初中化学九年级上册第二单元课题2氧气知识清单

初中化学九年级上册第二单元课题2氧气知识清单一、氧气的物理性质（一）氧气的物理性质概述通常情况下，氧气是一种没有颜色、没有气味、没有味道的气体。在标准状况下（0℃，101.325kPa），氧气的密度为1.429g/L，略大于空气的密度（空气为1.293g/L）。因此，收集氧气时可采用向上排空气法。（二）氧气的三态变化与颜色氧气在一定的条件下可以发生状态的改变。在压强为101kPa时，氧气在约183℃时变为淡蓝色液体，在约218℃时变为淡蓝色雪花状固体。工业上储存氧气就是通过加压、降温使其液化后贮存在蓝色钢瓶中。值得注意的是，固态、液态和气态的氧气本身都是无磁性的。（三）氧气的溶解性氧气不易溶于水。在常温（20℃）下，1L水中大约只能溶解30mL的氧气。虽然溶解量不大，但这部分溶解于水中的氧气却是水生生物（如鱼类、虾类）赖以生存的生命之源。这一性质决定了氧气可以采用排水法收集，同时也能通过测量排出水的体积来间接测量生成氧气的体积。【基础】【必会】氧气的物理性质可归纳为“无色无味气体，密度略大于空气，不易溶于水，三态变化有颜色”。二、氧气的化学性质（一）氧气的反应特性与氧化性氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在常温下能够与许多物质发生缓慢氧化反应，在点燃或加热的条件下能够与许多物质发生剧烈的氧化反应，表现出强烈的氧化性（即助燃性）。氧气本身不能燃烧，但它能支持燃烧，因此常用作助燃剂。（二）氧气与金属单质的反应1.镁与氧气的反应【实验现象】银白色镁条在空气中点燃，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成一种白色固体（氧化镁）。【文字表达式】镁+氧气点燃氧化镁【符号表达式】Mg+O2点燃MgO【化学方程式】2Mg+O2点燃2MgO【重要考点】镁条燃烧实验不仅用于证明氧气支持燃烧，也常用于测定空气中氧气含量（改进实验）。反应生成的氧化镁是白色粉末，实验时需在石棉网或陶土网上方进行，防止烫坏实验台。2.铁与氧气的反应【实验现象】细铁丝在空气中只能烧至红热，无法燃烧；但在氧气中，细铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体（四氧化三铁）。【文字表达式】铁+氧气点燃四氧化三铁【符号表达式】Fe+O2点燃Fe3O4【化学方程式】3Fe+2O2点燃Fe3O4【实验操作要点】【高频考点】（1）铁丝需用砂纸打磨：除去表面的氧化膜和油漆，利于点燃。（2）铁丝绕成螺旋状：增大铁丝的受热面积和与氧气的接触面积，有利于铁丝持续燃烧。（3）火柴梗的作用：引燃铁丝。待火柴梗即将燃尽时（约三分之二燃烧后），再将铁丝伸入集气瓶，防止火柴梗消耗过多的氧气。（4）集气瓶底部预先装入少量水或铺一层细沙：防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶瓶底。（5）现象描述区别：空气和氧气中现象不同，强调“火星四射”是铁在氧气中燃烧的特征现象。3.铜与氧气的反应【实验现象】红色铜片（或铜丝）在酒精灯火焰上加热，表面变黑。【文字表达式】铜+氧气加热氧化铜【符号表达式】Cu+O2加热CuO【化学方程式】2Cu+O2加热2CuO【重要考点】此反应常用于探究质量守恒定律，因为反应物是固体铜和气体氧气，生成物是固体氧化铜，反应前后固体质量增加，增加的质量即为参加反应的氧气的质量。（三）氧气与非金属单质的反应1.木炭与氧气的反应【实验现象】在空气中，木炭只能持续红热，无火焰；在氧气中，木炭剧烈燃烧，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）。【文字表达式】碳+氧气点燃二氧化碳【符号表达式】C+O2点燃CO2【化学方程式】C+O2点燃CO2（充分燃烧）【重要考点】（1）夹持工具：通常使用坩埚钳夹取木炭。（2）检验产物：将燃烧后的气体倒入澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。（3）燃烧程度：氧气浓度越高，燃烧越剧烈。木炭在氧气中燃烧比在空气中更剧烈，发出白光。2.