空气和氧气

空 气 和 氧 气

[知识结构]

组成和成分 空气的形成史 空气

氮气、稀有气体的性质和用途 空气和人体健康 空气的污染和防治

制法

氧气 性质 氧化反应，氧化物，爆炸 用途 质量守恒定律 化学方程式 配平、含义和读法

[考点扫描]

一， 空气的组成 1． 空气的主要成分

对空气成分的分析，我们首先必须了解的是：对气体组成测定一般是按体积分数计算的，对空气的成分一般认为是比较固定的，但因环境不同而略有差异，其中氮气和氧气约占体积总数的99%，故可以认为空气以氮气和氧气为主。对其余的1%，经测定主要是二氧化碳、水和稀有气体以及尘埃，因此空气是由多种成分构成的混合物，不是单一的物质。 空气中各主要成分的体积分数

常见误区一：氧气占空气的21%

在提到空气中可组分的含量时，总是注明是体积分数还是质量分数，而且这两个在数值上不相等，因此必须加以区分。 氧气的的质量分数=

（氧的相对分子质量╳氧气的体积分数）/空气的相对平均分子质量=（32╳21%）/29 = 23% 常见误区二：氧气的含量越多对人体越好

分类长期以来呼吸的是含有21%氧气的空气，整个机体早已对这个环境适应了，倘若呼吸纯氧气，就容易造成过量，一旦过量，那些没有被人体利用的氧气将会使人体内的脂质多度氧化，继而损伤细胞，加速人体衰老的过程，甚至还可能引致肺部疾患和癌症。同时，长期吸氧容易造成人体主动呼吸功能的下降。一句话，健康人体吸纯氧是弊大于利的。

工业制法

实验室制法，催化剂

2．氮气

物理性质：无色无味的气体，比空气稍轻，难溶于水

化学性质：比较稳定，一般情况下很难跟其他物质发生反应，一定条件下也能反应。

用途：用作保护气及制取氮肥和炸药等

[例]下图中分别表示了地球和火星的大气组成（体积分数），下列说法正确的是（）

A、地球和火星的大气中氧气的体积分数相同

B、地球和火星的大气中都含有氮气

C、地球和火星的大气中二氧化碳的体积分数相同

D、地球和火星的大气组成完全相同

3．稀有气体

稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称。早期把它们统称为惰性气体，是因为在刚发现它们的时候，只注意了它们不跟其他元素反应的一面，当发现它们在一定条件下，也能跟某些物质发生反应而形成化合物的事实后，才把它们改称为稀有气体，稀有气体的“惰性”是相对的，不是绝对的。

物理性质：无色无味气体，难溶于水

化学性质：一般情况下，很稳定，不和其他物质反应，但在特殊条件下，可以反应

用途：保护气，特殊颜色和用途的光源

科技前沿：

稀有气体的应用

稀有气体广泛应用到光学、冶金和医学等领域中。例如，拟氖激光器、氩离子激光器等在国防和科研上有着广泛的用途。氖在放电管内放射出美丽的红光，加入一些汞蒸气后又发射出蓝光，所以，氖被广泛用来制造霓虹灯。氙在电场的激发下能放出强烈的白光，高压长弧氙灯常用于电影摄影、舞台照明等。在冶金工业中，氩和氦的最大用途是为熔焊不锈钢等提供惰性气氛。氪、氙和氡还能用于医疗上，氙灯能放出紫外线，氪、氙的同位素还被用来测量脑血流量等。拟还被用来代替氢充填气象握和飞船，由于它不燃烧，比氢安全得多。由于氦的沸点低，还被用于超低温技术。液态氦的沸点为-269℃，利用液态氦可获得接近绝对零度（-273.15℃）的超低温。可以和液氨一起创造超导材料所需的低温，应用在核磁共振仪等尖端设备。

氦气还用来代替氮气做人造空气，供探海潜水员呼吸，因为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。当潜水员从深海处上升，体内逐渐恢复常压时，溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡，对微血管起到阻塞作用，引起“气塞症”。氦气在血液里的溶解度比氮气小得多，用氦跟氧的混合气体（人造空气）代替普通空气，就会发生上述现象。此外，这种含氦的人造空气，还可用来医治支气管气喘，因为它的平均密度比普通空气小得多，容易吸入或呼出。

氖和氩还用在霓虹灯里。霓虹灯是在细长的玻璃管里，充入稀薄的气体，电极装在管子的两端，放电时产生有色光。灯光的颜色跟灯管内填充气体种类和气压有关，跟玻璃的颜色也有关。氩常用来填充

普通的白炽电灯泡，灯丝在空气中加热会产生燃烧现象，因此必须抽掉灯泡中的空气，但空气抽出后，炽热的灯丝就容易蒸发。所以长时间使用的灯光在玻璃内壁内附着一层黑色薄膜。如果把一定数量的氮气或氩、氮混合气体充入灯光里，就会增加灯光内部的气压，防止灯丝在炽热时蒸发，以延长灯丝的寿命。作为麻醉剂，氙气在医学上很受重视。氙能溶于细胞质的油脂里，引起细胞的麻醉和膨胀，从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用体积分数为80%的氙气和20%的氧气组成混合气体，作为无副作用的麻醉剂。

4．空气和环境

环境污染主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等，还包括固体废弃物、放射性物质、噪声等。

（1）温室效应：

原因：森林的大面积砍伐和矿物燃料的大量使用，使空气中二氧化碳的浓度大幅度升高，导致温度升高

危害；温室效应使地表温度上升，导致南北两极和高山冰雪融化，海平面上升；全球性气候变暖，使生态平衡失调，严重影响农业和林业。

防治：加强植树造林，增加地表绿化面积，利用光合作用，吸收二氧化碳；发展新能源，逐步减少矿物燃料的使用，减少温室气体的排放。

（2）酸雨

原因：燃烧大量的煤和是石油等含硫燃料，产生二氧化硫，导致酸雨。

危害：酸雨危害植物和动物的生命，腐蚀建筑物，损坏森林和农作物

防治：尽量减少含硫燃料的使用或在使用前进行脱硫的处理

[例]造成城市大气濡染的物质主要是粉尘（悬浮颗粒）、二氧化硫、氮的氧化物和碳的氧化物，试推测下列哪一项可能是污染源（）

A、汽车尾气和工厂排出的气体

B、绿色植物光合作用放出的气体

C、空气土壤、水面长期接触

D、人和动物呼吸作用产生的气体

答案：A

[例] 下表是某城市每日空气质量报告的部分内容，下列情况对表中三个空气质量的指标不会产生影响的是（）

A、用天然气做燃料

B、焚烧垃圾

C、汽车排放的尾气

D、用煤和石油做燃料