第05講人類賴以生存的空氣（原卷版）

第05講人類賴以生存的空氣引入：大氣層分五層：對流層、平流層、中間層、電離層和外層。臭氧的作用：吸收太陽光中的紫外線，保護(hù)地球上的生物免遭紫外線過量輻射。一、認(rèn)識空氣“大家族”1、實驗：磷與氧氣的反應(yīng)現(xiàn)象：磷燃燒時產(chǎn)生濃厚的白煙，放出熱量。打開止水夾，水倒流進(jìn)入集氣瓶，約占集氣瓶容積的1/5。反應(yīng)表達(dá)式：磷+氧氣五氧化二磷PO2P2O5問：1、集氣瓶內(nèi)水位為什么只能上升到一定高度？水倒吸進(jìn)入集氣瓶約1/5體積，是因為磷燃燒消耗了瓶內(nèi)的氧氣，證明了氧氣體積約占空氣的1/5。2、集氣瓶內(nèi)剩下的是什么氣體？留下不支持燃燒的氮氣。2、空氣的成分（按體積計算）：氮氣78%、氧氣21%、其它氣體1%（稀有氣體、二氧化碳等）。3、空氣的成分實驗分析1.空氣中氧氣含量的測定實驗原理利用過量紅磷在密閉容器中燃燒，消耗容器內(nèi)的氧氣，使密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，在大氣壓的作用下，進(jìn)入容器內(nèi)水的體積即容器內(nèi)減少的氧氣的體積實驗裝置實驗現(xiàn)象紅磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；冷卻至室溫打開彈簧夾，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入的水的體積約占瓶內(nèi)原有空氣總體積的1/5實驗結(jié)論氧氣約占空氣總體積的1/5[拓展延伸]實驗誤差分析因素影響測定結(jié)果小于1/5裝置漏氣反應(yīng)結(jié)束后外界空氣進(jìn)入紅磷的量不足氧氣不能完全被消耗未待裝置冷卻到室溫就打開彈簧夾溫度較高,氣體膨脹,剩余氣體占有較大的體積測定結(jié)果大于1/5點燃的紅磷插人瓶中后未立即塞上塞子空氣受熱膨脹，部分逸出最初彈簧夾未夾緊空氣受熱膨脹，部分逸出4、氮氣的性質(zhì)與用途氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不支持燃燒，也不供給呼吸。作用：作保護(hù)氣，食品保鮮，重要化工原料，醫(yī)療冷凍劑等等。5、稀有氣體的性質(zhì)和用途性質(zhì)很穩(wěn)定，“惰性”——作保護(hù)氣通電時發(fā)出有色的光——作霓虹燈、小太陽等二、我們需要潔凈的空氣1、空氣人為污染源：工業(yè)污染源、燃料燃燒污染源和農(nóng)業(yè)污染源酸雨的形成原因：酸雨是指pH值小于5.6的雨水、凍雨、雪、雹、露等大氣降水。大量的環(huán)境監(jiān)測資料明，由于大氣層中的酸性物質(zhì)增加，地球大部分地區(qū)上空的云水正在變酸，如不加控制，酸雨區(qū)的面積將繼續(xù)擴(kuò)大，給人類帶來的危害也將與日俱增?，F(xiàn)已確認(rèn)，大氣中的二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物質(zhì)。美國測定的酸雨成分中，硫酸占60%，硝酸占32%，鹽酸占6%，其余是碳酸和少量有機(jī)酸。大氣中的二氧化硫和二氧化氮主要來源于煤和石油的燃燒，它們在空氣中氧化劑的作用下形成溶解于雨水的酸。據(jù)統(tǒng)計，全球每年排放進(jìn)大氣的二氧化硫約1億噸，二氧化氮約5000萬噸，所以，酸雨主要是人類生產(chǎn)活動和生活造成的。目前，全球已形成三大酸雨區(qū)。我國覆蓋四川、貴州、廣東、廣西、湖南、湖北、江西、浙江、江蘇和青島等省市部分地區(qū)，面積達(dá)200多萬平方公里的酸雨區(qū)是世界三大酸雨區(qū)之一。我國酸雨區(qū)面積擴(kuò)大之快、降水酸化率之高，在世界上是罕見的。世界上另兩個酸雨區(qū)是以德、法、英等國為中心，波及大半個歐洲的北歐酸雨區(qū)和包括美國和加拿大在內(nèi)的北美酸雨區(qū)。這兩個酸雨區(qū)的總面積大約1000多萬平方公里，降水的pH值小于0.5，有的甚至小于0.4。