初中化学九年级上册第二单元《我们周围的空气》知识清单

初中化学九年级上册第二单元《我们周围的空气》知识清单一、空气的组成与成分探究（一）空气的主要成分及其体积分数空气是一种由多种物质组成的混合物。在通常情况下，其各成分的体积分数保持相对稳定。其中，氮气约占78%，氧气约占21%，二者是空气的主要组成部分。稀有气体（包括氦、氖、氩、氪、氙等）约占0.94%，二氧化碳约占0.03%，其他气体和杂质（如水蒸气、尘埃等）约占0.03%。【基础】【必记】这一比例是理解空气性质和应用的基础，也是中考选择题和填空题的必考点。考生需准确记忆氮气和氧气的顺序及具体数值，避免与质量分数混淆。（二）空气中氧气含量的测定实验（拉瓦锡实验的改进）1.实验原理：利用红磷（或白磷）在密闭容器中与空气中的氧气发生反应，生成五氧化二磷固体，导致容器内气体压强减小。在大气压的作用下，水（或其他液体）被压入容器中，进入水的体积即为消耗的氧气的体积。【核心原理】【高频考点】2.实验装置与操作要点：【重要】（1）装置必须密封良好，这是实验成功的前提。若漏气，会导致测定结果偏小。（2）红磷必须足量，以确保完全消耗容器内的氧气。若红磷量不足，氧气未被完全消耗，测定结果偏小。（3）待装置冷却至室温后，再打开弹簧夹。若未冷却，气体受热膨胀，压强偏大，进入的水偏少，导致测定结果偏小。3.实验现象：【基础】（1）红磷燃烧，发出黄色火焰，产生大量白烟（五氧化二磷固体小颗粒），放出热量。（2）冷却后，打开弹簧夹，水沿导管倒流入集气瓶，进入水的体积约占集气瓶内空气总体积的五分之一。4.实验结论：【重要】（1）氧气约占空气总体积的五分之一。（2）剩余气体（主要为氮气）具有不燃烧、不支持燃烧、难溶于水的性质。5.误差分析：【难点】【易错点】（1）测定结果小于五分之一的原因：红磷量不足；装置漏气；未冷却至室温就打开弹簧夹；导管内事先未注满水。（2）测定结果大于五分之一的原因：实验前未夹紧弹簧夹，红磷燃烧时空气受热膨胀从导管逸出；或点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢，使瓶内空气受热逸出。6.药品替代原则：用于替代红磷的物质必须满足三个条件：能在空气中燃烧；只能与空气中的氧气反应，而不与氮气等其他成分反应；生成物为固体（或液体），不能是气体（否则无法形成压强差）。【思维拓展】例如，不能用木炭、硫粉，因其燃烧生成二氧化碳、二氧化硫气体，会弥补消耗氧气的体积，导致无明显水倒吸或结果偏小。若改用铁，则因铁在空气中不能燃烧而失败。（三）纯净物与混合物1.混合物：由两种或多种物质混合而成，这些物质之间没有发生化学反应，各自保持原有的性质。例如：空气、海水、溶液、合金等。【基础】混合物没有固定的化学符号。2.纯净物：由一种物质组成，有固定的组成和性质，可以用专门的化学符号表示。例如：氧气（O₂）、氮气（N₂）、二氧化碳（CO₂）、水（H₂O）等。【基础】绝对纯净的物质是不存在的，通常所说的纯净物是指杂质含量极少的物质。3.概念辨析：【重要】判断物质是纯净物还是混合物，关键是看它由几种物质构成，而非看它的名字。例如，“冰水混合物”虽然叫混合物，但冰和水都是由水分子构成的，是同一种物质，因此它属于纯净物。“洁净的空气”听起来很干净，但依然含有氮气、氧气等多种物质，属于混合物。二、空气资源的保护与利用（一）氧气与氮气的用途1.氧气的用途：【基础】主要来源于其供给呼吸和支持燃烧的性质。（1）供给呼吸：用于医疗急救、潜水、登山、航空等。（2）支持燃烧：用于炼钢（富氧炼钢）、气焊与气割（与乙炔等燃料燃烧产生高温）、航天火箭发射的助燃剂等。2.氮气的用途：【重要】主要来源于其化学性质不活泼（稳定）和能制氮肥的特性。（1）化学性质稳定：用作保护气，如焊接金属时隔绝空气，食品包装中充氮防腐，填充灯泡防止钨丝氧化。（2）制硝酸和氮肥：氮气是工业上合成氨、进而生产氮肥（如尿素、碳酸氢铵）的重要原料。（3）医疗上：液氮冷冻麻醉、冷冻治疗、保存活体组织。