江苏省太仓市第二中学八年级物理下册 2.1 由多种物质组成的空气课件 人教新课标版

1、,2-1 由多种物质组成的空气,2-1 由多种物质组成的空气,教学目标： 1.了解空气的成分以及空气各成分在生产、生活中的用途。 2.初步了解氧气、氮气、稀有气体的一些物理性质和用途。 3.了解空气成分保持相对稳定的原因，初步了解造成空气污染的主要因素及空气污染带来的危害。 4.教会学生能用实验的方法来“捕捉”空气，采集空气样品。 5.初步认识纯净物、混合物的概念，并能用实验事实说明空气是混合物。 6.知道空气是一种宝贵的自然资源，培养学生养成关心空气质量、自觉保护大气环境的责任感。,教学重点、难点,1.空气的成分 2.造成空气污染的污染物和防治空气污染的一些措施 3.通过实验的方法来探究空气

2、中氧气的含量 4.纯净物和混合物的概念以及一些物质的判断,教学过程,引入新课 探究空气的成分 氮气和稀有气体 人类需要洁净的空气 小结 随堂练习,思考问题,你能用简单的实验或事例来证明它的存在吗 ？ 请大家举例说明 空气的一些成分？,1.把一个空的杯子放入盛满水的水槽中，向下压，杯子中的水无法上升到顶端。 2.把一个注射器在空气中抽拉一下，再向水中推挤，可以看到许多气泡从针头冒出。 3.用扇子朝脸上扇，感觉有风，说明有空气在流动。 4.用打气筒给车胎打气，目的将空气压入车胎。 5.其他等等.,1.物质能在空气中燃烧，动植物能进行呼吸，说明空气中含有氧气。 2.向空的集气瓶中倒入澄清石灰水，振荡

3、，石灰水变浑浊，说明有二氧化碳。 3.酥脆的饼干在空气中放置久了，会逐渐变软,说明空气中有水蒸气。,空气成分的发现史,17世纪中叶以前，人们对空气和气体的认识还是模糊的，到了18世纪，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性。 1772年卢瑟福（DRutherford，英，17491819）在密闭容器中燃烧磷，除去寻常空气中可助燃和可供动物呼吸的气体，对剩下的气体进行了研究，发现这种气体不被碱液吸收，不能维持生命和具有可以灭火的性质，因此他把这种气体叫做“浊气”或“毒气”。同年英国化学家普利斯特里（JPriestley，17331804）也了解到木炭在密闭

4、于水上的空气中燃烧时，能使1/5的空气变为碳酸气，用石灰水吸收后，剩下的气体，不助燃也不助呼吸。,1774年普利斯特里利用一个直径为一英尺的聚光镜来加热各种物质，看看它们是否会分解放出气体，他还用汞槽来收集产生的气体，以便研究它们的性质。那年8月1日他如法加热汞煅灰（即氧化汞），发现蜡烛在分解出的“空气”中燃烧，放出更为光亮的火焰；他又将老鼠放在这种气体中，发现老鼠比在同体积的寻常空气中活的时间约长了4倍。可以说，普利斯特利发现了氧。遗憾的是他和卢瑟福等都坚信当时的“燃素说”。从而错误地认为：这种气体不含燃素，所以有特别强的吸收燃素的能力，因而能够助燃，当时他把氧气称之为“脱燃素空气”，把氮气

5、称之为“被燃素饱和了的空气”。,法国化学家拉瓦锡（ALLavoisier，17431794）较早地运用天平作为研究化学的工具，在实验过程中重视化学反应中物质质量的变化。当他知道了普利斯特里从氧化汞中制取氧气（当时称之为脱燃素空气）的方法后，就做了一个著名的研究空气成分的实验（见九年义务教育三年制初级中学.化学.全一册第一章阅读材料）。他摆脱了传统的错误理论（燃素说）的束缚，尊重事实，对实验作了科学的分析和判断，揭示了燃烧是物质跟空气里的氧气发生了反应，指出物质里根本不存在一种所谓燃素的特殊东西。1777年，拉瓦锡在接受其他化学家见解的基础上，认识到空气是两种气体的混合物，一种是能助燃，有助于呼

6、吸的气体，并把它命名为“氧”，意思是“成酸的元素”（拉瓦锡当时认为，非金属燃烧后通常变为酸，氧是酸的本质，一切酸中都含有氧元素）；另一种不助燃、无助于生命的气体，命名为氮，意思是“不能维持生命”。,经过百余年后，英国物理学家雷利（JWSRayteigh，18421919）于1892年发现从含氮的化合物中制得的氮气每升重1.2505g，而从空气中分离出来的氮气在相同情况下每升重12572g，虽然两者之差只有几毫克，但已超出了实验误差范围。所以他怀疑空气中的氮气中一定含有尚未被发现的较重的气体。雷利沿用卡文迪许的放电方法从空气中除去氧和氮；英国化学家拉姆塞（WRamsay，18521916）把已经

