：
n，故选C．
5、现有①FeO②Fe2O3③Fe3O4④FeS四种含铁化合物，其中铁元素的质量分数由大到小的排列顺序为（）
A、③②①④B、①③②④C、④③②①D、①②③④
【答案】
【解析】①FeO铁元素的质量分数=
56
56+16
×100%≈77.8%；
②Fe2O3铁元素的质量分数=
56×2
56×2+16×3
×100%=70%；
③Fe3O4铁元素的质量分数=
56×3
56×3+16×4
×100%=72.4%；
④FeS铁元素的质量分数=
56
56+32
×100%=63.6%；
根据计算可知铁元素的质量分数由大到小的排列顺序：
①＞③＞②＞④．
故选：
B．
6、鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物，研究发现其体内含有的角沙烯（化学式为C30H50）有抗癌作用。
试计算：
（1）角沙烯中碳氢两元素的质量比为多少？
（2）41g角沙烯与多少g水中所含的氢元素的质量相等？
【答案】
（1）36：
5；
（2）43.9g
【解析】
（1）角鲨烯中碳、氢两元素的质量比为：
（12×30）：
（1×50）=36：
5；故填：
36：
5；
（2）50克的角鲨烯含碳元素的质量为50g××100%=43.9g．
答：
50克的角鲨烯中含碳元素为43.9g．
7、氮元素和硫元素具有多种化合价，请根据下列几种物质的化学式判断其中所含氮元素和硫元素的化合价。
NO2HNO3NH3SO2H2SO4Na2S
【答案】
+4+5-3+4+6-2
NO2HNO3NH3SO2H2SO4Na2S
8、请按氮元素化合价由低到高将下列物质排序。
①NO2②NO③NH3④HNO3⑤NaNO2⑥N2
【答案】③⑥②⑤①④
【解析】①设二氧化氮中氮元素的化合价为x．
x+（-2）×2=0
x=+4
②设一氧化氮中氮元素的化合价为y．
y+（-2）=0
y=+2
③设氨气中氮元素的化合价为z．
z+（+1）×3=0
z=-3
④设硝酸中氮元素的化合价为w．
（+1）+w+（-2）×3=0
w=+5
⑤设亚硝酸钠中氮元素的化合价为m．
（+1）+m+（-2）×2=0
m=+3
⑥单质中元素的化合价为零．氮气为单质，因此氮气中氮元素的化合价为零．
因此六种物质中氮元素的化合价由低到高的顺序为③⑥②⑤①④．
故答案为：
③⑥②⑤①④
9、已知在氧化铁中，铁元素的化合价为+3，氧元素的化合价为-2。
请你写出氧化铁的化学式。
【答案】Fe2O3
10、在镁元素与氮元素组成的化合物中，镁元素显+2价，氮元素显-3价，写出该化合物的化学式。
【答案】Mg3N2
第三节性质活泼的氧气
一、氧气的实验室制法
问题1、电解水可以得到氢气和氧气，其反应可用文字表示为：
水
氢气+氧气，能否在实验室中用这种方法制取氧气？
为什么？
不能，因为安全和成本
试一试：
在实验室中可以用二氧化锰催化分解过氧化氢制取氧气。
请你设计实验探究二氧化锰、沸石（或碎瓷片）在制取氧气反应中的作用及适合实验室制取氧气的方法。
过氧化氢分解产生了水和氧气，这一反应可用文字表示为：
过氧化氢
水+氧气，在反应中二氧化锰或沸石都起到了催化作用，它们加速过氧化氢的分解，
是催化剂。
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叫做催化剂。
排水法收集氧气：
因为氧气不易溶于水，在实验室中可用排水法收集氧气。
方法：
先将集气瓶装满水，用玻璃片盖住瓶口，然后倒在水槽中。
当导管口的气泡连续、均匀的放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里，等瓶里的水排完后，在水里用玻璃片盖住瓶口，把集气瓶移出水槽，瓶口向上放在桌面上。
二、氧气的性质
在化学上，研究一种物质的性质时，一般要从这种物质的物理性质和化学性质两个方面进行研究，再通过性质研究它的用途。
问题1、结合你的生活经验和已有知识，归纳氧气的物理性质，完成下列表格。
颜色
气味
状态
密度
溶解性
熔点
比空气大
不易溶于水
-218℃
【答案】无色，无味，气体
思考：
①如何检验一个集气瓶中是否是氧气？
【答案】用带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃,复燃就是氧气,不是则否.
②充满氧气的集气瓶为什么应瓶口向上放在桌面上？
【答案】因为氧气的密度比空气的稍大些,充满氧气的集气瓶瓶口向上放在桌面上,可以减少氧气的逸出
填空：
1、碳、石蜡等可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧，铁在空气中不易燃烧的物质也能在氧气中。
【答案】剧烈；燃烧
2、物质与氧气发生反应时，反应越剧烈。
【答案】氧气浓度越大，物质越活泼
3、氧气是一种化学性质的气体，许多物质都可以与氧气发生化学反应，这类反应属于。
【答案】比较活泼，氧化反应
4、叫做氧化物，如、等。
【答案】由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物；水；二氧化碳
5、写出氧气与碳、铁、石蜡反应的文字表达字及有关符号：
【答案】碳+氧气
二氧化碳；C+O2点燃CO2
铁+氧气
四氧化三铁；3Fe+2O2点燃Fe3O4
石蜡+氧气
二氧化碳+水；C25H52+38O2点燃25CO2+26H2O
【拓展】氢气和氧气反应生成水。
现象：
剧烈燃烧
碳和氧气反应生成二氧化碳现象：
燃烧
磷和氧气反应生成五氧化二磷现象：
剧烈燃烧
镁和氧气反应生成氧化镁现象：
剧烈燃烧，强烈的光
铜和氧气反应生成氧化铜现象：
铜性质稳定，基本没什么现象
铁和氧气反应生成四氧化三铁现象；在纯净的氧气中燃烧产生大量的热
【讨论】1、氧化反应一定是化合反应吗？
举例说明！
【答案】氧化反应不一定是化合反应。
化合反应指的是由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应；
反例：
CH4+202点燃CO2+2H2O
{练习}
1、下列关于氧气性质的叙述中正确的是（）
A、通常情况下，氧气是无色、无味的气体
B、相同条件下，氧气比同体积的氢气稍重
C、氧气是可燃物燃烧的催化剂
D、在通常情况下氧气与氮气不反应
【答案】C
【解析】A、通常情况下，空气中的各个成分都是无色无味的气体；
B、通常情况下，氧气的密度是1.429g/L，空气的密度是1.293g/L，因此氧气比同体积的空气稍重；
C、氧气是一种化学性质比
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