2.1 空气的组成

⑴ 空气的成分 按体积分数计算：大约是：_____占78%，_____占21%，______占0.94%，_______占0.03%，其他气体和杂质占0.03%。

⑵ 空气中氧气体积分数的测定：①该实验的原理是利用红磷在密闭容器中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷白色固体，而无气体生成，同时容器内压强减小，可以通过容器内水面的变化来确定空气中氧气的体积分数。②实验现象是：红磷燃烧产生黄色火焰，形成大量白烟；白烟逐渐消失；钟罩内水面上升约1/5体积。

【注意】 

① 不能用木炭、硫黄、铁丝代替红磷进行实验。因为木炭、硫燃烧后有气体生成，容器内压强变化不大，水槽中水不能进入，而铁则在空气中不能燃烧。

② 实验时，红磷要足量，避免容器内有剩余氧气。

③ 装置气密性要良好，以免因装置不严密而影响测量结果。

⑶ 空气的污染  随着现代工业的发展，大量有害物质排放到空气中，造成了空气的污染。这些物质大致可分为_________和_________两大类。从世界范围看，排放到空气中的气体污染物较多的是SO₂ 、NO₂ 、CO 等，这些气体污染物主要来自 ___________和              。

⑷ 防治空气污染的主要措施是：① 加强对空气质量的监测；②工业废气处理后再排放；③尽量改燃煤为燃油、燃气；④限制机动车，发展公交车；⑤治理汽车尾气；⑥种树、种草绿化环境；⑦合理规划基础建设，减少粉尘等。

  氧气的性质和用途

1．常见气体的物理性质比较：

	H2	CH4	CO	O2	CO2
色、味、态	无色、无味、气体
密度	密度比空气小			密度比空气大
溶解性	难溶于水			不易溶于水	能溶于水

【例题】下列关于氧气的物理性质的叙述,不正确的是  （    ）

    A．在通常情况下氧气是一种无色、无味的气体

    B．氧气的密度略小于空气

    C．氧不易溶于水

    D．液氧是没有颜色的

２．氧气化学性质 （比较活泼的气体，具有氧化性）

①和金属反应：

2Mg + O₂   2MgO （耀眼的强光、放热、生成白色固体）

3Fe + 2O₂   Fe₃O₄ （火星四射、放热、生成黑色固体）

②和非金属反应：

C + O₂   CO₂  （在纯氧中发白光、放热、生成无色气体）

S + O₂ SO₂

（在纯氧中发出明亮的蓝紫色火焰、放热，生成有刺激性气味的无色气体，在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰）

4P + 5O₂      2P₂O₅ （冒白烟、放热、生成白色固体粉末）

2H₂ + O₂   2H₂O （淡蓝色火焰、放热、生成水）

③和化合物反应：

2CO + O₂  2CO₂ （蓝色火焰、放热、生成无色气体）

CH₄  + 2O₂   CO₂  + 2H₂O （产生明亮蓝色火焰，放出大量的热）

C₂H₅OH + 3O₂  2CO₂ + 3H₂O （产生淡蓝色火焰，放出大量的热）

３．氧气的用途

氧气的性质决定氧气的用途。氧气的重要用途是供给呼吸和支持燃烧。氧气还可以用于气焊、气割、制液氧炸药、火箭推动剂等。

   ４．燃烧与缓慢氧化

⑴ 通常所说的燃烧指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应。

⑵ 燃烧的条件：一是可燃物要与氧气接触；二是温度要达到可燃物的着火点。

【思考】灭火的原理和方法是什么？

⑶ 影响可燃物燃现象的因素：①可燃物的性质；②可燃物与氧气的接触面积；③氧气的浓度。

⑷ 缓慢氧化进行得很缓慢，甚至不易察觉的氧化反应。如呼吸、钢铁生锈、食物腐败等。通常不发光，但发热；由缓慢氧化而引起的自发燃烧叫自燃。

⑸ 爆炸  可燃物在有限的空间里急速燃烧，在短时间内聚积大量的热，使气体的体积急剧膨胀而引起爆炸。

⑹ 燃烧、爆炸、缓慢氧化和自燃之间的关系：都是氧化反应，都放出热量，但反应条件、剧烈程度、现象不同。

⑺ 易燃物、易爆物的安全知识：

① 易燃物指那些易燃的气体和液体，容易燃烧、自燃或者遇火可以燃烧的固体，以及一些可以引起其他物质燃烧的物质。

②易爆物指那些受热或受撞击后容易发生爆炸的物质等。

③常见易燃、易烛物品有：硫、磷、酒精、液化石油气、汽油、氢气、乙炔气、沼气、食油、面粉、油漆、秸秆、柴草等。

【思考】下列物质与空气混合，接触明火，有发生爆炸危险的是   （    ）

①氢气 ②汽油蒸气 ③面粉尘埃 ④棉尘 ⑤天然气....................

