空气的组成 第2课时（教学设计）-2024鲁教版（五四学制）八年级化学全一册

第一节空气的组成

第2课时空气的利用与质量监测

教学目标

一、知识目标

1.了解空气各成分（氧气、氮气、稀有气体）的性质和用途，掌握分离液态空气法的原理、过程及所属变

化类型。

2.学会探究不同气体样本中二氧化碳含量差异的实验方法，掌握实验操作和数据处理，熟悉空气质量报告

的核心内容（空气质量指数、主要污染物等）。

3.了解常见空气污染物（SO2、NO?、CO、仪、PM1。、PM2.5）的来源、危害及防治措施。

二、核心素养目标

1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识空气的组成和用途，结合分离液态空气法的微观动画，建立“宏观现

象微观变化”的关联思维。

2.证据推理与模型认知：通过“探究不同气体样本中二氧化碳含量差异”的实验，掌握科学探究流程，提

升实验操作与数据分析能力。

3.科学探究与创新意识：熟悉空气质量报告，结合雾霾危害和空气污染防治内容，树立关注空气质量、主

动参与环境保护的责任意识，形成严谨求实的科学态度。

教学重难点

一、教学重点

I.空气各成分的性质和用途。

2.分离液态空气法的原理和过程。

3.空气质量报告的内容及常见污染物的危害。

二、教学难点

1.设计探究不同气体样本中二氧化碳含量差异的实验。

2.根据空气质量状况提出合理的吃治建议。

教材分析

本节教学内容源于鲁教版五四学制2024年版八年级化学上册第四单元第一节《空气的组成》第2课时

《空气的利用与质曷监测》。空气是学生在化学学习中系统接蒯和研究的第一种物质，本节内容是在学牛

了解空气组成的基础上，进一步探究空气的利用价值和空气质量监测等知识，具有承上启下的重要作用。

它不仅能加深学生对空气的认识，还为后续学习氧气、二氧化喋等具体物质的性质和用途奠定基础。

按照课程标准要求，本课时安排了空气是一种重要的资源和关注空气质量两部分内容。教材首先通过

展示工业制氧车间、霓虹灯夜景、雾霾天气等图片，引发学生思考空气的不同作用，进而详细介绍氧气、

氮气、稀有气体的用途以及分离液态空气法。然后引导学生关注空气质量问题，包括空气污染的危害、探

究不同气体样本中二氧化碳含量的差异、认识空气质量报告及不同污染物的危害等内容。

教材通过大量的实例和实验，让学生直观地感受空气与生活的紧密联系，培养学生的科学探究能力和

环保意识。

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学情分析

教学对象是八年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能，对空气的组成有了初

步的了解，但对于空气各成分的具体用途和空气质量问题的认识还比较肤浅。在思维方面，学生正处于从

形象思维向抽象思维过渡的阶段，需要通过具体的实例和实验来帮助他们理解抽象的化学概念和原理。在

学习兴趣上，学生对生活中的化学现象充满好奇，对与生活密切相关的空气利用和空气质量问题有较高的

关注度。

但在学习过程中，他们可能会遇到一些困难，如对分离液态空气法的原理理解不够深入，对空气质量

报告中各项指标的含义理解不准确等。因此，在教学中应结合学生的实际情况，采用直观教学、实验探究

等多种教学方法，引导学生积极参与课堂活动，帮助他们突破学习难点。

