人教版九年级全册优秀教案：第2单元课题1 空 气

第二单元我们周围的空气
课题1 空气
从容说课
本课题分为三部分，即“空气是由什么组成的”、“空气是一种宝贵的资源”、“保护空气”。

这三部分内容互相密切联系，并逐步深入。

第一部分，从拉瓦锡研究空气的成分入手，让学生仿照拉瓦锡的实验原理，用红磷燃烧的实验来测定空气中氧气的含量；得出结论，空气是由氧气和氮气组成的，其中氧气约占空气总体积的1／5；并说明空气的成分中除了氧气和氮气外，还有稀有气体和其他气体杂质。

第二部分，重点介绍氧气、氮气、稀有气体的用途；通过讨论的方法让学生知道物质的用途是由物质的性质决定的；引导学生正确理解物质的物理性质，为以后学习其他物质的物理性质打下基础。

第三部分，从我们身边的空气污染入手，分析空气是如何受到污染的，空气污染会造成哪些危害，我们应如何来防止空气污染；为使学生知道身边的空气质量如何，教材还特意介绍了气质量日报、预报。

由于本课题是学生走进化学世界后遇到的第一个课题，难度不算太大，所以培养学生对实验的观察和分析能力，从多方面、多角度考虑问题便成了本课题教学的难点。

在教学过程中，三要从以下几个方面着手对难点进行突破。

1．联系学生的生活实际提出问题。

2．尽量从学生熟悉的事物引入。

3．多收集一些相关资料来拓展学生的思维。

4．结合生活实际培养学生分析问题的能力。

5．给学生提供更多的机会进行实验探究。

6．充分发挥学生丰富的想象力。

教学目标
1．知识与技能
(1)了解空气的主要成分。

(2)了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。

(3)初步认识纯净物，混合物的概念。

(4)了解空气污染给人类带来的危害，增强学生的环保意识。

2．过程与方法
(1)初步学习科学实验的方法，进行观察、记录并初步学习分析实验现象。

(2)学习运用观察、实验、收集资料，从日常生活经验进行总结等方法获取信息。

(3)运用分析、对比、归纳的方法对获取的信息进行整理变成自己的知识。

3．情感态度及价值观
(1)树立对待任何事物都必须有一个实事求是的科学态度。

(2)保持对生活中化学现象的好奇心和求知欲，充分发展学习化学的兴趣。

(3)逐步树立关注社会，热爱自然、为社会进步而学习化学的远大志向。

教学重点
1．空气的组成。

2．空气组成物质的性质和用途。

教学难点
1．培养学生对实验的观察能力和分析思维能力。

2．不断激发学生学习化学的兴趣，以便能很快适应化学课的教学。

教学方法
提出问题→实验探究→解决问题→联系实际→拓展思维→充分想象→激发兴趣。

教具准备
1．教师用具：(1)投影仪、挂图(O2、N2、稀有气体的用途)；
(2)集气瓶、燃烧匙、红磷、烧杯、塞子(带导管)、弹簧夹、火柴。

2．学生用具：空气发现史的资料、稀有气体用途的资料、大气污染的漫画等等(详细内容见教学过程)。

课时安排
1课时
教学过程
[提出问题]
1．空气就在我们周围，你对它有哪些了解?
2．桌子上有一个空杯子，它真的是“空”的吗?
[学生回答](可能有如下一些)
1．空气是一种无色、无味的气体，既看不见，也摸不着。

2．空气中有氧气，我们人呼吸的就是空气中的氧气。

3．空气是一种宝贵的自然资源，人和动植物的生活都离不开空气。

4．不同的环境，空气有所不同。

如农村空气清新，城市空气污浊。

5．蜡烛可以在空气中燃烧。

6．桌子上的空杯子中有空气。

[新课引入]通过大家刚才的回答，可以看出大家对空气已经有了一定的认识，知道它是一种既看不到踪影又闻不到气味的气体，它与人类和动植物的关系非常密切。

为了让大家对空气有一个比较全面深入的了解，本单元我们就来认识我们周围的空气。

[板书]第二单元我们周围的空气
课题1 空气
[过渡]因为空气是一种无色、无味的气体，所以人们对空气的认识比较晚。

17世纪中叶以前，人们一直认为空气是一种单一成分的物质，直到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。

