江苏省太仓市第二中学八年级物理下册 2.1 由多种物质组成的空气课件 人教新课标版.ppt

2 1由多种物质组成的空气 2 1由多种物质组成的空气 教学目标 1 了解空气的成分以及空气各成分在生产 生活中的用途 2 初步了解氧气 氮气 稀有气体的一些物理性质和用途 3 了解空气成分保持相对稳定的原因 初步了解造成空气污染的主要因素及空气污染带来的危害 4 教会学生能用实验的方法来 捕捉 空气 采集空气样品 5 初步认识纯净物 混合物的概念 并能用实验事实说明空气是混合物 6 知道空气是一种宝贵的自然资源 培养学生养成关心空气质量 自觉保护大气环境的责任感 教学重点 难点 1 空气的成分2 造成空气污染的污染物和防治空气污染的一些措施3 通过实验的方法来探究空气中氧气的含量4 纯净物和混合物的概念以及一些物质的判断 教学过程 引入新课探究空气的成分氮气和稀有气体人类需要洁净的空气小结随堂练习 思考问题 你能用简单的实验或事例来证明它的存在吗 请大家举例说明空气的一些成分 1 把一个空的杯子放入盛满水的水槽中 向下压 杯子中的水无法上升到顶端 2 把一个注射器在空气中抽拉一下 再向水中推挤 可以看到许多气泡从针头冒出 3 用扇子朝脸上扇 感觉有风 说明有空气在流动 4 用打气筒给车胎打气 目的将空气压入车胎 5 其他等等 1 物质能在空气中燃烧 动植物能进行呼吸 说明空气中含有氧气 2 向空的集气瓶中倒入澄清石灰水 振荡 石灰水变浑浊 说明有二氧化碳 3 酥脆的饼干在空气中放置久了 会逐渐变软 说明空气中有水蒸气 空气成分的发现史 17世纪中叶以前 人们对空气和气体的认识还是模糊的 到了18世纪 通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究 人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性 1772年卢瑟福 d rutherford 英 1749 1819 在密闭容器中燃烧磷 除去寻常空气中可助燃和可供动物呼吸的气体 对剩下的气体进行了研究 发现这种气体不被碱液吸收 不能维持生命和具有可以灭火的性质 因此他把这种气体叫做 浊气 或 毒气 同年英国化学家普利斯特里 j priestley 1733 1804 也了解到木炭在密闭于水上的空气中燃烧时 能使1 5的空气变为碳酸气 用石灰水吸收后 剩下的气体 不助燃也不助呼吸 1774年普利斯特里利用一个直径为一英尺的聚光镜来加热各种物质 看看它们是否会分解放出气体 他还用汞槽来收集产生的气体 以便研究它们的性质 那年8月1日他如法加热汞煅灰 即氧化汞 发现蜡烛在分解出的 空气 中燃烧 放出更为光亮的火焰 他又将老鼠放在这种气体中 发现老鼠比在同体积的寻常空气中活的时间约长了4倍 可以说 普利斯特利发现了氧 遗憾的是他和卢瑟福等都坚信当时的 燃素说 从而错误地认为 这种气体不含燃素 所以有特别强的吸收燃素的能力 因而能够助燃 当时他把氧气称之为 脱燃素空气 把氮气称之为 被燃素饱和了的空气 法国化学家拉瓦锡 a l lavoisier 1743 1794 较早地运用天平作为研究化学的工具 在实验过程中重视化学反应中物质质量的变化 当他知道了普利斯特里从氧化汞中制取氧气 当时称之为脱燃素空气 的方法后 就做了一个著名的研究空气成分的实验 见 九年义务教育三年制初级中学 化学 全一册 第一章阅读材料 