九年级化学“浩瀚的大气”单元知识清单（沪教版·上海）

九年级化学“浩瀚的大气”单元知识清单（沪教版·上海）一、空气的组成与保护：人类赖以生存的气体环境【基础必会】【核心考点】空气是一种宝贵的自然资源。法国科学家拉瓦锡用定量的方法首次得出了“空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的五分之一”的结论。现代科学测定，空气的成分按体积分数计算，大约是：氮气（N₂）78%，氧气（O₂）21%，稀有气体（主要为氩气）0.94%，二氧化碳（CO₂）0.03%，其他气体和杂质0.03%。需要特别注意的是，这里的百分比指的是体积分数，而不是质量分数。空气的各成分因其性质不同，在生活中有着广泛的应用。【高频考点】空气中各成分的用途是期中考试的必考内容。氧气（O₂）的主要用途是基于其供给呼吸（如潜水、医疗急救）和支持燃烧（如炼钢、气焊）的性质【重要】。氮气（N₂）因其化学性质不活泼（稳定），常用作食品包装袋内的防腐气、灯泡填充气，同时它也是工业生产硝酸和氮肥的重要原料【基础】。液态氮气在汽化时吸收大量热，可作为制冷剂。稀有气体（He、Ne、Ar等）同样化学性质稳定，可用作保护气，更重要的用途是在通电时能发出不同颜色的光，因此被广泛用于制造霓虹灯、航标灯等。其中，氦气密度小且稳定，还可用于填充探空气球【热点】。二氧化碳（CO₂）虽然不供给呼吸，但却是绿色植物光合作用的原料。【易错辨析】关于空气污染，需要明确二氧化碳（CO₂）是造成温室效应的主要气体，但它不属于空气污染物。目前计入空气污染指数的项目主要为：二氧化硫（SO₂）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO₂）、可吸入颗粒物（PM10、PM2.5）和臭氧（O₃）等。SO₂和NO₂是导致酸雨的主要原因。二、空气中氧气含量的测定：从经典实验到现代技术【高频考点】【实验探究】本考点是期中考试的重中之重，通常以选择题和实验探究题的形式出现，考查实验原理、现象、结论、误差分析和装置改进。【核心原理】利用红磷（或其他可燃物）在密闭容器中燃烧，消耗氧气，生成固体五氧化二磷（P₂O₅，白色固体），使容器内气体体积减少、压强减小。待容器冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水被大气压入容器内，进入水的体积即为消耗的氧气的体积【重要】。化学方程式：4P+5O₂点燃2P₂O₅【实验现象】1.红磷燃烧，产生大量白烟（不是白雾，烟是固体小颗粒，雾是小液滴），放出热量。2.冷却至室温后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气瓶内，最终进入瓶内的水约占瓶内原空气总体积的1/5。【结论】氧气约占空气总体积的1/5。同时，该实验也证明了氮气具有不燃烧、也不支持燃烧（化学性质稳定）且难溶于水的性质，因为红磷熄灭后，瓶内剩余气体（主要为氮气）没有继续燃烧，水也只进入了一部分。【难点剖析】误差分析实验后，测得的结果小于1/5，其可能原因有【必背】：1.红磷量不足：导致瓶内氧气未被完全耗尽。2.装置气密性不好：冷却过程中外界空气进入瓶内，补充了压强。3.未冷却至室温就打开弹簧夹：瓶内气体温度高，压强仍较大，导致进入的水偏少。4.燃烧一定程度时，氧气含量过低，红磷熄灭（现代观点，氧气浓度过低时物质无法燃烧）。若测得结果大于1/5，可能原因有：1.弹簧夹未夹紧，红磷燃烧时瓶内气体受热膨胀，沿导管逸出。2.点燃的红磷伸入集气瓶时速度过慢，导致瓶内空气受热逸出。【考向拓展】装置改进与数字化实验传统实验存在误差较大、污染空气等缺点。改进方向主要是使装置更环保（在密闭容器内引燃）、结果更精确。近年来，利用压强传感器和数字化实验测定氧气含量已成为新的考查方向【热点】。如图1所示，通过数据处理软件实时绘制压强时间曲线（图2），可以直观地分析反应过程中的压强变化：1.AB段：红磷燃烧放热，温度升高，压强迅速增大。2.BC段：燃烧停止，温度逐渐降低，氧气被消耗，压强持续下降。3.CD段：冷却至室温，打开止水夹，水进入瓶内，瓶内压强迅速恢复至与外界大气压相等。三、氧气的性质：典型的氧化性【基础必会】氧气是空气中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。