同时，要注重培养学生的自主学习能力和合作探究精神，让学生在学习过程中逐渐形成科学的思维方

式和环保意识C

教学过程

教学环节一新课导入

【创设情境】同学们，老师先给大家展示几张图片。（展示工业制氧车间、霓虹灯夜景、雾霸天气的图片）

大家可以看到，这些场景都和空气息息相关。我们每天都在呼吸空气，空气就像一位无声的守护者，时刻

陪伴着我们。在工业制氧车间里，空气仿佛被赋予了神奇的魔法，能变成我们需要的氧气；宽虹灯绚丽多

彩的光芒，也是在空气成分的助力下才得以呈现；然而，雾霾天气却让我们感受到了空气可能带来的威胁。

【问题】同样是空气，为何既能支撑生产生活，又会威胁健康呢？这背后究竟隐藏着怎样的奥秘呢？今天,

就让我们从空气的资源价值和空气质量监测与保护这两个维度，•起去揭开空气的神秘面纱。

设计意图

1.激发学习兴趣，聚焦课堂注意力：课堂导入展示的工业制氧车间、霓虹灯夜景、雾霾天气图片，具有

强烈的视觉冲击力。工业制氧车间的工业化场景、霓虹灯的绚丽色彩与雾霾天气的灰暗形成鲜明对比，能

快速吸引九年级学生的目光。处于该年龄段的学生对直观、新奇的事物充满好奇，这弊图片打破了传统导

入的枯燥，让学生迅速将注意力集中到课堂.匕激发他们对“空气为何有不同作用”的探索欲望，为后

续教学奠定良好的注意力基础。

2.搭建生活与化学桥梁，凸显学科实用性：所选图片均源自生产生活实际，工业制氧与工业生产相关，

霓虹灯是口常生活中常见的景观，雾霾天气更是学生可能亲身经历的环境问题。通过这些贴近生活的场景，

能让学生直观感受到化学知识并非抽象理论，而是与生活紧密相连。帮助学生认识到空气相关知识在实际

生活中的应用，进而理解化学学科的实用性，增强学习化学的内在动力。

3.巧设问题情境，明确学习方向：导入环节提出“同样是空气，为何既能支撑生产生活，又会威胁健康”

的问题，精准抓住了学生的认知困惑点。该问题引导学生从矛盾角度思考空气的双重属性，自然引出本节

课“空气的资源价值”和“空气质量监测与保护”两大学习维度。让学生带着明确的问题开启新知识

探索，避免学习的盲目性，提高学习的主动性和针对性，使后续学习更具方向性。

教学环节二空气是一种重要的资源

活动一：氧气的作用

【情境引入】展示工业制氧车间、霓虹灯夜景、雾囊天气的图片，提问：“我们的生活处处都有空气，同

样是空气，为何既能支撑生产生活，又会威胁健康？今天我们就从空气的资源价值方面来探究空气的奥

秘。”

【问题】朝气在我们的生活中有哪些重要作用呢？

【学生思考】学生结合生活常识和已学知识，尝试回答氧气的作用，如呼吸、支持燃烧等。

【讲解】教师总结学生的回答，阐述氧气在维持生命呼吸、医疗急救支持、工业生产助力、日常生活应用

等方面的作用，强调氧气在各个领域的关键作用，如在钢铁冶炼中，氧气用十提高燃烧温度，加速冶炼反

应等。

【归纳总结】总结氧气的作用：氧气是人类和动物呼吸过程中不可或缺的气体，能参与细胞的有氧呼吸，

为身体提供能量；在医疗领域，常用于急救、麻醉、手术等；在工业生产中，是许多生产过程的重要原料；

在H常生活中，也有广泛的应用，如潜水、登山等。

设计意图

首选方法”“物理变化判断依据”等知识点的掌握情况。同时,解析过程进一步强调实验室制氧与工业

制氧的区别、物理变化与化学变亿的本质差异，帮助学生理清知识脉络，强化知识的实际应用能力。

活动三：空气中各成分的用途

【情境引入】提问：“我们已经了解了氧气的用途，那么空气中其他成分在生活中有什么用途呢？”