他摆脱了传统的错误理论 燃素说 的束缚 尊重事实 对实验作了科学的分析和判断 揭示了燃烧是物质跟空气里的氧气发生了反应 指出物质里根本不存在一种所谓燃素的特殊东西 1777年 拉瓦锡在接受其他化学家见解的基础上 认识到空气是两种气体的混合物 一种是能助燃 有助于呼吸的气体 并把它命名为 氧 意思是 成酸的元素 拉瓦锡当时认为 非金属燃烧后通常变为酸 氧是酸的本质 一切酸中都含有氧元素 另一种不助燃 无助于生命的气体 命名为氮 意思是 不能维持生命 经过百余年后 英国物理学家雷利 j w s rayteigh 1842 1919 于1892年发现从含氮的化合物中制得的氮气每升重1 2505g 而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重1 2572g 虽然两者之差只有几毫克 但已超出了实验误差范围 所以他怀疑空气中的氮气中一定含有尚未被发现的较重的气体 雷利沿用卡文迪许的放电方法从空气中除去氧和氮 英国化学家拉姆塞 w ramsay 1852 1916 把已经除掉co2 h2o和o2的空气通过灼热的镁以吸收其中的氮气 他们二人的实验都得到一些残余的气体 经过多方面试验断定它是一种极不活泼的新元素 定名为氩 原文是不活动的意思 1868年8月18日在印度发生了日全蚀 法国天文学家严森 p j c janssen 1824一1907 从分光镜中发现太阳光谱中有一条跟钠d线不在同一位置上的黄线 这条光谱线是当时尚未知道的新元素所产生的 当时预定了这种元素的存在 并定名为氦 氦是拉丁文的译音 原意是 太阳 地球上的氦是1895年从铀酸盐的矿物和其他铀处矿中被发现的 后来 人们在大气里 水里 以至陨石和宇宙射线里也发现了氦 1898年拉姆塞又在液态空气蒸发后的残余物里 先后发现了氪 拉丁文原意是 隐藏的 氖 拉丁文原意是 新的 和氙 拉丁文原意是 生疏的 1900年德国物理学教授道恩 f e dorn 1848一 在含镭的矿物中发现一种具有放射性的气体 称为氡 拉丁文原意是 射气 演示实验2 1 1 将如图所示集气瓶的容积分为5等份 并加以标记 2 在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装满红磷 将胶管上的止水夹夹紧 把燃烧匙内的红磷放在酒精灯火焰上点燃 并迅速伸入集气瓶内 塞紧橡皮塞 观察现象 3 待集气瓶冷却到室温后 把导管插入盛水的烧杯中 打开止水夹 再观察现象 问题讨论 1 红磷在集气瓶中燃烧 消耗了什么气体 2 红磷在集气瓶中未能全部燃烧 说明了什么问题 3 集气瓶中剩余的气体是氧气吗 它具有什么样的性质 4 打开止水夹后 为什么集气瓶中进入的水量约占集气瓶容积的1 5 5 如果在实验过程中发现进入的水量远小于集气瓶容积的1 5 其可能原因有哪些 6 你还能设计什么实验来测定空气中氧气的含量 空气的成分 按体积分数计算 1 氮气78 2 氧气21 3 稀有气体0 94 4 二氧化碳0 03 5 其他气体和杂质0 03 混合物和纯净物 混合物 由两种或两种以上物质混合而成的物质 如空气 糖水等 纯净物 由一种物质组成的物质 如氧气 金 二氧化碳等 混合物与纯净物的区分 看它们是否有固定的组成 探究空气的成分 有关空气的思考空气成分的发现史空气中氧气体积含量的测定空气的成分混合物和纯净物 氮气的性质和用途 1 氮气的性质 在通常情况下 氮气是一种无色无味的气体 