酸雨會造成的危害：下酸雨時，樹葉會受到嚴(yán)重侵蝕，樹木的生存受到嚴(yán)重危害。并且，地面也會酸化。在土壤中生長著許許多多的細(xì)菌生物，這些生物對植物的生長有著極為重要的作用。例如，在黑土里生長著種類與世界人口一樣多的細(xì)菌。若土壤被酸雨侵蝕，除一少部分，土壤里面的大多數(shù)細(xì)菌都將無法存活。此外，土壤中的營養(yǎng)成分被酸溶解后會流失掉，這也構(gòu)成了對樹木的危害。在加拿大和歐洲，有15%到60%的森林受到不同程度的酸雨侵蝕而大面積枯萎。若如此下去，在不久的將來，森林就將會部消失。不僅森林受到嚴(yán)重威脅，土壤由于受到酸性侵蝕，也會引起農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。為此，我們正在把堿性石灰投入到酸性土壤中進(jìn)行中和。但是，用石灰中和并不是萬全之策，還不能從根本上解決問題。此外，酸雨容易腐蝕水泥、大理石，并能使鐵金屬表面生銹，因此，建筑物容易受損，公園中的雕刻以及許多古代遺跡也容易受腐蝕。酸雨造成的危害，若用金錢來衡量，損失是巨大的，而且，許多損失是用金錢無法挽回的。2、防治大氣污染制定措施、大搞植樹造林、開發(fā)新的潔凈能源、進(jìn)行尾氣凈化、監(jiān)測空氣質(zhì)量等3、空氣質(zhì)量日報：主要監(jiān)測項目——可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮（氮氧化合物）一、單選題1．空氣成分中，體積分?jǐn)?shù)最大的是A．氧氣 B．稀有氣體 C．二氧化碳 D．氮氣2．如圖為空氣成分示意圖(按體積計算)，其中“乙”代表的是A．氮氣 B．氧氣 C．稀有氣體 D．二氧化碳3．屬于空氣污染物的是A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．氧氣 D．氫氣4．物質(zhì)的用途主要是由其物理性質(zhì)決定的是A．氮氣用作保護(hù)氣 B．氧氣用于醫(yī)療急救C．氧氣做火箭的助燃劑 D．稀有氣體用于制作霓虹燈5．對于紅磷燃燒現(xiàn)象，描述錯誤的是A．紅磷燃燒時，產(chǎn)生大量白煙 B．紅磷燃燒生成五氧化二磷C．紅磷在空氣中燃燒產(chǎn)生黃色火焰 D．紅磷燃燒放熱6．人類每時每刻都離不開空氣，關(guān)于空氣中成分的說法錯誤的是A．氧氣供給呼吸，人體要靠空氣中的氧氣維持生命B．氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑，可在食品包裝袋中充入氮氣以防腐C．將燃著的木條伸入某純凈氣體的集氣瓶中后熄滅，該氣體一定是二氧化碳D．稀有氣體通電時能發(fā)出不同顏色的光，可制成霓虹燈7．空氣質(zhì)量預(yù)報時，下列指標(biāo)不會預(yù)報的是A．可吸入顆粒物 B．二氧化硫 C．氮氧化物 D．二氧化碳8．夏天從冰箱里拿出一瓶飲料，放在空氣中，飲料外壁會潮濕，說明空氣中含有A．氮氣 B．氧氣 C．二氧化碳 D．水蒸氣9．拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分。后人仿照其實驗原理測定空氣中氧氣含量（如圖）。實驗過程中，逐漸減少的氣體和逐漸增多的物質(zhì)是A．O2、P2O5 B．P、P2O5 C．O2、P D．N2、P2O510．測定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實驗中，下列操作中會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏大的是A．裝置氣密性不好B．紅磷量不足C．紅磷伸入集氣瓶后，未立即塞緊瓶塞D．紅磷燃燒后，立即打開止水夾11．二百多年前，用定量的方法研究空氣成分的科學(xué)家是A．道爾頓 B．拉瓦錫 C．門捷列夫 D．阿伏伽德羅12．下圖裝置常用來測定空氣中氧氣得含量，下列說法正確的是A．紅磷燃燒產(chǎn)生大量的煙霧B．點燃紅磷前先用鐵夾夾緊乳膠管C．最終瓶中剩余得氣體是純凈的氮氣D．實驗時，只取用極少量紅磷，可減少污染且不影響實驗結(jié)果13．關(guān)于空氣的描述，正確的是A．