那么，空气到底是由哪些成分组成的呢?
[板书]一、空气是由什么组成的?
[讲解)为了搞清楚空气的成分，很多科学家都致力于这方面的研究。

其中，最有名的是法国的化学家拉瓦锡，他最早运用天平作为研究工具，用液态的金属汞作为研究对象，最终研究出了空气的成分。

[设问]那么，拉瓦锡是通过什么方法研究出了空气的成分呢?
[请学生阅读课本P22拉瓦锡研究空气成分的实验过程，并引导学生观看图2—2(拉瓦锡研究空气成分所用的装置)]
[讲解]其实，拉瓦锡并不是最早研究空气成分的人，在他之前已有很多科学家着手研究空气的组成。

如瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里，他们很早就发现了空气中的氧气。

但拉瓦锡最早用实验得出了结论：空气是由氧气和氮气组成的。

[过渡]拉瓦锡的实验是在200多年前做的，由于受到当时条件的限制，他的实验比较麻烦。

现在我们已经能用简单的实验来验证拉瓦锡所得出的结论，接下来我们就用红磷作原料来测定一下空气中氧气的含量。

[实验]实验2—1
[注意]①装置不能漏气；
②集气瓶中预先要加入少量水；
③点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。

[可让学生描述实验现象及结果]
[回答]红磷燃烧产生大量白烟，生成一种白色固体，水面尽管上升了，但上升不到1／5。

[讲解]集气瓶内水面上升，说明空气中的氧气被消耗了。

[过渡]请大家根据日常知识的积累和前面我们讲到的内容，分组讨论下面的问题。

[投影展示]讨论
拉瓦锡通过实验得出的结论是氧气约占空气总体积的1／5，而在我们的实验中，为什么气体减少的体积小于1／5？红磷熄灭后瓶内还有没有残余的氧气?
[请学生代表说出讨论结果]
[回答]该实验中，水面上升达不到1／5体积是因为氧气含量低，或者我们在塞塞子的过程中，已经有少部分氧气被消耗掉。

红磷熄灭后瓶内没有残余的氧气，如果还有氧气，红磷还能继续燃烧。

[过渡]在红磷燃烧这个实验中，红磷与空气中的氧气反应，生成了一种叫做五氧化二磷的的色固体，我们可以用文字的形式把这个反应表示出来。

[表示]红磷+氧气五氧化二磷
[小结]上述实验说明，氧气约占空气体积的1／5。

[讲解]随着科学技术的不断发展和实验仪器的不断精密化，空气中的其他成分也被科学家通过实验一一发现。

实验表明：
[讲解并板书]空气的成分按体积计算，大约是：氮气78％、氧气21％、稀有气体0．94％、二氧化碳0.03％、其他气体和杂质0．03％。

[投影资料]
空气成分的发现
二纪70年代，瑞典科学家舍勒(Karl Wilhelm Scheele，1742～1786)和英国化学家普里斯特里(Joseph Priestley，1733～1804)分别制得了氧气。

当时人们并不知道燃烧与金属生锈是物质与氧气作用的结果。

1774年，法国化学家拉瓦锡(Antoine Laurent Lavoisier，1743～1794)用金属燃烧实验证明燃烧是金属与空气中的“上等纯空气”作用的结果，并发现了金属燃烧后余下的“空气”不支持燃烧和呼吸。

第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。

许多科学家研究发现，空气小还含有氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)等稀有气体。

在稀有气体的发现史中，对我们最有启发的是稀有气体氩(Ar)的发现。

1892年，英国物理学家瑞利(Lord Rayleigh，1842～1919)在研究气体的密度时，发现0℃、1．01×105Pa条件下，从空气中分离得到的氮气密度(1．2572 g·L-1)与分解含氮物质所制得的氮气密度(1．2508 g·L-1)之间总有一个微小的差异。