A．仅①             B．仅①②⑤     C．仅①②③⑤ . D．①②③④⑤

１．氧气的工业制法 （分离液态空气法）——原理是液态氧和液态氮的沸点不同。

空 气

降温加压

液态空气

蒸发

液态氧

氮气

沸点低（—196℃），先蒸发出来

装入天蓝色钢瓶中

沸点较高（—183℃）

２．氧气的实验室制法

A．药品：KClO₃（白色）和MnO₂（黑色）或KMnO₄（紫黑色）

B．反应条件：加热

  C．反应原理：① 2KClO₃        2KCl +3O₂↑    ② 2KMnO₄ K₂MnO₄ +MnO₂ +O₂↑

D．实验装置：

①试管口略向下倾斜，防止水倒流，致使试管炸裂。

②铁夹夹在离试管口1/3处。

③试管内导管刚露出橡皮塞即可，便于导出气体。

④用高锰酸钾制氧气时，试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒随气流进入导管。

⑤用排水法收集氧气时，导管伸到集气瓶口即可；用向上排空气法收集氧时，导管应伸入集气瓶中，接近瓶底部，便于排尽瓶中的空气。

⑥检验：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明瓶内气体是氧气。

⑦收集方法：用排水法（因不易溶于水）或向上排空气法（因氧气密度比空气大）。

⑧验满：用排水法收集氧气，当看到集气瓶口处有气泡向外逸出，说明瓶中集满氧气；用向上排空气法收集氧气时，验满时，将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，说明氧气已满。

⑨操作步骤：组装仪器—检气密性—装药—固定—加热—收集—移导管—熄火

⑩排水法收集完毕后，必须先将导管从水槽中取出，然后再熄灭酒精灯。否则，水槽内水会倒吸入试管内，引起试管炸裂。集满氧气的集气瓶应用毛玻璃片盖住，正放在桌上。

3．催化剂和催化作用 

在化学反应里能_______其他物质的化学反应速率，而本身的________和___________在化学反应前后都没有变化的物质叫催化剂（“一变二不变”）。催化剂在化学反应中所起的作用叫____________。（催化剂对反应的产量没有影响，也不能改变一个反应是否能发生。）

【思考】在制取氧气时，如何证明二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都没有改变？

【解答】可采用下列实验步骤：

①分别称取一定质量的氯酸钾和二氧化锰（大约3∶1），均匀混合后，装入大试管中并固定在铁架台上。

②加热，待氯酸钾完全分解不再产生气体时，再撒入少量氯酸钾仍能迅速放出氧气，可以证明二氧化锰的化学性质没有改变；

③将上述试管内的剩余固体，其中含氯化钾和二氧化锰，完全倒入烧杯中加蒸馏水溶解，其中氯化钾能溶于水，二氧化锰不溶于水，二氧化锰不溶于水而留在液体中。

④过滤。可见滤纸上留有黑色的二氧化锰固体。用节蒸馏水冲洗后，烘干。

⑤称量二氧化锰固体的质量，与反应前对比，可知质量未改变。

 4．化学方程式

（1）质量守恒定律  参加化学反应的各物质质量_______，等于反应后生成的各物质的质量_______，这个规律叫质量守恒定律。质量守恒的原因是：化学反应的过程，就是原子的重新组合过程，在这个过程中，反应前后原子的________、_______、______都没有改变，因此化学反应前后各物质的质量总和必然相等。

【注意】化学反应前后⑴一定改变的是：①物质种类,②分子种类；⑵一定不变的是：①物质总质量，②元素种类③元素质量④原子种类⑤原子个数⑥原子质量；⑶可能改变的是：①分子个数②元素的化合价

【思考1】将一定质量的镁条在空气中点燃，完全燃烧后，生成氧化镁的质量与镁条相比，是不变，增大还是减小？为什么？

答：增大。因为镁条在空气中燃烧，是镁和氧气发生了化学反应，根据质量守恒定律，反应后生成氧化镁的质量必定等于镁条的质量和参加反应的氧气的质量之和，所以，氧化镁的质量比镁条的质量增大。

【思考2】把6.2g 红磷放在给定的氧气中充分燃烧，实验数据如下：

⑴这三次实验，哪一次符合质量守恒定律？为什么？⑵第一次实验为什么不生成10.2g 的五氧化二磷？哪种物质有剩余？剩余多少？③第二次实验为什么不生成24.2g 的五氧化二磷？哪种物质有剩余？剩余多少g ？

	第一次	第二次	第三次
给定氧气的质量/g	4	18	8
生成五氧化二磷的质量/g	7.1	14.2	14.2

答：在这三次实验的化学反应中，都遵循质量守恒定律。反应中剩余的一部分不参加反应。参加反应的那部分物质和生成物的质量相等，均符合质量守恒定律。第一次实验中，4g O2只能和3.1g P反应生成7.1g P2O5 ，所以不能生成10.2g P2O5 。P有剩余，剩余3.1g 第二次实验，6.2gP只能和8g O2反应生成14.2g P2O5 ，所以不能生成24.2g P2O5 。O2有剩余，剩余10g 。

【练习】将25g 甲物质跟5g 乙物质发生反应，所得混合物中含有10g 甲物质、11g 丙物质，还有另一种物质丁，若甲、乙、丙、丁的相对分子质量分别为30、20、44、18，化学式分别为A、B、C、D，则表示它们之间的化学方程式正确的是

A．A+B=C+D        B．2A+B=C+2D        C．2A+B=2C+D        D．A+2B=2C+D

（2）化学方程式  用化学式来表示____________的式子叫化学方程式。

    ㈠ 书写原则：一是必须以_____________为基础；二是要遵守_____________________________。

    ㈡ 化学方程式的意义：① 表示反应物、生成物和反应条件；② 表示各物质间的质量比。

   【思考】点燃的镁带可以在二氧化碳气体中继续剧烈燃烧，生成炭和氧化镁，其反应的方程式为_______________________________。从这个化学方程式中你可获得哪些化学信息：

①________________________________________________________________；

②________________________________________________________________；

③________________________________________________________________；

④________________________________________________________________。