硫与氧气的反应【实验现象】在空气中，硫燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体；在氧气中，硫燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体（二氧化硫）。【文字表达式】硫+氧气点燃二氧化硫【符号表达式】S+O2点燃SO2【化学方程式】S+O2点燃SO2【实验操作要点】【高频考点】（1）硫的用量：不宜过多，防止生成物过多污染空气。（2）集气瓶底部放入少量水（或氢氧化钠溶液）的作用：吸收生成的二氧化硫，防止其逸散污染空气。因为二氧化硫是空气污染物，且有刺激性气味，有毒。（3）火焰颜色对比：空气中“微弱的淡蓝色火焰”与氧气中“明亮的蓝紫色火焰”是区分反应物浓度影响燃烧剧烈程度的典型例证。3.红磷与氧气的反应【实验现象】红磷在空气中燃烧，发出黄色火焰，放出热量，产生大量的白烟（五氧化二磷固体小颗粒）。【文字表达式】磷+氧气点燃五氧化二磷【符号表达式】P+O2点燃P2O5【化学方程式】4P+5O2点燃2P2O5【重要考点】【高频考点】（1）此反应是测定空气中氧气体积分数实验的核心反应。（2）现象描述强调“白烟”而非“白雾”（雾是小液滴），生成物是固体颗粒。（3）反应消耗氧气，生成固体，导致集气瓶内气压减小，水被压入，进入水的体积即为消耗的氧气的体积。4.氢气与氧气的反应【实验现象】纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放热，罩在火焰上方的干冷烧杯内壁出现水雾。【文字表达式】氢气+氧气点燃水【符号表达式】H2+O2点燃H2O【化学方程式】2H2+O2点燃2H2O【重要考点】该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的。同时，氢气与空气（或氧气）混合后，遇明火可能发生爆炸，因此点燃氢气前必须验纯。（四）氧气与化合物的反应1.一氧化碳与氧气的反应【实验现象】一氧化碳在空气中燃烧，发出蓝色火焰，放出大量热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。【文字表达式】一氧化碳+氧气点燃二氧化碳【符号表达式】CO+O2点燃CO2【化学方程式】2CO+O2点燃2CO2【重要考点】一氧化碳具有可燃性和毒性，是煤气的主要成分。此反应也是汽车尾气处理中的核心反应。2.甲烷与氧气的反应【实验现象】甲烷在空气中燃烧，产生明亮的蓝色火焰，放出热量，罩在火焰上方的干冷烧杯内壁出现水雾，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。【文字表达式】甲烷+氧气点燃二氧化碳+水【符号表达式】CH4+O2点燃CO2+H2O【化学方程式】CH4+2O2点燃CO2+2H2O【重要考点】甲烷是天然气、沼气的主要成分，是重要的清洁能源。三、化学反应的基本类型（一）化合反应1.定义：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。...特点：【基础】“多变一”，通式：A+B+...→C。3.判断依据：生成物必须只有一种，反应物可以有多种。例如，上述镁、铁、铜、木炭、硫、磷、氢气等与氧气的反应均属于化合反应。4.【易错点辨析】生成物只有一种的反应一定是化合反应吗？不一定。例如，反应C+O2点燃CO2，生成物只有一种，是化合反应。但若反应物和生成物都只有一种，如氧气变为液氧（O2(l)→O2(g)），是物理变化，不是化学反应。因此，化合反应必须是化学变化，且符合“多变一”的特征。（二）氧化反应1.定义：物质与氧发生的反应。2.特点：【基础】氧气在反应中提供氧，具有氧化性。氧化反应不一定有氧气参加，但初中阶段主要讨论物质与氧气的反应。3.分类：（1）剧烈氧化：如燃烧、爆炸等，反应剧烈，发光发热。（2）缓慢氧化：反应进行得很慢，甚至不易察觉，放热但不发光。如铁生锈、呼吸作用、食物腐败、农家肥的腐熟等。4.【高频考点】缓慢氧化的共同点：都是与氧反应，都放出热量，但反应速率慢，不发光。如果缓慢氧化产生的热量无法及时散失，积累到一定程度可能引发自燃。（三）化合反应与氧化反应的关系【难点辨析】1.化合反应不一定是氧化反应：只有反应物或生成物中有“氧”参与时，才同时属于氧化反应。例如，CaO+H2O=Ca(OH)2，是化合反应，但不是氧化反应。2.氧化反应不一定是化合反应：生成物不一定是一种。