瑞利没有放过这一微小差异，他与英国化学家拉姆赛(William Ramsay，1852～1916)合作，经过两年多的努力，通过精密的实验研究和推理分析，终于发现在空气中还存在着一种性质极不活泼的气体——氩。

[讲解过渡]空气是由多种成分组成的，我们把它叫做混合物。

而空气中的氮气或氧气都只有一种物质组成，我们把它们叫做纯净物。

[板书]纯净物和混合物
[讲解]纯净物可以用专门的化学符号表示。

如氧气——O2、氮气——N2、红磷——P、五氧化二磷——P2O5。

[注：元素符号和化学式不必作过多的解释，只说明这是一种表示物质的符号就可以了] [师]根据你的理解，你能举出一些纯净物和混合物的例子吗?
[学生举例、教师评价]
[师]引通过刚才的学习，我们可以这样来表示纯净物和混合物。

[讲解并板书]
纯净物：由一种物质组成(可用专门的化学符号表示)。

混合物：由两种或多种物质混合而成(没有专门的化学符号表示)。

[补充]纯净物有固定的组成，混合物没有固定的组成。

组成混合物的各物质之间不发生化学反应，它们各自保持各自的性质。

如空气中的氧气和氮气就各自保持了自己的性质。

[过渡]空气中的各种成分作为原料广泛用于生产化肥、化工产品、炼钢、石油加工、运输、电光源等领域，是人类生产活动的重要资源。

[板书]二、空气是一种宝贵的资源
[讲解]过去，人们曾把氧气叫做“养气”，这充分说明了氧气的重要性。

[设问]你知道氧气有哪些用途吗?
[学生根据自己的经验并结合课本内容回答，教师引导学生看课本图2—5]
[总结]综观氧气的各种应用领域，可知氧气的用途主要表现在供给呼吸和支持燃烧两个方面。

[板书]1．氧气的用途
(1)供给呼吸 (2)支持燃烧
[展示充氮食品袋]
[设问]你们知道为什么要在这些装入零食的食品袋中充入氮气吗？
[生]甲：为了防止食品被挤碎或压碎。

乙：为了掩盖袋里食品量比较少的真相。

丙：为了防止食品变质。

……
[评价]乙的回答也有道理，可我说的是正规厂家的。

甲、丙的回答符合客观实际。

[讲解]氮气之所以能用于食品防腐，是由于氮气性质不活泼之故。

灯泡中充氮以长使
用寿命，焊接金属用氮作保护气，都是利用了氮气不活泼这一性质。

[设问]氮气除了可用作保护气外。

还可用作什么呢？
[学生看书并对氮气的用途进行总结]
[板书]2．氮气的用途
(1)重要的化工原料
(2)保护气
(3)提供低温环境
[过渡]从氮气可作保护气这一事实知，物质的用途决定于物质的性质。

你能从下面的讨论中获悉氮气的性质吗？
[投影]讨论
在测定空气中氧气含量的实验中,集气瓶内剩下的气体主要是氮气。

结合实验和日常生活经验讨论：
(1)燃烧着的红磷熄灭了，这种现象说明氮气能不能支持燃烧?
(2)集气瓶内水平面上升一定高度后，还继续上升吗?这种现象能不能说明氮气不易溶于水?
(3)空气所表现出来的某些性质，能不能在一定程度上代表氮气的性质?
[学生分组讨论，并汇报讨论结果]
[讨论结果](1)氮气不能支持燃烧。