【问题】请同学们自主阅读课本后组内分享氮气和稀有气体的用途。

【学生思考】学生自主阅读课本豹关内容，然后在小组内交流分享氮气和稀有气体的用途。

【教师活动】学生分组交流分享，教师巡视各小组，倾听学生的讨论，并适时给予指导。

【学生思考】各小组推选代表进行全班汇报，教师对学生的汇报进行点评和补充。

【讲解】总结氮气和稀有气体的用途：氮气是工业上生产氨气、硝酸和氮肥的重要原料，可用户食品防腐、

冷藏血液等；稀有气体化学性质稳定，可用作保护气，通电时能发出不同颜色的光，可用于制造多种电光

源。

设计意图

1.自主阅读课本，提升信息提取能力：学生自主阅读课本获取氮气和稀有气体的用途，该过程要求学生

主动浏览文本内容，筛选关键信息，如氮气用于食品防腐、稀有气体用作保护气等。九年级学生需要逐步

培养自主学习能力，自主阅读能让他们摆脱对教师的依赖，学会从教材中挖掘知识，提升信息提取和归纳

总结的能力，为后续更高层次的学习奠定基础。

2.小组交流分享，促进知识互补完善：组交流环节，学生将自主阅读获取的知识在组内分享。由于每个

学生的信息提取重点和理解程度不同，分享过程中，学生能了解到同伴发现的自己未注意到的知识点，如

氮气还可用于冷藏血液、稀有气体能制造多种电光源等。通过相互补充，学生对氮气和稀有气体用途的认

知更加全面、系统，同时也在交沆中学会尊重他人观点，培养合作学习精神。

3.对应训练检验，夯实知识记忆：对应训练题针对氮气和稀有气体用途的易错点设计，如“氮气能否作

燃料”“稀有气体是否无用途”。在学生自主学习和交流后进行训练，既能快速检验学习效果，乂能帮助

学生纠正错误认知。教师通过解析题目，再次强调氮气化学性质不活泼、稀有气体用途广泛等核心知识点,

强化学生对知识的记忆，确保学生准确掌握空气中各成分的用途。

【对应训练1】下列物质的性质与用途不具有对应关系的是

A.活性炭有吸附性，可用于净水

B.氧气有助燃性，可用于医疗急救

C.氮气化学性质不活泼，可用作保护气

D.稀有气体通电时发出不同颜色的光，可用作电光源

【答案】B

【详解】A、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，可用于净水，不符合题意；

B、氧气具有氧化性，能供给呼吸，可用于医疗急救，符合题意；

C、氮气化学性质不活泼，可用作保护气，如可填充于食品包装中用于防腐，不符合题意；

D、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用作不同用途的电光源，不符合题意。

故选B。

【对应训练2】物质的性质决定其用途。下列物质的用途中，利用其物理性质的是

A.酒精用于酒精灯燃料B.稀有气体用于制作电光源

C.氯气用于供给呼吸D.氮气用作充氮包装，保存食品

【答案】B

【详解】A、酒精作为燃料是利用其可燃性，燃烧时酒精与氧气反应生成二氧化碳和水，发生化学变化，

属产化学性质。不符合题意。

B、稀有气体（如鬼气、氨气）在通电时发出不同颜色的光。不涉及新物质生成，属于物理变化，因此利

用的是物理性质。符合题意。

C、氧气供给呼吸时，氧气转化为二氧化碳等，发生化学变化，属于化学性质（氧化性）。不符合题意。

D、氮气用于食品包装是利用其化学稳定性（不易与其他物质反应），防止食品氧化变质，属于化学性质

o不符合题意。

故选B。

教学环节三关注空气质量

活动四：空气污染的危害

【问题】展示雾霾天气等空气污染对生活造成危害的图片，提问：“空气对我们的生活至关重要，但空气

污染对我们生活的危害极其严重，你能举例说明空气污染带来的危害吗？”