例如，蜡烛（主要成分石蜡）与氧气反应生成二氧化碳和水，是氧化反应，但不是化合反应。3.两者是交叉关系：当一个反应既是“多变一”又是“物质与氧反应”时，它既是化合反应又是氧化反应。例如，S+O2点燃SO2。四、氧气的制法（一）氧气的工业制法1.原理：【基础】分离液态空气法。利用液态氮和液态氧的沸点不同（氮气沸点196℃，氧气沸点183℃），通过降温加压使空气液化，然后蒸发。由于液氮沸点较低，氮气先蒸发出来，剩余的主要是液态氧（淡蓝色）。此过程属于物理变化。（二）氧气的实验室制法（以高锰酸钾或过氧化氢为例）1.药品与原理（1）加热高锰酸钾法：化学方程式：2KMnO4加热K2MnO4+MnO2+O2↑发生装置：固固加热型。（2）分解过氧化氢法（常加二氧化锰作催化剂）：化学方程式：2H2O2二氧化锰2H2O+O2↑发生装置：固液不加热型。（3）加热氯酸钾法（常加二氧化锰作催化剂）：化学方程式：2KClO3二氧化锰/加热2KCl+3O2↑发生装置：固固加热型。2.催化剂与催化作用【高频考点】【核心必会】（1）定义：在化学反应里能改变（加快或减慢）其他物质的化学反应速率，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）。（2）特点：“一变两不变”。一变：改变化学反应速率（一般是加快）。两不变：质量不变、化学性质不变。（3）理解误区：a.催化剂不能增加生成物的质量，只改变反应速率。b.催化剂是针对特定反应的，不是所有反应的万能催化剂。c.在反应过程中，催化剂的物理性质可能改变（如由块状变粉末），但化学性质不变。d.二氧化锰在过氧化氢分解和氯酸钾分解中都作催化剂，但在高锰酸钾分解中是生成物之一。3.发生装置和收集装置的选择【核心必会】（1）发生装置：依据反应物状态和反应条件。固固加热型（如高锰酸钾、氯酸钾制氧气）：试管、酒精灯、铁架台、导管、单孔橡皮塞。固液不加热型（如过氧化氢制氧气）：锥形瓶（或试管、广口瓶）、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔橡皮塞、导管。（2）收集装置：依据气体的密度和溶解性。排水法：氧气不易溶于水。优点：收集的气体较纯净；缺点：含水蒸气，不干燥。向上排空气法：氧气密度比空气大。优点：收集的气体较干燥；缺点：纯度较低。4.实验操作步骤与注意事项（以高锰酸钾制氧气为例）【高频考点】（1）查：连接仪器，检查装置的气密性（手握法或加热法）。（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，先预热，后对药品部位集中加热。（5）收：收集气体。当导管口有连续均匀气泡冒出时，再开始收集（刚开始排出的是装置内的空气）。（6）离：收集完毕后，先将导管移出水面。（7）熄：再熄灭酒精灯。【口诀】“茶（查）庄（装）定点收利（离）息（熄）”。【易错点】最后两步“离”和“熄”顺序不能颠倒，否则会导致水槽中的水倒吸入热的试管，使试管炸裂。5.气体检验与验满（1）检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明该气体是氧气。（2）验满：【重要操作】a.排水法：当集气瓶口有大气泡冒出时，说明已满。b.向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。五、核心考点与解题策略（一）物质燃烧实验的现象描述与辨析【考查方式】选择题或填空题，要求辨析某物质在空气或氧气中燃烧的现象。【解题步骤】1.审题：看清楚是“空气中”还是“氧气中”。2.定现象：依据所学，对应物质在该环境下的典型现象。3.排除干扰：注意区分“烟”与“雾”（烟是固体，雾是小液滴）、“光”与“火焰”（气体或沸点低的物质燃烧产生火焰，固体直接燃烧产生光或火星）。【易错点】铁丝燃烧是“火星四射”，不是“火焰”；硫在氧气中是“蓝紫色火焰”，在空气中是“淡蓝色火焰”；磷燃烧产生“白烟”，不是“白雾”。（二）氧气浓度对燃烧剧烈程度的影响【考查方式】简答题或实验探究题，分析为什么某些物质在氧气中燃烧比在空气中更剧烈。【解答要点】燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关。氧气浓度越高，可燃物与氧分子接触的机会越多，反应速率越快，燃烧就越剧烈，现象就越明显。