【物理性质】通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体。密度略大于空气（故可用向上排空气法收集）。不易溶于水（故可用排水法收集）。在三态变化中，183℃时变为淡蓝色液体，218℃时变为淡蓝色雪花状固体。工业生产的氧气一般储存在蓝色的钢瓶中。【化学性质】【高频考点】氧气支持燃烧，具有助燃性（氧化性），但本身不可燃。反应物在空气中燃烧现象在氧气中燃烧现象化学方程式注意事项及考点硫(S)发出微弱的淡蓝色火焰发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体S+O₂点燃SO₂集气瓶底部要预留少量水，目的是吸收有毒的二氧化硫（SO₂）气体，防止污染空气。木炭(C)持续红热，无烟无焰剧烈燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体C+O₂点燃CO₂将红热的木炭由上而下缓慢伸入集气瓶底部，以充分利用瓶内氧气，延长燃烧时间。铁丝(Fe)灼烧至红热，离火后变冷（不燃烧）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体3Fe+2O₂点燃Fe₃O₄1.集气瓶底部要预留少量水或铺一层细沙，目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底。2.铁丝需打磨光亮，除去表面的铁锈和油漆。3.铁丝绕成螺旋状以增大受热面积。4.火柴梗的作用是引燃铁丝，需待火柴梗快燃尽时再伸入集气瓶，防止火柴梗消耗过多氧气。镁条(Mg)剧烈燃烧，发出耀眼的白光（更剧烈）生成白色固体，放出大量热2Mg+O₂点燃2MgO镁条燃烧不仅与氧气反应，也能与氮气、二氧化碳反应。四、氧气的实验室制法：气体制备的基石【核心考点】【实验探究】氧气的实验室制法是整个初中化学学习的核心实验，必须熟练掌握三种方法的发生装置、收集方法、原理、操作步骤和检验验满。1.工业制法（拓展了解）分离液态空气法。原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同。属于物理变化。2.实验室制法【重中之重】药品高锰酸钾(KMnO₄)氯酸钾(KClO₃)和二氧化锰(MnO₂)过氧化氢(H₂O₂)和二氧化锰(MnO₂)反应原理2KMnO₄加热K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑2KClO₃MnO₂加热2KCl+3O₂↑2H₂O₂MnO₂2H₂O+O₂↑发生装置固固加热型固固加热型固液不加热型收集装置排水法（氧气不易溶于水，收集的气体较纯净）或向上排空气法（氧气密度比空气大，收集的气体较干燥）操作步骤查、装、定、点、收、离、熄（谐音“茶庄定点收利息”）查、装、定、点、收、离、熄查、装、收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。验满排水法：当集气瓶口有大气泡向外冒出时，证明已满。向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。【难点剖析与易错点】1.高锰酸钾制氧气：1.2.试管口要略向下倾斜：防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。2.3.试管口要塞一团棉花：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。3.4.实验结束时，要先撤导管，后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒吸进入热的试管，使试管炸裂。5.过氧化氢（双氧水）制氧气：1.6.优点：无需加热，节约能源；操作简便，安全；可通过添加双氧水的速率控制反应速率；产物是水，无污染。2.7.若用长颈漏斗：其下端管口必须伸入液面以下，形成“液封”，防止生成的氧气从漏斗口逸出。8.催化剂【重要】：1.9.概念：在化学反应里能改变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。2.10.理解：“一变两不变”。