九年级化学空气组成知识点与习题解析

九年级化学空气组成知识点与习题解析空气，我们每时每刻都在呼吸，它是生命赖以存在的基础，也是化学学习中接触到的第一种重要混合物。理解空气的组成，不仅是九年级化学的入门基础，更是后续学习物质性质、化学反应的重要铺垫。本文将系统梳理空气组成的核心知识点，并通过典型习题的解析，帮助同学们巩固理解，提升应用能力。一、空气的组成探秘在很长一段时期，人们曾认为空气是一种单一的物质。直到18世纪，通过多位科学家的不懈探索，尤其是法国化学家拉瓦锡的经典实验，才逐步揭示了空气并非纯净物，而是由多种气体组成的混合物这一事实。经过精确的科学测定，我们知道空气的成分按体积分数计算，大约是：氮气占78%，氧气占21%，稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他气体和杂质占0.03%。这里需要特别强调的是“体积分数”，而非质量分数，这是一个常见的易错点。（一）空气中的主要成分及其性质与用途1.氮气（N₂）*性质：通常情况下，氮气是一种无色、无味、难溶于水的气体，化学性质不活泼，一般不与其他物质发生化学反应，因此常被称为“惰性气体”（但这只是相对而言，在特定条件下氮气也能与某些物质反应，如合成氨）。*用途：*由于其化学性质稳定，可作保护气（如焊接金属时、食品包装中充氮气以防腐）。*医疗上可用液氮作冷冻麻醉剂。*是制造硝酸和氮肥的重要原料。2.氧气（O₂）*性质：通常情况下，氧气是一种无色、无味、不易溶于水的气体，化学性质比较活泼，能与许多物质发生氧化反应（燃烧、呼吸等）。*用途：*供给呼吸（如医疗急救、潜水、登山等）。*支持燃烧（如炼钢、气焊、航天等）。3.稀有气体*性质：都是无色、无味的气体，化学性质非常稳定，一般不与其他物质反应，故又称“惰性气体”。在通电时能发出不同颜色的光。*用途：*作保护气（如灯泡中充稀有气体，延长使用寿命）。*电光源（如霓虹灯、航标灯等）。*氦气可用于填充探空气球（密度小且化学性质稳定）。4.二氧化碳（CO₂）*性质：无色、无味的气体，能溶于水，密度比空气大。不燃烧，也不支持燃烧（一般情况下），能使澄清石灰水变浑浊。*用途：*灭火（利用其不燃烧、不支持燃烧且密度比空气大的性质）。*光合作用的原料。*干冰（固态二氧化碳）可用于人工降雨、制冷剂。*生产碳酸饮料。5.其他气体和杂质：如水蒸气、尘埃等，含量虽少，但对天气变化有重要影响。（二）空气中氧气含量的测定实验这是一个经典的定量实验，其原理是利用某些物质与空气中的氧气反应（不生成气体，或生成的气体能被吸收），使容器内气压减小，在大气压作用下，水被压入容器，进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。*常用药品：红磷（暗红色固体）。选择红磷的原因是：红磷燃烧只与氧气反应，且生成五氧化二磷固体，不产生新的气体。*实验现象：1.红磷燃烧，产生大量白烟。2.冷却至室温后，打开止水夹，烧杯中的水倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶内原空气体积的1/5。*实验结论：氧气约占空气体积的1/5。*注意事项及误差分析：*装置气密性要好，否则外界空气进入，测量结果偏小。*红磷要足量，以确保集气瓶内氧气被完全消耗，否则结果偏小。*必须冷却至室温后再打开止水夹，否则集气瓶内气体温度较高，压强较大，进入的水偏少，结果偏小。*集气瓶内预先要加入少量水，目的是吸收生成的五氧化二磷（有毒），并有助于降温。*若实验结束后，进入水的体积小于1/5，可能的原因还有：红磷量不足、装置漏气、未冷却到室温就打开止水夹等。*若选择其他药品，需满足：只与氧气反应，且产物为固体（或能被液体吸收的气体）。如不能用木炭、硫粉（燃烧生成气体，瓶内气压变化不大），若要用，需将水换成氢氧化钠溶液来吸收生成的二氧化碳或二氧化硫。二、空气的污染与防治随着工业的发展和人类活动的增加，空气受到了不同程度的污染。了解空气污染的来源和危害，树立环保意识，是每个公民的责任。*主要污染物：有害气体（如二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮等）和烟尘。*来源：化石燃料的燃烧、工厂废气、汽车尾气等。*危害：损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡（如酸雨、温室效应、臭氧层破坏等）。*防治措施：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。三、典型习题解析例题1：下列关于空气成分的说法正确的是（）A.空气中氧气的质量分数约为21%B.空气中的稀有气体化学性质稳定，没有任何用途C.二氧化碳是空气污染物之一D.空气中各成分的含量相对稳定，但不是绝对不变的解析：本题考查空气的组成、各成分的性质及用途、空气污染物等基础知识。A选项错误，应为体积分数约为21%，而非质量分数。B选项错误，稀有气体化学性质稳定，用途广泛，如作保护气、电光源等。C选项错误，二氧化碳是空气的固有成分之一，虽然含量过高会引起温室效应，但目前并不将其列为空气污染物（注意：二氧化碳不是空气污染物，但它是温室气体）。D选项正确，空气中各成分的含量在一定范围内保持相对稳定，但会因地域、季节、人类活动等因素略有变化。答案：D例题2：如图是测定空气中氧气含量的实验装置。请回答下列问题：（此处应有装置图：集气瓶、燃烧匙（内有红磷）、止水夹、导管连接到盛水烧杯）（1）实验时，红磷要足量，目的是________。（2）点燃红磷后，立即伸入集气瓶中并塞紧瓶塞，可观察到的现象是________。（3）待红磷熄灭并冷却至室温后，打开止水夹，观察到的现象是________，由此可得出空气中氧气的体积分数约为________。（4）若实验结果偏小，可能的原因是________（写一条即可）。解析：本题是对空气中氧气含量测定实验的直接考查，涉及实验原理、现象、注意事项及误差分析。（1）红磷足量的目的是将集气瓶内的氧气尽可能完全消耗掉，使实验结果更准确。（2）红磷燃烧的现象是产生大量白烟，放出热量。（3）冷却后打开止水夹，由于集气瓶内氧气被消耗，气压减小，在大气压作用下，烧杯中的水会倒吸入集气瓶中，进入水的体积约占集气瓶容积的1/5。由此得出氧气约占空气体积的1/5。（4）实验结果偏小的原因很多，如：红磷的量不足；装置漏气；未冷却至室温就打开止水夹；集气瓶内的氧气没有完全被消耗等，任写一条合理即可。答案：（1）充分消耗集气瓶内的氧气（2）红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量（3）烧杯中的水倒吸入集气瓶中，约占集气瓶容积的1/5；1/5（或21%）（4）红磷的量不足（或装置漏气、未冷却至室温就打开止水夹等，合理即可）例题3：下列物质的用途主要利用其化学性质的是（）A.液氮用于冷冻麻醉B.稀有气体用于制作霓虹灯C.氧气用于医疗急救D.铜用于制作导线解析：本题考查物质性质的辨析，区分物理性质和化学性质的关键是看该性质是否需要通过化学变化表现出来。A选项，液氮用于冷冻麻醉，利用的是液氮汽化吸热，使温度降低，属于物理性质。B选项，稀有气体用于制作霓虹灯，利用的是稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，属于物理性质（电致发光）。C选项，氧气用于医疗急救，利用的是氧气能供给呼吸的性质，呼吸