（三）催化剂的相关探究【考查方式】实验探究题，设计实验证明某物质是催化剂。【解题步骤】【核心能力】1.设计对比实验：一组加该物质，一组不加，其他条件完全相同，观察反应速率。2.证明“一变”：通过实验现象（如气泡产生速率、带火星木条复燃情况）证明该物质改变了反应速率。3.证明“两不变”：（1）质量不变：反应前称量该物质质量，反应后经过滤、洗涤、干燥、再称量，证明质量不变。（2）化学性质不变：将反应后回收的该物质，再次加入到同样的反应体系中，观察其是否能继续起催化作用，证明其化学性质不变。（四）实验室制氧气的综合考查【考查方式】实验题，考查发生装置和收集装置的选择、实验操作的顺序、注意事项的原因分析等。【解答要点】1.根据反应物状态和反应条件选发生装置。2.根据气体性质（密度、溶解性、是否与水反应）选收集装置。3.熟记操作顺序，理解每一步操作的目的（如试管口略向下倾斜的原因、先移导管后熄灯的原因等）。（五）化合反应与氧化反应的辨析【考查方式】选择题，给出几个反应，要求判断哪些是化合反应，哪些是氧化反应，或找出两者关系图示。【解答要点】1.紧扣定义：化合反应看生成物种类（“多变一”）；氧化反应看是否有“氧”参与。2.画出关系图：两者是交叉关系。六、跨学科视野拓展（一）生物学视角1.呼吸作用：生物体细胞内的有机物与氧气反应，生成二氧化碳和水，并释放能量的过程。这是缓慢氧化在生命体中的体现。公式可简化为：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量。2.光合作用：绿色植物在光照条件下，吸收二氧化碳和水，合成有机物并释放氧气的过程。这是自然界氧循环的重要环节。6CO2+6H2O光叶绿体C6H12O6+6O2（二）物理学视角1.气压原理：测定空气中氧气含量实验、排水法收集气体、检查装置气密性等，都利用了大气压强的物理原理。2.三态变化：氧气的液化、凝固涉及物态变化中的热传递和分子间作用力知识。（三）环境科学视角1.臭氧层：空气中的氧气在紫外线或闪电作用下，部分会转化为臭氧（O3）。臭氧层能吸收太阳光中的大部分紫外线，保护地球生物。2.空气质量：硫、氮氧化物（如二氧化硫、二氧化氮）是形成酸雨的主要原因，这些物质往往来源于含硫、氮燃料与氧气的不完全燃烧或高温反应。七、思维导图构建（知识内化）【非常重要】建议学生自行构建思维导图，将零散知识结构化。一级中心：氧气二级分支：1.物理性质（色味态、密度、溶解性、三态）2.化学性质（氧化性/助燃性）1.3.与金属反应（Mg、Fe、Cu）2.4.与非金属反应（C、S、P、H2）3.5.与化合物反应（CO、CH4）4.6.缓慢氧化（呼吸、生锈）7.反应类型（化合反应、氧化反应）8.制法（工业：分离液态空气；实验室：高锰酸钾、过氧化氢、氯酸钾）1.9.原理（方程式）2.10.装置（发生、收集）3.11.操作（步骤、注意事项）4.12.检验与验满八、易错点与难点总结【易错点1】误认为氧气具有可燃性。纠正：氧气具有助燃性（支持燃烧），本身不能燃烧，是助燃剂，不是燃料。【易错点2】将实验现象描述与实验结论混淆。纠正：现象是感官直接感受到的，如“发出白光”、“生成白色固体”；结论是分析现象后得到的，如“生成了二氧化碳”、“发生了化学变化”。不能把“生成二氧化碳”作为现象描述。【易错点3】误认为所有化合反应都是氧化反应。纠正：如氧化钙与水反应生成氢氧化钙，是化合反应，但没有氧参与，不是氧化反应。【易错点4】催化剂在反应前后“性质”不变。纠正：是“化学性质”不变，物理性质（如形状、颗粒大小）可能改变。【难点1】对化合反应与氧化反应交叉关系的理解。突破方法：通过大量具体反应的分类练习，归纳总结出两种分类标准的不同，画出交集图。【难点2】实验探究题中，如何设计实验证明某物质是催化剂，特别是证明其化学性质不变。突破方法：理解催化剂定义的三个要素（改变速率、质量不变、化学性质不变），缺一不可。掌握“回收再使用”的验证思路。九、综合题型示例与解析【典型例题】化学兴趣小组的同学对“影响双氧水（过氧化氢溶液）分解速率的因素”进行探究。【提出问题】双氧水分解速率受哪些因素影响？【猜想与假设】猜想一：可能与过氧化氢溶液的浓度有关。猜想二：可能与温度有关。猜想三：可能与是否使用催化剂有关。【实验探究】（1）请写出实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式：_________