常温下 它的化学性质不活泼 很难与其他物质发生反应 但在高温的条件下 也能与一些物质发生反应 2 氮气的用途 1 液氮用于医疗手术 2 可用于制氮肥 3 可用作灯泡的填充气 4 可用作粮食瓜果的保护气 稀有气体的性质和用途 1 稀有气体的性质 化学性质很稳定 一般不与其他物质发生反应 惰性气体 在一定条件下 也能与其他物质发生化学反应 2 稀有气体的用途 1 可用于制造稀有气体放电管 2 用于填充氦气球 3 用作焊接金属的保护气 4 用于制造霓虹灯 稀有气体的应用 氦气很轻 是除氢以外最轻的元素 它的重量只有同体积空气的1 7 由于氦不象氢那样会燃烧 使用非常安全 因此人们便用氦气来代替氢气填充气球或飞艇的气囊 用氦气填装的飞艇的上升能力 大约等于同体积用氢气填装的飞艇的93 氦最近还被人们混在塑料 人造丝 合成纤维中 制成非常轻盈的泡沫塑料 泡沫纤维 氦又是极难溶于水的气体 100个体积的水在0 时大约只能溶解1个体积的氦 在医学上 便利用氦的这一特性来防止 潜水病 过去当潜水员潜入海底时 由于深海压力很大 吸进体内的空气中的氮气随着压力的增加大量溶解在血液中 而当潜水员出海时压力猛然下降 原先溶在血液中的氮气便纷纷跑了出来 以致使血管阻塞而造成死亡 这种病叫作 潜水病 现在人们利用氦气与氧气混合 制成 人造空气 79 的氦气 21 的氧气 来供给潜水员呼吸 由于氦在血液中溶解很少 因此 潜水员即使潜入海中100米以下 也不会再得 潜水病 这种 人造空气 也常用来医治支气管气喘和窒息等病 因为它的密度只有空气的1 3 因此呼吸时要比吸空气轻松的多 可以减少病人的呼吸困难 氦是最难液化的气体 曾被认为是 永久气体 直到1908年才终于被液化 一方面它在 250 节流膨胀时才自身开始冷却 另一方面它的临界温度最低 只有先用液氢预冷后才可以被液化 氦在 267 9 以下才能变成液体 在 272 2 以下才会变成 氦冰 现在 在低温工业上 液氦常被用作冷却剂 由于氦的性质与理想气体接近 绝对零度为 273 16 所以是精密气体温度计理想的填充材料 氦具有极高的激发电势 在电子管工业上 常用氦作填充气体 也可用来作辉光灯 验极器 高压指示器等 氦由于化学性质极不活泼 几乎不与别的元素相化合 在工业上焊接金属mg al ti和不锈钢时作为保护气体 隔绝空气以防金属在焊接时被氧化 氖ne 氖的导电性比空气大75倍 在放电管内 在电场的激发下 氖能射出红色的光 霓虹灯便是利用氖的这一特性制成的 在霓虹灯的两端 装着两个用fe cu al或ni制成的电极 灯管里装着氖气 一通电氖气受到电场的激发 放出红色的光 这种红光在空气中的透射性能很强 可以穿过浓雾 因此氖灯还常用在港口 机场 水陆交通线的标灯上 氩ar 氩也是无色气体 但比较重 在一个大气压和0 时 1l氩重1 7837g 几乎比空气重50 在电场的激发下 氩会发出浅蓝色的光 因此它被用来填充在霓虹灯管里 除了装氖和氩以外 还有的霓虹灯管里充进氦气 射出浅红色的光 有的充入水银蒸气射出绿紫色的光 也有的是装着he ne ar hg蒸气等四种气体 或者其中两种或三种 的混合物 由于各种气体的比例不同 便能得到五光十色的各种霓虹灯 由于氩是空气中含量最多的一种稀有气体 比较易得 而氩的分子运动速率较小 导热性小 用含有15 的氩气充填电灯泡 耗费同样的电能而能发出更多的光 从而大大的延长灯泡的寿命和增加亮度 在焊接金属时 常用氩作保护剂 