7、除掉CO2、H2O和O2的空气通过灼热的镁以吸收其中的氮气，他们二人的实验都得到一些残余的气体，经过多方面试验断定它是一种极不活泼的新元素，定名为氩，原文是不活动的意思。,1868年8月18日在印度发生了日全蚀，法国天文学家严森（PJCJanssen，1824一1907）从分光镜中发现太阳光谱中有一条跟钠D线不在同一位置上的黄线，这条光谱线是当时尚未知道的新元素所产生的。当时预定了这种元素的存在，并定名为氦（氦是拉丁文的译音，原意是“太阳”）。地球上的氦是1895年从铀酸盐的矿物和其他铀处矿中被发现的。后来，人们在大气里、水里，以至陨石和宇宙射线里也发现了氦。 1898年拉姆塞又在液态空气蒸发

8、后的残余物里，先后发现了氪（拉丁文原意是“隐藏的”）、氖（拉丁文原意是“新的”）和氙（拉丁文原意是“生疏的”）。 1900年德国物理学教授道恩（FEDorn，1848一？）在含镭的矿物中发现一种具有放射性的气体，称为氡（拉丁文原意是“射气”）。,演示实验2-1,(1)将如图所示集气瓶的容积 分为5等份,并加以标记. (2)在带橡皮塞和导管的燃烧匙 内装满红磷,将胶管上的止水夹夹紧,把燃烧匙内的红磷放在酒精灯火焰上点燃,并迅速伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞,观察现象. (3)待集气瓶冷却到室温后,把导管插入盛水的烧杯中,打开止水夹,再观察现象.,问题讨论,1.红磷在集气瓶中燃烧，消耗了什么气体？ 2.

9、红磷在集气瓶中未能全部燃烧，说明了什么问题？ 3.集气瓶中剩余的气体是氧气吗？它具有什么样的性质？ 4.打开止水夹后，为什么集气瓶中进入的水量约占集气瓶容积的1/5？ 5.如果在实验过程中发现进入的水量远小于集气瓶容积的1/5，其可能原因有哪些？ 6.你还能设计什么实验来测定空气中氧气的含量？,空气的成分(按体积分数计算),1.氮气78% 2.氧气21% 3.稀有气体0.94% 4.二氧化碳0.03% 5.其他气体和杂质0.03%,混合物和纯净物,混合物：由两种或两种以上物质混合而成的物质。如空气、糖水等。 纯净物：由一种物质组成的物质。如氧气、金、二氧化碳等。 混合物与纯净物的区分：看它们是

10、否有固定的组成,探究空气的成分,有关空气的思考 空气成分的发现史 空气中氧气体积含量的测定 空气的成分 混合物和纯净物,氮气的性质和用途,1.氮气的性质: 在通常情况下，氮气是一种无色无味的气体。常温下，它的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。但在高温的条件下，也能与一些物质发生反应。 2.氮气的用途: (1)液氮用于医疗手术 (2)可用于制氮肥 (3)可用作灯泡的填充气 (4)可用作粮食瓜果的保护气,稀有气体的性质和用途,1.稀有气体的性质 : 化学性质很稳定，一般不与其他物质发生反应。“惰性气体” 在一定条件下，也能与其他物质发生化学反应。 2.稀有气体的用途 : (1)可用于制造稀有

11、气体放电管 (2)用于填充氦气球 (3)用作焊接金属的保护气 (4)用于制造霓虹灯,稀有气体的应用,氦气很轻，是除氢以外最轻的元素。它的重量只有同体积空气的1/7。由于氦不象氢那样会燃烧，使用非常安全。因此人们便用氦气来代替氢气填充气球或飞艇的气囊。用氦气填装的飞艇的上升能力，大约等于同体积用氢气填装的飞艇的93%。氦最近还被人们混在塑料、人造丝、合成纤维中，制成非常轻盈的泡沫塑料、泡沫纤维。 氦又是极难溶于水的气体，100个体积的水在0 时大约只能溶解1个体积的氦。在医学上，便利用氦的这一特性来防止“潜水病”。过去当潜水员潜入海底时，由于深海压力很大，吸进体内的空气中的氮气随着压力的增加大量

12、溶解在血液中，而当潜水员出海时压力猛然下降，原先溶在血液中的氮气便纷纷跑了出来，以致使血管阻塞而造成死亡，这种病叫作“潜水病”，现在人们利用氦气与氧气混合，制成“人造空气”（79%的氦气，21%的氧气）来供给潜水员呼吸，由于氦在血液中溶解很少，因此，潜水员即使潜入海中100米以下，也不会再得“潜水病”。这种“人造空气”也常用来医治支气管气喘和窒息等病。因为它的密度只有空气的1/3，因此呼吸时要比吸空气轻松的多，可以减少病人的呼吸困难。,氦是最难液化的气体，曾被认为是“永久气体”，直到1908年才终于被液化。一方面它在-250节流膨胀时才自身开始冷却，另一方面它的临界温度最低，只有先用液氢预冷后