【学生思考】学生结合生活实际和图片，思考空气污染的原因。

【问题】为什么会出现空气污染？空气污染会对我们的生活产生哪些具体的危害？

【学生思考】学生分组讨论，教师巡视各小组，引导学生从工业生产、交通运输等方面分析空气污染的原

1*1.从对人体健康、环境等方面分析危害C

【讲解】

总结空气污染的原因：随着人类活动的增加，特别是工业牛.产和交通运输产生的废气源源不断地排放，导

致空气中有害气体和烟尘的含量不断升高，空气质量下降。空气污染会危害人体健康，引发呼吸道疾病、

心血管疾病等；还会破坏生态环境，如导致酸雨、破坏土壤和水体的酸碱度等。

设计意图

1.图片直观呈现，增强环保危机意识：展示雾建天气等空气污染危害的图片，将空气污染对生活的影响以

百观的视觉形式呈现，如灰喑的天空、人们佩戴口罩出行等场景。这些图片与学牛的牛活体胎相关，能让

学生真切感受到空气污染并非遥远的概念，而是切实影响自身生活和健康的问题，从而引发情感共鸣，增

强环保危机意识，为后续学习空气污染防治知识奠定思想基础。

2.小组讨论分析，提升问题探究能力：组织学生围绕“空气污染原因”“危害”进行小组讨论，引导学

生从工业生产、交通运输等多角度分析原因，从人体健康、生态环境等方面思考危害。在讨论过程中，学

生需要调动已有生活经验和知识佬备，相互启发、共同探究。该环节不仅让学生更全面地认识空气污染问

题，还能提升分析问题、探究问题的能力，培养逻辑思维和团队协作能力。

3.对应训练辨析，明确污染物范畴：对应训练题考查“空气污染物判断”“无污染行为识别”，通过题目

让学生明确二氧化碳不属于空气污染物、植物光合作用不会造成空气污染等关键知识点。在讨论后进行训

练，能帮助学生梳理知识，纠正可能存在的认知误区，如将二氧化碳归为污染物的错误观念。同时，强化

学生对空气污染来源和污染物的认识，为后续学习空气污染防治措施做好铺垫。

活动五：探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异

【问题】提出问题：“通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定，但不同地区和场所，二氧化碳

含量并不相同，具有一定的差异性。如何探%不同气体样本中二氧化碳含量的差异呢？”请同学们设订实

验来探究不同气体样本中二氧化碳含量的差异。

【学生思考】学生根据已有的知识和课件中提供的信息、，设计实验方案，然后在小组内讨论方案的可.行性。

各小组推选代表汇报实验方案，其他小组可以提出质疑和建议，教师进行点评和总结。

【教师总结】可以用二氧化碳检测仪测量不同气体样本中二氧化碳的含量，也可以通过向等量的澄清石灰

水中通入相同时间和速率的不同气体样本，观察澄清石灰水的浑浊程度来判断二氧化碳含量的差异。强调

实验过程中要控制变量，如取等量的澄清石灰水、通入气体的速率和时间相同、实验在相同的温度和压强

等环境条件下进行。

设计意图

1.自主设计实验，培养实验创新思维：让学生根据己有知识和课件信息设计实验方案，鼓励学生从不同角

度思考，如利用二氧化碳检测仪或澄清石灰水等不同方法。该过程打破了传统实验教学中“教师演示、学

生模仿”的模式，给予学生充分的自主思考空间。九年级学生具备一定的实验基础，自主设计实验能激发

他们的创新意识，培养从实验目的出发设计可行方案的思维能力，提升实验创新素养。

2.小组讨论与方案汇报，提升表达与协作能力：小组讨论环节，学生需共同探讨实验方案的可行性、安全

性，完善方案细节；方案汇报时，各小组代表需清晰阐述方案思路，其他小组提出质疑和建议。在这个过

程中，学生不仅能在讨论中优化实验方案，还能通过汇报锻炼语言表达能力，通过质疑和建议学会倾听他

人意见、完善自身想法。同时，进一步增强团队协作意识，提升沟通与协作能力。

3.对应训练强化，掌握实验关键要点：对应训练题围绕实验原理（澄清石灰水浑浊程度与二氧化碳含量关

系）和实验操作（控制变量）设计，如“控制通入气体速率和时间”“不用排水法收集气体”等。通过

训练，让学生明确实验中的关键要点，如控制变量的重要性、实验操作对结果的影响等。帮助学生巩固实

验原理，规范实验操作认知，确保学生在后续实际实验中能正确操作，提高实验成功率和数据准确性。

活动六：认识空气质量报告

【情景引入】展示山东省2017年度PM2.5年均浓度报告和三个城市某一天的空气质量报告，提问：“目

前，有关部门通过各种媒体向社会发布空气质量报告，那么空代质量报告的主要内容是什么？空气质量指

数级别与空气质量状况存在什么关系？”

【问题】请同学们仔细观察空气质量报告，分析其中的信息，回答上述问题。

【学生思考】学生观察空气质量报告，分析数据和信息，思考问题并进行小组讨论。关注空气质量指数、

级别、类别、首要污染物等关键信息。

【归纳总结】总结空气质量报告的主要内容：空气质量报告包括空气质量指数（AQD、空气质量级别、

空气质量类别、首要污染物等。空气质量指数是将几种空气污染物的含量按一定的方法处理成0500之

间的数字，用以定量描述空气质量状况，数值越大，空气污染状况越严重，对人体健康的危害也越大：依

据空气质量指数的大小，将空气质量划分为不同级别，级别数越大，空气质量越差。

设计意图

1.观察实际报告，增强知识直观感知：展示山东省2017年度PM2.5年均浓度报告和三个城市的空气质量

报告，让学生直接接触真实的空气质量数据和报告格式。九年级学生对•抽象的“空气质量报告”概念理

解较困难，实际报告中的具体数据（如AQI数值）、类别（如轻度污染）等，能将抽象知识转化为直观信

思，帮助学生更好地感知空气质量报告的构成，为后续分析报告内容奠定基础。

2.小组讨论分析，提升信息解读能力：组织学生小组讨论，引导关注空气质量指数、级别、首要污染物等

关键信息。在讨论中，学生需要共同分析报告中的数据关系，如AQI数值与空气质量级别的对应关系。该

过程促使学生土动解读信息，从报告中提取有效内容，逐步提升信息解读和分析能力。同时，通过交流让

学生对空气质量报告的理解更加全面，避免个体解读的片面性。

3.对应训练检验，巩固报告知识掌握：对应训练题考查“空气质量指数与状况关系”“空气质品报告内容

判断”，如“AQI越大空气质量越差”“首要污染物定义”等，在讨论分析报告后进行训练，能快速检

验学生对空气质量报告核心知识点的掌握程度，帮助学生纠正错误认知，如“AQI越大空气质量越好”