(2)集气瓶内水面上升一定高度后，不能继续上升。

该现象说明氮气不易溶于水。

(3)空气所表现出来的性质，不能在一定程度上代表氮气的性质(如磷能在空气小燃烧，但却不能能在氮气中燃烧)。

[注：(3)问可能有同学会得出相反的结论。

如空气不溶于水，氮气也不溶于水。

对此，教师要做出解释]
[师]请大家总结氮气的性质。

[生]氮气不支持燃烧，氮气不易溶于水。

[补充]许多实验事实表明。

氮气的性质不如氧气活泼。

如食物放置在含有氧气的环境中容易腐烂，而氮气则能使食物在长时间内不变质。

[讲解]物质的性质主要包括物理性质和化学性质两个方面。

物质的化学性质需要通过化学反应表现出来，而物质的物理性质是物质本身具有的，其不需要通过化学反应就能表现出来。

[板书]物理性质：物质的物理性质一般指颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度和密度，以及是否溶于水等，这些性质不需要通过化学反应就能表现出来。

[师]通过日常生活对空气的观察及上面的讨论，并结合物理性质的概念，你能描述氮气的物理性质吗?
[学生描述并填写下表]
颜色状态气味标准状况①下的密度熔点沸点是否易溶于水
氮气 1.251g·L-1-209.9℃-195.8℃
[过渡]空气中除了氧气和氮气外，还有一类很重要的气体就是稀有气体。

接下来，我们就来学习稀有气体的有关知识。

[板书]3．稀有气体
[讲解]稀有气体曾叫做“隋性气体”。

这是由于稀有气体性质不活泼，人们在发现它们的时候．普遍认为这些气体不能跟其他物质发生化学反应。

但随着科学技术的发展，人们发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质，于是又把它们改作为稀有气体。

通过“惰性气体”→“稀有气休”名称改变的事实。

可使我们意识到科学研究的领域总是在不断扩展的。

科学思维也不是一成不变的，它启示我们平常的学习中要经常接受新事物。

并适当发展求异思维。

[过渡]在空气的成分中，稀有气体所占比率虽然不大，但却很重要。

[阅读]学生阅读P26稀有气体的用途。

[通过阅读让学生总结稀有气体的用途]
[回答]①可用作保护气：②可制成多种用途的电光源：③可用于激光技术；①氮可用作制冷剂：⑤氮气可用作医疗上麻醉剂。

[拓展]除了课本上讲到的稀有气体的用途外，谁还知道稀有气体的其他用途呢？
[回答]①广场、体育场、飞机场等场所所用的灯里充了氙气，通电时能发出比荧光灯强几万倍的强光，因此叫做“人造小太阳”。

②航空、航海的指示灯里充入了氖气，通电时发出红光，这种光能穿透浓雾。

[评价]大家回答得真好，探索科学需要的就是这种不怕麻烦，寻求真理的精神。

[过渡]下面是不同颜色的霓虹灯里充的稀有气体的简介。

[投影展示]霓虹灯的颜色
霓虹灯的颜色
灯色气体玻璃管的颜色
大红氖无
深红氖淡红
金黄氦淡红
蓝体积分数：氩80%、氖20% 淡蓝
绿体积分数：氩80%、氖20% 淡黄
紫体积分数：氩50%、氖50% 无
[小结]通过大家刚才的回答和讨论，我们可以总结出稀有气体具有如下用途：
[板书](1)保护气 (2)电光源 (3)激光技术 (4)冷却剂 (5)麻醉剂
[过渡]洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。

一个成年人每天吸入的空气约为12 m3～16 m3。

但是，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了污染，被污染的空气会严重损害人体健康，影响作物生长。

破坏生态平衡。

故保护我们的空气已成了全世界人民都关注的问题。

[板书]三、保护空气
[讲解]少量有害物质进入空气中。

依靠大自然的自我净化能力，仍能保持空气的洁净。

如果进入空气的有害物质的种类和数量超出了大自然的自净能力，就会造成空气的污染。

[引导学生看课本图2—8(大气污染)]
[投影]
结合图2—8讨论下述问题：
1．在你身边发生过哪些污染空气的现象?
2．大气污染会造成哪些危害?
3．为了保护人类赖以生存的空气，你能做些什么?
[学生分组讨论，并交流讨论结果]
1．汽车尾气、工厂废气、沙尘暴、酸雨、使用含氟冰箱造成臭氧空洞、温室效应等。