（二）稀有气体的性质与用途稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙）是空气中含量很少的惰性气体。【基础】1.性质特点：化学性质极不活泼，过去被称为“惰性气体”。在通电时能发出不同颜色的光。2.主要用途：（1）作保护气：如氩气常用于焊接金属的保护气。（2）电光源：充入灯泡制成多种用途的电光源，如航标灯（氖气发红光，透雾能力强）、霓虹灯（不同气体发出不同颜色的光）。（3）医疗麻醉：氙气可用于深度麻醉。（4）填充气球：氦气密度远小于空气，且化学性质稳定、不可燃，比氢气更安全，常用于填充飞艇、气球。（三）大气污染的来源与防治1.主要污染物：【高频考点】包括有害气体（如一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧等）和烟尘（可吸入颗粒物PM10、细颗粒物PM2.5）。2.污染来源：化石燃料（煤、石油）的燃烧；工厂排放的废气；汽车尾气的排放；地面扬尘等。3.危害：严重损害人体健康；影响植物生长；导致全球气候变暖（二氧化碳过量，虽不属于污染物但导致温室效应）、臭氧层空洞（氟利昂等破坏臭氧层）、酸雨（二氧化硫、二氧化氮等导致）等环境问题。4.防治措施：【重要】加强空气质量监测；使用清洁能源（如太阳能、风能、氢能）；工厂废气处理达标后排放；汽车尾气安装净化装置；积极植树造林，提高环境自净能力。5.空气质量日报：主要内容包括“空气污染指数”、“首要污染物”、“空气质量级别”和“空气质量状况”。计入空气污染指数的项目（暂定）有：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。【基础】三、氧气的性质（一）氧气的物理性质通常情况下，氧气是一种无色、无味的气体。不易溶于水（1L水中约能溶解30mL氧气）。在标准状况下，密度为1.429g/L，略大于空气。在降温加压的条件下，氧气可以变为淡蓝色的液体，进一步降温可变为淡蓝色的雪花状固体。【基础】【易错点】工业上储存氧气就是利用低温加压将其液化，储存在蓝色钢瓶中。（二）氧气的化学性质【核心考点】【重中之重】氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下能与许多物质发生反应，同时放出热量，具有氧化性（常用作氧化剂）。在反应中提供氧。1.与金属（如铁、镁）的反应：（1）镁在空气中燃烧：【现象】剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成一种白色固体（氧化镁）。化学方程式：2Mg+O₂==点燃==2MgO【重要】（2）铁在氧气中燃烧：【现象】剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体（四氧化三铁）。化学方程式：3Fe+2O₂==点燃==Fe₃O₄【高频考点】【易错点】①实验前要在集气瓶底部铺一层细沙或放少量水，防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。②铁丝要绕成螺旋状，以增大受热面积。③铁丝前端要系一根火柴，用于引燃。④需待火柴快燃尽时再伸入集气瓶中，以免火柴消耗过多氧气。2.与非金属（如碳、硫、磷、氢气）的反应：（1）木炭在氧气中燃烧：【现象】剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体（二氧化碳）。化学方程式：C+O₂==点燃==CO₂【重要】（2）硫在氧气中燃烧：【现象】剧烈燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰（在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰），放出热量，生成一种有刺激性气味的气体（二氧化硫）。化学方程式：S+O₂==点燃==SO₂【高频考点】【易错点】实验前，集气瓶底部要放少量水，用于吸收二氧化硫，防止污染空气。