初中化学九年级知识清单：空气是一种宝贵的资源（第2课时）

初中化学九年级知识清单：空气是一种宝贵的资源（第2课时）核心素养目标：本课时的学习旨在帮助同学们建立“物质性质决定用途”的化学观念，通过分析氧气、氮气、稀有气体的用途反推其性质，培养证据推理能力。同时，通过对空气污染问题的探讨，强化科学态度与社会责任，认识到保护空气就是保护我们人类自己。【核心素养】【重要】（一）氧气的性质与用途——供给呼吸与支持燃烧氧气是空气中化学性质比较活泼的气体，它在自然界和人类生产生活中扮演着不可或缺的角色。氧气的用途主要基于其两大化学性质：一是能够供给呼吸，二是能够支持燃烧。【高频考点】【基础】1.供给呼吸：这是氧气对于生物体最重要的功能。呼吸作用的本质是缓慢氧化，通过吸入氧气，在体内将有机物分解，释放能量以维持生命活动。1.2.医疗急救：在医院，对于呼吸困难或窒息的患者，会通过氧气罩或氧气袋提供高浓度的氧气，以维持其生命体征。【热点】2.3.潜水作业：潜水员在深水环境中携带压缩空气或富氧空气，保证在水下能够正常呼吸。3.4.高原旅行与登山：高原地区空气稀薄，氧气含量低，游客和登山运动员通常会携带氧气瓶，防止因缺氧而产生高原反应。4.5.动植物呼吸：这是最广泛的用途，所有需氧生物的生命活动都离不开氧气。6.支持燃烧：氧气本身并不燃烧，但具有强烈的助燃性。物质在纯净氧气中的燃烧比在空气中剧烈得多。【易错点】1.7.炼钢：在炼钢过程中，向熔化的生铁中吹入氧气，可以提高炉温，并氧化去除其中的碳、硅、磷等杂质，将生铁转化为钢。【重要】2.8.气焊与气割：利用乙炔等在氧气中燃烧产生的高温火焰（氧炔焰），来熔化金属进行焊接或切割。3.9.航天航空：火箭发动机的推进剂中包括氧化剂（如液氧）和燃料，燃料在氧化剂的支持下剧烈燃烧，产生巨大的推力将火箭送上太空。4.10.燃料燃烧：日常生活中木柴、煤炭、天然气的燃烧，都离不开空气中氧气的支持。11.性质与用途的关系（核心思想）：【难点】1.12.性质决定用途：正是因为氧气能供给呼吸，所以才能用于医疗急救；正是因为氧气能支持燃烧，所以才能用于炼钢和气焊。2.13.用途体现性质：我们看到潜水员背着氧气瓶，就能推断出氧气具有供给呼吸的性质；看到工人用焊枪切割金属，就能推断出氧气具有支持燃烧的性质。这是贯穿整个化学学习的重要逻辑。（二）氮气的性质与用途——化学性质不活泼的“幕后英雄”氮气是空气中含量最多的成分（约占空气体积的78%）。长期以来，人们认为它很“懒惰”，但正是这种“懒惰”让它成为了保护物品的得力助手。【基础】1.氮气的物理性质【了解】：1.2.在通常状况下，氮气是一种无色、无味的气体。2.3.不易溶于水（这是我们通过测定空气中氧气含量实验得出的结论：红磷燃烧停止，集气瓶内水面上升一定高度后不再上升，说明剩余气体（主要是氮气）难溶于水）。【实验探究】3.4.密度比空气略小。4.5.在加压、降温的条件下，氮气会变成液态，即液氮。液氮温度极低（沸点196℃），且汽化时会吸收大量的热。6.氮气的化学性质：【非常重要】1.7.氮气的化学性质很不活泼，在常温下很难与其他物质发生化学反应。2.8.它不支持燃烧（这也是测定氧气含量实验中红磷熄灭的原因），也不供给呼吸。3.9.需要注意的是，氮气的“不活泼”是相对的。在高温、高压、催化剂等条件下，氮气也能与一些物质（如氢气、镁等）发生反应。【难点】10.氮气的主要用途：【高频考点】1.11.作保护气：利用其化学性质不活泼，在食品包装袋内充入氮气，可以隔绝氧气，防止食品因缓慢氧化而腐败变质。在灯泡中充入氮气，可以延长灯丝的使用寿命。在焊接金属时，用氮气作保护气，可以防止金属在高温下被空气中的氧气氧化。【热点】2.12.制造低温环境：利用液氮汽化吸热的特性，在医疗上用于冷冻麻醉、治疗皮肤病（如冷冻去痣），在科学研究中为超导材料提供低温环境，在食品工业中用于速冻食品。【重要】3.13.