2．使人发生呼吸道疾病、农作物不能正常生长、水中生物濒临死亡、温室效应使沿海城市下陷、酸雨使建筑物被腐蚀、臭氧空洞使人受到紫外线的伤害而易得皮肤病和影响视力等等。

3．积极植树、造林、种草、爱护花木，向周围的人宣传保护空气的重要性及保护空气应采取的措施。

[过渡]加强空气质量监测，打针对性地改善环境状况，是我们常常采取的一种措施。

那么，你知道空气质量日报、预报的内容吗?
[请学生看课本P27资料]
[展开想象的翅膀]假如你当了市长或省长，你会如何去改善当地的空气质量呢？请你谈谈。

[学生谈自己的想象，教师要对他们丰富的想象力予以肯定]
回答可能有多种。

1．大量植树造林。

鼓励市民种草养花。

2．把工厂建在人口不太集中的地区。

3．使用和开发化石燃料以外的清洁能源。

4．汽车不再用汽油，而用车用乙醇汽油。

5．加大检测汽车尾气的力度，禁止没达到环保标准的汽车上路。

6．加大宣传力度，提高居民的环保意识。

……
[小结]本课题我们重点学习了空气的组成和用途，同时还知道了物理性质、纯净物和混合物等概念。

另外，还了解了洁净的空气对我们人类的重要性以及保护空气的一些措施。

[布置作业]习题3、5、7
课本P28调查与研究——关心空气质量
板书设计
第二单元我们周围的空气
课题1 空气
一、空气是由什么组成的?
空气的成分按体积计算，大约是：氮气78％、氧气21％、稀有气体0．94％、二氧化碳0．03%、其他气体和杂质0．03％。

纯净物和混合物
纯净物：由一种物质组成(可用专门的化学符号表示)。

混合物：由两种或多种物质混合而成(没有专门的化学符号表示)。

二、空气是一种宝贵的资源
1．氧气的用途
(1)供给呼吸 (2)支持燃烧
2．氮气的用途
(1)重要的化工原料 (2)保护气 (3)提供低温环境
*物理性质：物质的物理性质一般指颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度和密度，以及是否溶于水等，这些性质不需要通过化学反应就能表现出来。

3．稀有气体
(1)保护气 (2)电光源 (3)激光技术 (4)冷却剂 (5)麻醉剂
三、保护空气
考题回顾
1．生活中的下列物质，属于纯净物的是………………( )
A．矿泉水 B．白酒 C．米醋 D．干冰
2．我们已经知道，空气的主要成分是氮气和氧气。

下图是测定空气中氧气含量的实验装置，试回答下列问题：
(1)实验过程小，燃烧匙里为什么要盛放过量的红磷?
(2)这个实验除了可以得出O2约占空气体积的1／5的结
论外，还可推氮气(填“难”或“易”)_________溶于水和其
化学性质________(填”活泼”或“不活泼”)的结沦。

(3)此实验过程中能否用碳、硫代替红磷?
答案：1．D
2．(1)让O2尽量消耗完全，使测得O2的体积更接近空气O2的实际体积 (2)难不活泼 (3)不能
备课资料
1．最早发现氧气的是中国人
1807年在俄国的彼德堡召开的一次科学大会上，年方24岁的德国科学家克拉普罗特在宣读一篇名为《第八世纪时中国人的化学知识》中提到，发现氧气的时间应提早一千多年，氧气发现者是中国唐代的炼丹家——马和。

克拉普罗特一语惊四座，轰动了整个欧洲。

事实的确是这样的。

早在一千多年前的中国大唐时期，版图辽阔、文化繁荣、经济发达、国力富强。

马和就是在这样的形势下炼丹的，并在他生平的工作记录《平龙认》中作出这样的结论：空气成分复杂多样。

主要由阳气和阴气组成，其中阳气比阴气多得多，阴气可跟可燃物化合，在空气中消失，而阳气则可安然无恙地保留，阴气存在于青石(氧化物)、火硝(硝酸钾)等物质中，加热它们阴气就会放出来，阴气在水中也大量存在，只是很难把它们取出来。