（3）红磷在氧气中燃烧：【现象】剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量，生成白色固体（五氧化二磷）。化学方程式：4P+5O₂==点燃==2P₂O₅【重要】（4）氢气在氧气中燃烧：【现象】产生淡蓝色火焰，火焰上方罩一冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有水雾出现。化学方程式：2H₂+O₂==点燃==2H₂O【基础】3.与化合物（如蜡烛、甲烷、乙炔）的反应：（1）蜡烛（主要成分石蜡）在氧气中燃烧：【现象】剧烈燃烧，发出白光，放出热量，集气瓶内壁有水雾，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。证明蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳。【基础实验探究】（2）甲烷在空气中燃烧：【现象】产生明亮的蓝色火焰，放出热量。化学方程式：CH₄+2O₂==点燃==CO₂+2H₂O【拓展应用】（三）氧化反应与缓慢氧化1.氧化反应：物质与氧发生的反应（这里的“氧”包括氧气和含氧的化合物）。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。【重要】2.剧烈氧化：如燃烧，发光、放热现象明显。3.缓慢氧化：【重要】进行得很慢，甚至不易察觉的氧化反应。如铁生锈、食物腐烂、动植物呼吸、塑料老化等。缓慢氧化也放出热量，如果热量不能及时散失，可能引发自燃。四、氧气的制法（一）氧气的工业制法——分离液态空气法原理：利用液态空气中各成分的沸点不同，进行分离。【基础】这是一个物理变化过程。具体过程是：将空气在低温高压下液化，然后升温，由于液态氮的沸点（196℃）低于液态氧的沸点（183℃），氮气首先从液态空气中汽化出来，剩下的主要就是液态氧。（二）氧气的实验室制法【核心考点】【重中之重】实验室制取气体的一般思路：原理（药品和反应条件）→装置（发生和收集）→检验（验满和鉴别）。1.加热高锰酸钾制氧气（固固加热型）：（1）原理与药品：高锰酸钾（暗紫色固体）→锰酸钾+二氧化锰+氧气。化学方程式：2KMnO₄==△==K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑【高频考点】（2）发生装置：固体加热型装置。主要仪器：铁架台（带铁夹）、酒精灯、试管、带导管的单孔橡皮塞。（3）收集装置：【重要】根据氧气的性质（不易溶于水，密度比空气大），可采用排水法（收集的气体较纯净）或向上排空气法（收集的气体较干燥）。（4）实验操作步骤（查、装、定、点、收、离、熄——谐音“茶庄定点收利息”）：【必考】【易错点】①查：检查装置的气密性（先将导管一端放入水中，再用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管中形成一段水柱，则气密性良好）。②装：装入药品（在试管口放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管）。③定：将试管固定在铁架台上（试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流炸裂试管）。④点：点燃酒精灯加热（先预热，再集中加热药品部位）。⑤收：收集气体（当导管口有连续均匀的气泡冒出时，才开始收集。若用排水法，收集完毕后，集气瓶正放在桌面上；若用向上排空气法，导管要伸入集气瓶底部，并可用带火星的木条放在瓶口验满）。⑥离：收集完毕后，先将导管撤离出水面。⑦熄：再熄灭酒精灯（防止水槽中的水倒吸入热的试管，使试管炸裂）。（5）检验：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明该气体是氧气。【基础】（6）验满（向上排空气法）：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已集满。2.