的误区。同时，强化学生对空气质量报告各项指标的理解，让学生能准确解读实际生活中的空气质量报告,

提升知识应用能力。

【对应训练1】走绿色发展道路，既要金山银山乂要绿水青山。下列关于环境方血的知识小正确的是

A.积极植树造林、种草以保护环境

B.臭氧层破坏和酸雨等与空气污染有关

C.倡导绿色出行，节能减排

D.空气质量指数的项目主要有SO2、CCh、NO、可吸入颗粒物等

【答案】D

【详解】A、植树造林和种草可以吸收二氧化碳、释放氧气，减少温室效应，同时防止水土流失，改善生

态环境，说法正确；

B、臭氧层破坏主要由氯氟煌等空气污染物引起，酸雨则是由二氧化硫和氮氧化物等空气污染物排放到大

气中，与水反应形成酸性物质（如硫酸、硝酸）导致的，故臭氧层破坏和酸雨等都与空气污染有关，说法

正确；

C、绿色出行（如步行、骑自行车、乘坐公共交通）可以减少汽车尾气排放，从而降低空气污染物的排放

,说法正确；

D、空气质量指数的项目主要有SO2、NO、可吸入颗粒物等。二氧化碳是空气组成成分，不属于空气污染

物，空气质量指数不需要监测，说法错误。

故选D。

【对应训练2】空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是

A.氮气没有被列入空气质量监测项目

B.禁止燃放烟花爆竹，可以减少空气污染

C.空气质量报告中所列的空气质量级别越小，空气质量越好

D.空气的成分按质量计算，氧气大约占21%

【答案】D

【详解】A、氮气是空气成分之一，不属于空气污染物，没有被列入空气质量监测项目,说法正确，不符

合题意；

B、燃放烟花爆竹会释放SO2、CO、颗粒物等污染物，禁止燃放可减少污染，说法正确,不符合题意；

C、空气质量报告中所列的空气质量级别越小，空气质量越好，说法正确，不符合题意;

D、空气的成分按体积分数计算，氧气大约占21%,说法错误，符合题意。

故选：Do

第四单元我们周围的空气

第一节空气的组成

第2课时空气的利用与质量监测

一、空气是一种重要的资源工业原料

1.氧气的作用食品防腐

0维持生命呼吸制冷剂

0医疗急救支持。稀有气体

0工业生产助力保护气

0日常生活应用电光源

2.分离液态空气法二、关注空气质量

。过程：空气一压缩降温一液态空气一蒸发一各成

分分离

。原理：各成分沸点不同

。变化：物理变化

3.空气中各成分的用途

o氮气

1.空气污染危害3.空气质量报告

2.探究不同气体样本中二氧化碳含量差异。主要内容

。实验目的。空气质量指数与状况关系

0实验准备4.不同污染物的危害

o实验方法SO^O£aCO3PMi0PM2.5

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随堂练习

i.空气是-一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法不正确的是

A.空气中氧气的体积分数约为21%

B.食品包装袋中充入氮气可延长食品保质期

C.稀有气体充入灯泡中可制成五彩的霓虹灯

D.空气中二氧化碳含量过高会造成温室效应增强，因此二氧化碳属于空气污染物

【答案】D

【详解】A、空气中氧气约占总体积的21%,说法正确：

B、氮气化学性质稳定，不易与食品发生反应，可防止食品氧化变质，常用于食品包装以延长保质期，说

法正确：

C、稀有气体在通电时会发出不同颜色的光，可用于制造霓虹灯，说法正确；

D、二氧化碳含量过高确实会导致温室效应增强，但二氧化碳是空气的正常成分，不属于空气污染物，说

法错误。

故诜D。

2.2025春晚歌曲《山鹰和兰花花》传达了对自然环境的关注，下列有关空气的描述正确的是

A.酸雨是因为大量排放二氧化硫、二氧化碳气体引起的

B.空气质量指数越大，空气质量状况越好

C.温室效应是大量排放二氧化碳引起的，因此二氧化碳是空气污染物

D.氮气化学性质稳定可作保护气

【答案】D

【详解】A、酸雨主要是由二氧化硫和氮氧化物等气体排放引起的，这些气体在大气中与水反应生成酸（

如硫酸、矽酸），导致雨水pH值降低（小于5.6）。错误。

B、空气质量指数是衡量空气污染程度的指标，数值越大，表示污染物浓度越高，错误。

C、温室效应主要由二氧化碳等温室气体过量排放引起，导致全球气候变暖。二氧化碳是空气的天然成分

（约占0.03%）,虽然过量排放会加剧温室效应，但它本身不被定义为空气污染物。错误。

D、氮气占空气体积的78%,其化学性质稳定（不易与其他物质反应），因此氮气常用于作保护气，例如

在食品包装中防止氧化变质。正确。

故选D。

9教学反