由此可见，马和所讲的阴阳气就是我们今天所讲的“氧气”和“氮气”。

尽管，今天不少人对克拉普罗特的观点仍持有疑问，《平龙认》早已被德国侵略者抢走，一些事实还须澄清，但古老的中华民族文化对世界化学的贡献是不可磨灭的。

2．《中华人民共和国大气污染防治法》简介
2000年4月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第十五次会议通过了“中华人民共和国大气污染防治法”。

自2000年9月1日开始在全国实施。

这标志着我国环境保护法规的进一步完善，环境保护事业逐步走向法制化。

大气是人类赖以生存的环境要素之一，搞好大气污染的防治，为人类生活提供清洁的空气，是关系到保护和改善人们生活环境，促进社会发展的一件大事。

“中华人民共和国大气污染防治法”包括“总则”“大气污染防治的监督管理”“防治燃煤产生的大气污染”“防治机动车船排放污染”“防治废气、尘和恶臭污染”“法律责任”“附则”等七章。

该法对防治大气污染的各方面作出了许多规定，要求把大气污染防治工作纳入城市规划和建设，加强对排放烟尘、废气、粉尘等的管理。

进行综合治理。

该法还提出了对违反法规，造成大气污染事故的单位和个人的处罚办法。

如查询《中华人民共和国大气污染防治法》全文，可到人教网“环境教育”栏目，网址：http：／／www．pep．com．cn／eec／index．htm。

3．惰性气体改称稀有气体
惰性气体分子是由单原子构成的。

除氦外，其他元素的原子，最外电子层都有八个电子(氦是两个)，具有稳定的结构。

过去，人们认为惰性气体根本不可能跟其他物质发生化学反应生成化合物。

事实上，并非所有惰性气体都是这样。

1 962年。

英国化学家巴特利特(Bartlett)通过实验。

得到了惰性气体的第一个化合物六氟铂酸氙(XePtF6)。

以后，人们又制得了氙跟氟或氧的化合物，如二氟化氙(XeF2)。

此外，还得到了氪跟氟的化合物四氟化氪(KrF4)等等。

但到现在为止，人们还没有制得氩、氖和氦的化合物。

鉴于惰性气体的“惰性”只是相对而言的，又因为它们在自然界储量极少，所以，1991年，全国自然科学名词审定委员会公布的《化学名词》中正式规定，把惰性气体改称为稀有气体。

4．供呼吸的氧气
氧气对于人体维持生命活动是必需的。

健康的人在正常情况下不需要吸入纯氧。

因为人体内进行的是一种缓慢氧化过程，能够陆续放出能量，供给体内器官的需要和保持一定的体温(约37℃)。

如果长时间吸入纯氧，休内氧化过快，放热过多，正常的生理机制发生紊乱，体温升高，会出现病态。

但是，有时病人由于呼吸功能发生障碍，体内缺氧，单靠吸入空气量的氧气不足，需要吸入高浓度的氧气加以补充。

病人呼吸不一定用纯氧，而是用增加含氧量的空气，含氧量的多少可随病人的需要而定。

在压强较大的深海里用普通空气呼吸，会有较多的氮气溶解在血液里。

当潜水员从水下上升，体内逐渐恢复常压，溶解在血液里的氮气要放用来，形成气泡，会对微血管起阻塞作用，引起“气塞症”。

所以深海潜水员不能用普通空气呼吸。

氖气在血液里的溶解度比氮气小心多，用氖气跟氧气的混合气体(人造空气)代替普通的空气，就不会发生以上的现象。

5．空气组成的记忆韵语
空气组成别忘记，主要成分氮氧气；
氮七八，氧二一，零点九四是稀气；
还有两个零点三，二氧化碳和杂气；
百分体积要记清，莫要当成质量比；
还要注意防污染，环保意识要树立。

6．大气污染与现代交通建设
空气、水、食物被称做人类生命的三大要素，而其中空气又是维持生命的第一要素。

一个人可以7天不吃饭，2天不喝水，但却一分钟也不能没有氧气。

在我们周围的大气中，只含有。