“一变”指改变反应速率（可能加快也可能减慢）；“两不变”指质量和化学性质不变（物理性质可能改变）。催化剂不能改变生成物的质量，也不能使原本不发生的反应发生。五、化学反应的基本类型【基础】1.化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。（特点：多变一）1.2.例：C+O₂点燃CO₂3.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。（特点：一变多）1.4.例：2H₂O₂MnO₂2H₂O+O₂↑5.氧化反应：物质与氧气（氧元素）发生的反应。分为剧烈氧化（燃烧）和缓慢氧化（如铁生锈、呼吸作用、食物腐烂）。六、构成物质的微粒：从宏观到微观的跨越【难点】【核心概念】物质是由分子、原子、离子等微观粒子构成的。【分子】1.定义：分子是保持物质化学性质的最小粒子【重要】。同种分子化学性质相同，不同种分子化学性质不同。2.基本性质：1.3.质量和体积都很小。2.4.在不停地运动：温度越高，运动速率越快（解释：品红扩散、闻到气味、衣服晾干）。3.5.分子间有间隔：一般情况下，气体分子间隔>液体>固体。温度升高，间隔增大；压强增大，间隔减小（解释：热胀冷缩、物质三态变化、给自行车胎打气、酒精和水混合后总体积变小）【必会】。【原子】1.定义：原子是化学变化中的最小粒子。2.化学变化的微观实质：在化学反应中，分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。因此，在化学变化中，分子可分，原子不可分。【分子与原子的比较】项目分子原子定义保持物质化学性质的最小粒子化学变化中的最小粒子本质区别在化学变化中，分子可以再分在化学变化中，原子不可以再分联系分子由原子构成构成物质的种类大多数物质（如水、氧气、二氧化碳）金属（如铁）、稀有气体（如氦气）、部分固态非金属（如碳、硅）【离子】1.定义：带电荷的原子（或原子团）。如氯化钠（NaCl）是由钠离子（Na⁺）和氯离子（Cl⁻）构成的。七、元素、化学式与化合价【核心考点】【难点】1.元素1.定义：元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称【非常重要】。质子数决定元素的种类。2.分类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素。3.元素符号的意义【必会】：1.4.宏观：表示一种元素；对于由原子构成的物质，还表示这种物质（如Fe：表示铁元素，也表示铁这种物质）。2.5.微观：表示该元素的一个原子。3.6.若元素符号前加上数字，则只表示微观意义（如2H：表示两个氢原子；3Fe：表示三个铁原子）。7.自然界中的元素：地壳中含量前五位的元素是氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、钙(Ca)。其中含量最多的金属元素是铝(Al)。生物细胞中含量最多的元素是氧(O)。2.化学式1.定义：用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子。2.意义（以H₂O为例）【高频考点】：1.3.宏观：①表示水这种物质；②表示水由氢元素和氧元素组成。2.4.微观：①表示一个水分子；②表示一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。3.化合价【重要】1.记忆口诀（常见元素）：一价钾钠氯氢银，二价氧钙钡镁锌，三铝四硅五价磷，二三铁、二四碳，二四六硫都齐全，铜汞二价最常见。2.规律：在化合物中，各元素正负化合价的代数和为零。单质中元素的化合价为零。3.应用：根据化合价书写化学式（“正左负右，标价，化简，交叉”）。4.有关化学式的计算【高频考点】【必会】以化合物AₘBₙ为例（A、B的相对原子质量分别为a、b）：1.相对分子质量（Mr）=a×m+b×n2.各元素质量比=(a×m):(b×n)3.某元素的质量分数（如A元素）ω(A)=(a×m)/(a×m+b×n)×100%4.元素质量=化合物质量×该元素的质量分数5.物质的量【沪教版特色】【基础】1.定义：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集合