空氣是多種元素組成的純凈物B．空氣是組成不定的混合物C．空氣是組成基本固定的混合物D．無污染的空氣是一種純凈物14．據(jù)探測衛(wèi)星發(fā)回的數(shù)據(jù)分析，火星大氣中95%是二氧化碳，其余為少量的氮氣.氫氣，還找到了有液態(tài)水存在的證據(jù)。根據(jù)以上信息，某同學(xué)作出如下推斷：①火星大氣是混合物②火星大氣與地球大氣成分相似③火星環(huán)境適宜人類生存④火星上溫室效應(yīng)顯著。你認(rèn)為正確的是A．①③ B．②③ C．②④ D．①④15．如圖是測定空氣中氧氣的含量的實驗裝置。下列敘述正確的是A．燃燒匙中的紅磷可用硫或木炭等可燃物代替B．燃燒匙中的紅磷越多，水位上升越高C．磷燃燒產(chǎn)生大量白霧，火焰熄滅后立刻觀察，記錄容器中水進(jìn)量D．紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使容器內(nèi)壓強(qiáng)減小，水面上升16．興趣小組開展“測定空氣里氧氣的含量”實驗，裝置如下圖，下列說法錯誤的是A．用木炭代替白磷也能得到相同的結(jié)果B．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2P＋5O22P2O5C．用熱毛巾捂熱，使白磷燃燒D．實驗完畢，并冷卻到室溫，左管水面上升至約“1”刻度處17．某化學(xué)小組利用如圖所示實驗裝置測定空氣中氧氣的含量（部分固定裝置已略去）。已知：生石灰與水反應(yīng)放出大量的熱。關(guān)于該實驗有下列說法：①向燒杯中加水是為了提高燒杯內(nèi)的溫度，引燃白磷；②白磷燃燒會放出大量的白霧；③白磷的量不足，會使測定的結(jié)果偏大；④實驗中可觀察到，注射器的活塞先向右移動，后向左移動；⑤若試管內(nèi)凈容積為50mL，反應(yīng)后冷卻至室溫，活塞停止在40mL附近。其中正確的是A．①②③ B．①④⑤ C．②③⑤ D．③④⑤二、多選題18．空氣是一種寶貴資源。下列有關(guān)空氣的說法正確的是（

）A．空氣中含量最多的是氧元素B．空氣由氧氣和氮氣組成，其中氧氣的質(zhì)量約占空氣質(zhì)量的1/5C．空氣中分離出的氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑，可作食品保鮮的保護(hù)氣D．空氣質(zhì)量報告中所列的空氣質(zhì)量級別數(shù)目越小，空氣質(zhì)量越好19．拉瓦錫通過實驗得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的1/5，而我們在實驗中為什么氣體減少的體積小于1/5？下列分析的原因正確的是（

）A．有殘余氧氣B．未完全冷卻就打開彈簧夾C．生成物溶于水D．空氣中的某種成分溶于水20．教材中介紹了拉瓦錫用定量的方法研究了空氣的成分（實驗裝置如圖）。該實驗中選擇使用汞的優(yōu)點有__________。A．實驗過程中沒有污染B．在汞槽中起到液封作用C．生成的化合物加熱分解又能得到汞和氧氣D．能將密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣幾乎耗盡第II卷（非選擇題）請點擊修改第II卷的文字說明三、填空題21．請將下列化學(xué)研究成果的序號填在相應(yīng)化學(xué)家后面的橫線上。①發(fā)現(xiàn)元素周期表②研究炸藥，改進(jìn)了引爆裝置③發(fā)現(xiàn)放射性元素釙和鐳④研究空氣的成分(1)居里夫婦______。(2)拉瓦錫______。(3)諾貝爾______。(4)門捷列夫______。22．下列事實能說明空氣中含有哪些成份：(1)紅磷在空氣中燃燒__________。(2)酥餅在空氣中變軟__________。(3)澄清的石灰水長期敞口放在空氣中會在瓶口出現(xiàn)一層“白膜”__________。23．