重要的化工原料：在工业上，氮气是合成氨（NH₃）、进而制造氮肥（如尿素、碳酸氢铵）、硝酸等的重要原料。（三）稀有气体的性质与用途——色彩斑斓的“贵族气体”稀有气体是氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）等气体的总称。它们在空气中的含量极少，因此得名“稀有”。过去，人们认为它们完全不与其他物质反应，又称其为“惰性气体”。【基础】1.稀有气体的物理性质【了解】：1.2.都是无色、无味的气体。2.3.一个非常独特的物理性质是：在通电时，会发出不同颜色的光。例如，氖气发红光，氩气发蓝紫色光，氦气发粉红色光等。【实验现象】4.稀有气体的化学性质：【非常重要】1.5.化学性质极不活泼，在通常情况下很难与其他物质发生化学反应。这种“惰性”比氮气更强。2.6.同样，这种“惰性”也是相对的，科学家们已经制备出了一些稀有气体化合物（如XeF₂、XeF₄等）。【拓展视野】7.稀有气体的主要用途：【高频考点】1.8.作保护气：由于其化学性质比氮气更稳定，常用作更高级的保护气。例如，在焊接精密仪器或活泼金属（如镁、铝）时，用氩气作保护气；在灯泡中充入稀有气体，可以防止灯丝氧化，同时还能发出各种颜色的光。2.9.制成多种用途的电光源：利用通电发光的性质，将稀有气体充入灯管中，制成五彩缤纷的霓虹灯、航标灯、闪光灯等。其中，氙气在通电时能发出比荧光灯强很多的强光，被称为“人造小太阳”。【重要】【物理性质用途】3.10.填充气球和飞艇：氦气的密度比空气小得多，且化学性质稳定，不可燃，比易燃易爆的氢气安全得多，因此常用于填充探空气球、节日气球和载人飞艇。【热点】4.11.制造低温环境：液氦是目前已知的沸点最低的物质（269℃），在超导技术、核磁共振成像等尖端科学研究和医疗设备中，用于制造接近绝对零度的超低温环境。【难点】（四）物质的性质与用途之间的辩证关系【核心思想】【必考】通过以上学习，我们必须深刻理解并熟练运用“性质决定用途，用途体现性质”这一化学核心观念。这是解答相关试题的关键。1.氧气用于炼钢→体现了氧气的什么性质？→支持燃烧。2.氮气用于食品防腐→体现了氮气的什么性质？→化学性质不活泼。3.稀有气体用于霓虹灯→体现了稀有气体的什么性质？→通电时能发出不同颜色的光（这是物理性质）。【易错点：常被误认为是化学性质】4.液氮用于冷冻治疗→体现了液氮的什么性质？→液氮汽化吸热（这是物理性质）。（五）保护空气：人类共同的责任随着工业的发展，排放到空气中的有害物质越来越多，超过了空气的自我净化能力，就造成了空气污染。保护空气已成为全球关注的焦点。【社会责任感】【热点】1.空气污染物：【高频考点】【基础】目前，计入空气污染指数的项目（即主要污染物）暂定为：1.2.有害气体：主要包括二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）、一氧化碳（CO）和臭氧（O₃）。1.2.3.特别提示：二氧化碳（CO₂）是空气的成分之一，虽然它含量增大会导致温室效应，但不属于空气污染物，不计入空气污染指数。这是考试中极易出错的点！【【特别注意】【高频易错点】】3.4.烟尘（颗粒物）：主要包括可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）。PM2.5粒径小，富含大量有毒有害物质，且在大气中停留时间长、输送距离远，对人体健康和大气环境质量的影响更大。5.空气污染的危害：【了解】1.6.严重损害人体健康：引发呼吸道疾病、心血管疾病等。2.7.影响作物生长：破坏土壤、污染水源，导致农作物减产。3.8.破坏生态平衡：导致全球气候变暖（CO₂过量）、酸雨（SO₂和NO₂导致）、臭氧层空洞（氟利昂等导致）等全球性环境问题。【拓展】9.空气污染的防治措施：【重要】【社会参与】保护空气，需要从我们每一个人做起，采取综合性的措施。