13、才可以被液化。氦在-267.9 以下才能变成液体，在-272.2 以下才会变成“氦冰”。现在，在低温工业上，液氦常被用作冷却剂。 由于氦的性质与理想气体接近（绝对零度为-273.16 ），所以是精密气体温度计理想的填充材料。 氦具有极高的激发电势，在电子管工业上，常用氦作填充气体。也可用来作辉光灯、验极器，高压指示器等。 氦由于化学性质极不活泼，几乎不与别的元素相化合。在工业上焊接金属Mg、Al、Ti和不锈钢时作为保护气体，隔绝空气以防金属在焊接时被氧化。,氖Ne氖的导电性比空气大75倍。在放电管内，在电场的激发下，氖能射出红色的光，霓虹灯便是利用氖的这一特性制成的。在霓虹灯的两端，装着两个用

14、Fe、Cu、Al或Ni制成的电极，灯管里装着氖气，一通电氖气受到电场的激发，放出红色的光。这种红光在空气中的透射性能很强，可以穿过浓雾，因此氖灯还常用在港口、机场、水陆交通线的标灯上。 氩Ar氩也是无色气体，但比较重，在一个大气压和0 时，1L氩重1.783 7g，几乎比空气重50%。在电场的激发下，氩会发出浅蓝色的光，因此它被用来填充在霓虹灯管里。除了装氖和氩以外，还有的霓虹灯管里充进氦气，射出浅红色的光，有的充入水银蒸气射出绿紫色的光，也有的是装着He、Ne、Ar、Hg蒸气等四种气体（或者其中两种或三种）的混合物。由于各种气体的比例不同，便能得到五光十色的各种霓虹灯。 由于氩是空气中含量最

15、多的一种稀有气体，比较易得，而氩的分子运动速率较小，导热性小，用含有15%的氩气充填电灯泡，耗费同样的电能而能发出更多的光，从而大大的延长灯泡的寿命和增加亮度。,在焊接金属时，常用氩作保护剂。特别是焊接一些活泼金属Mg、Al等，这样可以防止这些金属在高温时氧化。原子反应堆的核燃料钚，在空气中也可迅速氧化。同样需要在氩气保护下进行机械加工。现在我国许多工厂都已采用氩弧焊接技术。 氪气用来填充电离室以测量宇宙射线 氙Xe氙气在电场的激发下，能射出类似于太阳光的连续光谱，高压长弧氙灯就是利用这一特性制成的。氙灯是60年代才发展起来的新光源之一，这种灯的灯管是耐高温、耐高压的石英做成的。两端各装入一个

16、钨电极，管内充入高压氙气，压强可达到几十个大气压。通电后，氙气受激发，射出强烈的白光，一盏六万W的氙灯的亮度，相当于九百只100支光的普通灯泡。高压长弧氙灯可用于电影摄影、舞台照明、放映、纺织和油漆工业的照光以及广场、运动场的照明用。一盏氙灯一般可照明1000多个h，氙灯能放出紫外线，因此在医疗上也得到应用。 氙也大量被用来填充光电管,空气的污染,1.你知道污染空气的物质有哪些？它们来源于什么？ 2.我们将如何防治空气污染？ 3.大气污染有什么危害?,空气的主要污染物及其来源,1.烟尘 2.有害气体: (1)一氧化碳(主要由汽车排放的尾气产生) (2)二氧化硫(主要由含硫物质燃烧和工厂排放的废

17、气产生) (3)二氧化氮(主要由工厂排放的废气产生),防治和减少污染的方法,1.监测空气质量 2.研制和开发洁净能源 3.采用化学方法处理工业生产中产生的有害气体 4.在汽车上安装尾气净化装置，将有害气体转化为无害气体,氮气和稀有气体,1.氮气的性质和用途 2.稀有气体的性质和用途 3.稀有气体的应用,大气污染的危害,由于工业发展、人口增加、森林砍伐等原因，使大气成分发生了变化。这种变化主要表现为二氧化碳、甲烷、氯氟烃等温室气体的含量上升。据测定，80年代温室气体的增长率：二氧化碳0.5%、甲烷0.9%、氯氟烃4.5%。通常所说的大气污染就是指温室气体急剧增加的现象。全球大气污染产生哪些严重后

18、果呢？ 1、气候变暖 温室气体具有这样的特性：让阳光通过，但强烈吸收地面发出的长波辐射，从而使气温上升，起到了温室的作用。本世纪以来全球平均气温升高了0.5，如果温室气体按目前的速度增加，到2030年，全球平均气温将再提高23，灾害性天气和异常天气将更加频繁。2、平流层臭氧层变薄 距地面2030公里的平流层中存在一个臭氧层，它能强烈吸收阳光中的紫外线，从而保护地球生物免遭伤害。但是，工业生产中释放的氯氟烃气体强烈地破坏臭氧层，使之减少变薄，甚至出现南极臭氧空洞。 3、陆地和海洋生物受到污染 工业生产中排放的含有氯、铅、汞、砷的有毒物质影响生物的生长发育，使生物组织中含有有毒物质，其中有些是致癌物质。4、产生酸雨 工业生产中释放的二氧化硫和氧化氮使降水中酸性成分增加，形成酸雨。酸雨可使湖泊酸化，造成鱼类死亡；酸雨还可遏制森林生长，甚至导致森林死亡。大气污染的危害是严重的，保护大气已成为各国政府和人民的共同心愿。为了减少大