特别是焊接一些活泼金属mg al等 这样可以防止这些金属在高温时氧化 原子反应堆的核燃料钚 在空气中也可迅速氧化 同样需要在氩气保护下进行机械加工 现在我国许多工厂都已采用氩弧焊接技术 氪气用来填充电离室以测量宇宙射线氙xe 氙气在电场的激发下 能射出类似于太阳光的连续光谱 高压长弧氙灯就是利用这一特性制成的 氙灯是60年代才发展起来的新光源之一 这种灯的灯管是耐高温 耐高压的石英做成的 两端各装入一个钨电极 管内充入高压氙气 压强可达到几十个大气压 通电后 氙气受激发 射出强烈的白光 一盏六万w的氙灯的亮度 相当于九百只100支光的普通灯泡 高压长弧氙灯可用于电影摄影 舞台照明 放映 纺织和油漆工业的照光以及广场 运动场的照明用 一盏氙灯一般可照明1000多个h 氙灯能放出紫外线 因此在医疗上也得到应用 氙也大量被用来填充光电管 空气的污染 1 你知道污染空气的物质有哪些 它们来源于什么 2 我们将如何防治空气污染 3 大气污染有什么危害 空气的主要污染物及其来源 1 烟尘2 有害气体 1 一氧化碳 主要由汽车排放的尾气产生 2 二氧化硫 主要由含硫物质燃烧和工厂排放的废气产生 3 二氧化氮 主要由工厂排放的废气产生 防治和减少污染的方法 1 监测空气质量2 研制和开发洁净能源3 采用化学方法处理工业生产中产生的有害气体4 在汽车上安装尾气净化装置 将有害气体转化为无害气体 氮气和稀有气体 1 氮气的性质和用途2 稀有气体的性质和用途3 稀有气体的应用 大气污染的危害 由于工业发展 人口增加 森林砍伐等原因 使大气成分发生了变化 这种变化主要表现为二氧化碳 甲烷 氯氟烃等温室气体的含量上升 据测定 80年代温室气体的增长率 二氧化碳0 5 甲烷0 9 氯氟烃4 5 通常所说的大气污染就是指温室气体急剧增加的现象 全球大气污染产生哪些严重后果呢 1 气候变暖温室气体具有这样的特性 让阳光通过 但强烈吸收地面发出的长波辐射 从而使气温上升 起到了温室的作用 本世纪以来全球平均气温升高了0 5 如果温室气体按目前的速度增加 到2030年 全球平均气温将再提高2 3 灾害性天气和异常天气将更加频繁 2 平流层臭氧层变薄距地面20 30公里的平流层中存在一个臭氧层 它能强烈吸收阳光中的紫外线 从而保护地球生物免遭伤害 但是 工业生产中释放的氯氟烃气体强烈地破坏臭氧层 使之减少变薄 甚至出现南极臭氧空洞 3 陆地和海洋生物受到污染工业生产中排放的含有氯 铅 汞 砷的有毒物质影响生物的生长发育 使生物组织中含有有毒物质 其中有些是致癌物质 4 产生酸雨工业生产中释放的二氧化硫和氧化氮使降水中酸性成分增加 形成酸雨 酸雨可使湖泊酸化 造成鱼类死亡 酸雨还可遏制森林生长 甚至导致森林死亡 大气污染的危害是严重的 保护大气已成为各国政府和人民的共同心愿 为了减少大气污染 应限制温室气体的排放量 尽量少用矿物燃料 提倡使用太阳能 风能 核能 同时禁止滥伐森林 提倡植树造林 小结 通过本节课的学习 使我们对空气的成分有所了解 我们通过对空气中氧气含量的实验探究 希望可以培养大家的动手能力 观察能力和思维能力 通过对大气污染的有关内容的学习 希望大家能养成保护环境的意识 让我们时时记着 我们只有一个地球 课堂练习 1 最早通过实验测定出空气化学组成的科学家是 a 舍勒 b 普利斯特里 c 道尔顿 d 拉瓦锡2 空气中按体积计算 含量最多的气体是 a 氧气 b 氮气 c 二氧化碳 d 稀有气体