1.10.源头治理（根本措施）：1.2.11.使用清洁能源：如太阳能、风能、氢能、地热能等，替代煤和石油等化石燃料。2.3.12.工厂废气处理：改进生产工艺，减少废气排放，并将废气处理达标后再排放。3.4.13.汽车尾气净化：安装催化净化装置，将有害气体转化为无害物质。提倡绿色出行，如乘坐公共交通、骑自行车或步行。4.5.14.煤炭脱硫技术：在燃煤前对煤进行脱硫处理，减少二氧化硫的排放。6.15.加强监测与监管：建立空气质量自动监测站，实时发布空气质量指数（AQI），加强大气环境执法。7.16.植树造林，绿化环境：植物能吸收有害气体，吸附粉尘，还能通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，对净化空气起着至关重要的作用。17.空气质量日报：【基础】主要内容包括：空气质量指数（AQI）、首要污染物、空气质量级别和空气质量状况。1.18.规律：空气质量指数越小，空气质量级别越低（如一级），空气质量状况越好（如“优”）；反之，指数越大，污染越严重。【判断标准】（六）高频考点、题型与解题策略本课时内容是中考化学的必考部分，通常以选择题和填空题的形式出现。1.【高频考点】空气中各成分的用途。1.2.考查方式：给出一句话，如“下列用途中，主要利用了物质的物理性质的是”，或“焊接金属时用作保护气的是”，让选择对应的物质或性质。2.3.解题步骤：1.3.4.明确题目问的是“物质”还是“性质”。2.4.5.回忆相关物质的主要性质。3.5.6.将用途与性质对应起来。例如，看到“食品包装袋充气防腐”，立刻想到是利用了氮气化学性质不活泼。【重要】7.【高频考点】空气污染物的判断。1.8.考查方式：下列物质中，不属于空气污染物的是？或，计入我国空气质量评价的污染物是？2.9.解题步骤：1.3.10.牢记目前计入空气污染指数的六项基本项目：SO₂、NO₂、CO、O₃、PM10、PM2.5。2.4.11.务必排除干扰项：CO₂不是污染物；稀有气体不是污染物；N₂不是污染物。3.5.12.注意题目是否问的是“有害气体”还是“污染物”，前者只包含气体，后者还包含颗粒物。【易错点】13.【高频考点】空气质量指数的含义。1.14.考查方式：给出一个AQI数值，判断空气质量状况（优、良、轻度污染等）。2.15.解题策略：记住AQI数值与空气质量等级的对应关系。数值越小越好，越大越差。16.【难点题型】结合实验考查氮气的性质。1.17.考查方式：结合测定空气中氧气含量的实验，提问关于剩余气体（氮气）的性质。2.18.解题要点：红磷燃烧熄灭，证明氮气不支持燃烧；集气瓶内水面上升到一定高度后不再上升，证明氮气不易溶于水。这是教材上的经典讨论题，必须透彻理解。【非常重要】19.【易错点总结】：1.20.氧气助燃但不燃：氧气能支持燃烧，但本身不能燃烧，不能用作燃料。2.21.稀有气体通电发光是物理变化：因为没有生成新物质。3.22.氮气性质稳定是相对的：不能说氮气在任何条件下都不反应。4.23.二氧化碳不是污染物：但它是造成温室效应的主要气体。5.24.性质与用途的对应关系：必须准确对应，不能张冠李戴。例如，稀有气体用于霓虹灯，是利用其通电发光的物理性质，而不是化学性质。液氮冷冻是利用其汽化吸热的物理性质，而不是化学性质。（七）思维拓展与跨学科视野1.从经济学角度看空气资源：空气虽然免费，但将其分离提纯（如制取氧气、氮气、稀有气体）需要消耗大量的能源和设备，因此这些纯净的气体是有价值的商品。空气的“免费”和它的“宝贵”并不矛盾，免费的是自然界中的混合空气，宝贵的是它作为资源的价值以及维持生态平衡的功能。2.从生物学角度看空气：氧气连接着动植物的呼吸作用，二氧化碳连接着植物的光合作用，氮气是构成蛋白质和核酸的重要元素，通过固氮作用进入生物循环。空气是生命之源，维系着整个生物圈的稳定