下圖是碳、硫、磷在氧氣中燃燒的示意圖，根據(jù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象及化學(xué)反應(yīng)原理進(jìn)行總結(jié)歸納并回答下列問題：(1)這三個反應(yīng)有許多共同的特點，分別是：①______________________；②_______________________；③_______________________；(2)任選上述三個實驗中的兩個，寫出反應(yīng)的文字表達(dá)式：___________；___________________。24．氧氣、氮氣、稀有氣體的主要性質(zhì)和用途成分主要性質(zhì)主要用途氧氣化學(xué)性質(zhì)：用于動植物_____，支持_______。物理性質(zhì)：____色、____味、不易溶于水，密度略大于空氣潛水、醫(yī)療急救、煉鋼、氣焊以及化工生產(chǎn)和宇宙航行等氮氣化學(xué)性質(zhì)：不支持燃燒不活潑物理性質(zhì)：_____色、___味、難溶于水，密度略小于空氣制硝酸和化肥的重要原料，常用作保護(hù)氣，醫(yī)療上用于冷凍麻醉，還可用作超導(dǎo)材料稀有氣體化學(xué)性質(zhì)：_______。物理性質(zhì)：無色、無味，通電時能發(fā)出不同顏色的光用作保護(hù)氣，用于航標(biāo)燈、閃光燈、霓虹燈的電光源，用于激光技術(shù)，制造低溫環(huán)境，用于醫(yī)療麻醉25．小明和小紅對市場上銷售的一種真空充氣包裝的“蛋黃派”產(chǎn)生了興趣。他們查閱資料獲知：這種真空充氣包裝技術(shù)是將食品裝入包裝袋，抽出包裝袋內(nèi)的空氣，再充入某種氣體，然后封口。這種氣體能使食品保持原有的色、香、味及營養(yǎng)價值，防止食品受壓而破碎變形。這是什么氣體呢？小紅猜想是氮氣，小明猜想是二氧化碳。查閱資料：二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，而氮氣不能。(1)請你設(shè)計一個簡單的實驗，判斷小明的猜想是否正確。驗證方法及操作可能看到的現(xiàn)象結(jié)論__________________(2)你認(rèn)為食品充氣包裝，對所充氣體的要求是______、______、______（任填三條）。26．空氣是一種重要的自然資源。請沿用科學(xué)家認(rèn)識事物的方法認(rèn)識“空氣”。（1）從性質(zhì)決定用途的角度：說明下列應(yīng)用利用了氣體的什么性質(zhì)。①氮氣填充食品包裝袋______。②稀有氣體作霓虹燈______。（2）從環(huán)保的角度①計入空氣污染指數(shù)的項目中除了可吸入顆粒物外，還包括______（填序號）A．CO

B．CO2

C．SO2

D．NO2②下列關(guān)于PM2.5的說法正確的是______（填序號）。A．PM2.5主要來自化石燃料的燃燒和揚(yáng)塵B．放煙花爆竹會產(chǎn)生PM2.5C．PM2.5是造成灰霾天氣的“元兇”之一D．PM2.5的顆粒與分子大小差不多27．空氣是一種寶貴的資源。請回答下列問題：(1)空氣中含有氮氣、氧氣、稀有氣體等，空氣是一種______（填物質(zhì)類別）。(2)潔凈的空氣對于人類非常重要。下列做法有利于保護(hù)大氣的是______（填字母）。A．使用清潔能源 B．燃放煙花爆竹 C．大量植樹 D．推廣私家汽車出行(3)下列氣體中暫未計入空氣污染指數(shù)的項目是______（填字母）。A． B．CO C． D．(4)下圖分別表示某些氣體的主要用途，這些氣體依次是______。A．食品包裝時充入某氣體以防腐B．填充霓虹燈C．供給呼吸，醫(yī)療上急救病人四、實驗題28．某同學(xué)利用燃磷法測定空氣中氧氣含量，實驗過程如圖所示：①用圖1實驗測得氧氣的體積分?jǐn)?shù)，若該實驗沒有達(dá)到試驗?zāi)康模赡艿脑蛑皇莀______。②圖1燃燒結(jié)束時，試管里剩余氣體主要是_______(填化學(xué)式)。③圖1實驗代替課本實驗圖2的優(yōu)點是_______。(答一點即可)29．用下側(cè)裝置圖所示儀器測定空氣中O2體積分?jǐn)?shù)，A為標(biāo)有將容積分成五等份標(biāo)線的集氣瓶，燒杯中盛水，通過下列實驗步驟，實驗步驟如下：第一步：