分解过氧化氢溶液制氧气（固液不加热型）：（1）原理与药品：过氧化氢溶液（无色液体）在二氧化锰（黑色粉末）作催化剂的条件下，分解生成水和氧气。化学方程式：2H₂O₂==MnO₂==2H₂O+O₂↑【高频考点】（2）发生装置：固液不加热型装置。主要仪器：锥形瓶（或试管）、长颈漏斗（或分液漏斗）、带导管的双孔橡皮塞。使用长颈漏斗时，下端管口必须伸入液面以下，形成“液封”，防止生成的氧气逸出。【易错点】（3）收集装置：同加热高锰酸钾法。（4）优点：不需加热，节约能源；反应速率快，可随时通过添加液体药品或调节滴加速率来控制反应；产物是水，无污染。3.加热氯酸钾制氧气（固固加热型）：（1）原理与药品：氯酸钾（白色固体）在二氧化锰的催化作用下，加热分解生成氯化钾和氧气。化学方程式：2KClO₃==MnO₂/△==2KCl+3O₂↑【重要】（2）装置：同加热高锰酸钾法。但试管口不需要放棉花。（3）注意事项：二氧化锰是催化剂，起催化作用；氯酸钾与易燃物混合时，易发生爆炸，故不可在试管口放棉花。（三）催化剂与催化作用【重要概念】1.定义：在化学反应中能改变（加快或减慢）其他物质的反应速率，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（又叫触媒）。【高频考点】【易错点】2.理解要点：“一变两不变”。“一变”是指改变反应速率（并非单纯指加快）；“两不变”是指质量和化学性质不变（物理性质可能改变）。3.催化作用：催化剂在反应中所起的作用。4.注意：催化剂是针对某个特定反应的，并非所有反应的催化剂；同一个反应可能有多种催化剂（如过氧化氢分解可用二氧化锰，也可用硫酸铜溶液、红砖粉末等）。五、综合拓展与思维进阶（一）物质燃烧现象的描述与辨析描述燃烧现象时，应注意“光”与“火焰”的区别。气体、液体或易汽化的固体燃烧通常产生火焰（如硫、酒精、氢气）；高沸点的固体燃烧通常产生光或火星（如木炭、铁、镁）。【难点】同时，要准确描述生成物的状态、颜色、气味等。（二）反应类型的深度理解...化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。形式：A+B+...→C。【基础】多变一，是四大基本反应类型之一。...分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。形式：A→B+C+...【基础】一变多，是四大基本反应类型之一。3.氧化反应：物质与氧发生的反应。它不属于基本反应类型，而是从得失氧的角度对化学反应的一种分类。【重要辨析】化合反应不一定是氧化反应（如CO₂+H₂O==H₂CO₃），氧化反应也不一定是化合反应（如石蜡+氧气点燃生成二氧化碳+水）。当物质与氧气发生反应且生成物只有一种时，该反应既是化合反应又是氧化反应（如镁燃烧）。（三）装置气密性检查的原理与方法检查装置气密性的原理是：通过改变装置内气体的温度或体积，使装置内外产生压强差，并表现为某种明显的现象（如气泡冒出、液柱上升）。【思维方法】无论何种装置，其核心都是构建一个密闭体系，并施加影响，观察现象。（四）氧气的性质与制法的综合应用近年来中考趋向于将氧气的性质实验与制取装置结合，考查学生的综合实验能力。例如，用高锰酸钾制取氧气，并探究氧气的化学性质（如铁丝、硫在氧气中燃烧）。【热点考向】考查点包括：仪器的识别与组装、操作的正误判断、现象的描述与分析、化学方程式的书写、实验的改进与评价等。考生需能灵活运用控制变量法、对比法设计简单的实验方案，并对实验误差进行分析。（五）跨学科视野：空气与航天、环境科学空气中的各组分不仅是化学研究的对象，也与物理（如浮力、沸点）、生物（呼吸作用）、地理（大气环流、温室效应）等学科紧密相连。例如，航天器的生命保障系统需要模拟地球大气组成；环境监测需要运用化学方法测定空气中污染物的含量；碳中和目标的实现需要理解碳循环及氧气的消耗与生成机制。这些前沿科技为传统知识注入了新的活力，也是素养立意下命题的重要素材。六、本单元核心考点与解题策略1.常见题型：【基础】选择题主要考查空气的成分、