第一節(jié)空氣拉瓦錫測定空氣成分的實驗二百多年前，法國化學家拉瓦錫通過實驗，得出了空氣由氧氣和氮氣組成，其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結論。實驗中涉及的化學方程式有：2Hg+O22HgO和2HgO2Hg+O2↑。測定空氣中氧氣含量的實驗【實驗原理】4P+5O22P2O5【實驗裝置】如右圖所示。彈簧夾關閉。集氣瓶內加入少量水，并做上記號。【實驗步驟】①連接裝置，并檢查裝置的氣密性。②點燃燃燒匙內的紅磷，立即伸入集氣瓶中，并塞緊塞子。③待紅磷熄滅并冷卻后，打開彈簧夾。【實驗現(xiàn)象】①紅磷燃燒，產生大量白煙；②放熱；③冷卻后打開彈簧夾，水沿著導管進入集氣瓶中，進入集氣瓶內水的體積約占集氣瓶空氣總體積的1/5。【實驗結論】紅磷必須過量。如果紅磷的量不足，集氣瓶內的氧氣沒有被完全消耗，測量結果會偏小。裝置氣密性要好。如果裝置的氣密性不好，集氣瓶外的空氣進入集氣瓶，測量結果會偏小。導管中要注滿水。否則當紅磷燃燒并冷卻后，進入的水會有一部分殘留在試管中，導致測量結果偏小。冷卻后再打開彈簧夾，否則測量結果偏小。如果彈簧夾未夾緊，或者塞塞子的動作太慢，測量結果會偏大。在集氣瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。不要用木炭或硫代替紅磷！原因：木炭和硫燃燒盡管消耗氣體，但是產生了新的氣體，氣體體積不變，容器內壓強幾乎不變，水面不會有變化。如果預先在集氣瓶內放入氫氧化鈉溶液，就可以用木炭或硫代替紅磷進行實驗。不要用鎂代替紅磷！原因：鎂在空氣中燃燒時能與氮氣和二氧化碳發(fā)生反應，這樣不僅消耗氧氣，還消耗了氮氣和二氧化碳，使測量結果偏大。空氣的成分氣體氮氣氧氣稀有氣體二氧化碳其他氣體和雜質體積分數(shù)78%21%0.94%0.03%0.03%混合物和純凈物混合物純凈物定義兩種或多種物質混合而成的物質叫混合物。只由一種物質組成的物質叫純凈物。特點組成混合物的各種成分之間沒有發(fā)生化學反應，它們各自保持著原來的性質。純凈物可以用化學式來表示。但是，絕對純凈的物質是沒有的。常見實例空氣、溶液、合金、鐵銹、加碘鹽、天然氣、自來水、礦泉水等能用化學式表示的所有物質冰水混合物、水蒸氣、銅銹也是純凈物空氣是一種寶貴的資源氮氣【物理性質】無色無味的氣體，不易溶于水，密度比空氣的密度略小。【化學性質】化學性質不活潑，一般情況下不能支持燃燒，不能供給動植物呼吸。【用途】①制硝酸和化肥的重要原料（這一點可以證明空氣中含有氮氣）；②用作保護氣（焊接金屬時作保護氣、燈泡充氮延長使用壽命、食物充氮防腐）；③醫(yī)療上在液氮冷凍麻醉條件下做手術；④超導材料在液氮的低溫條件下顯示超導性能。稀有氣體（氦、氖、氬、氪、氙的總稱）【物理性質】沒有顏色，沒有氣味的氣體，難溶于水。通電時能發(fā)出不同顏色的光。【化學性質】化學性質很不活潑。所以稀有氣體又叫做惰性氣體。【用途】①用作保護氣（焊接金屬時作保護氣、燈泡中充入稀有氣體使燈泡耐用）；②用作光源（如航標燈、強照明燈、閃光燈、霓虹燈等）；③用于激光技術；④氦氣可作冷卻劑；⑤氙氣可作麻醉劑。空氣污染和防治空氣污染的污染物是有害氣體和煙塵。污染源包括煤、石油等化石燃料燃燒產生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害氣體），還包括工業(yè)廢氣等方面。計入空氣污染指數(shù)的項目為：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入顆粒物和臭氧等。空氣污染的危害：造成世界三大環(huán)境問題（溫室效應、臭氧層破壞、酸雨）、損害人體健康、破壞生態(tài)平衡、影響作物生長、破壞生態(tài)平衡等。防治空氣污染：加強大氣質量監(jiān)測；改善環(huán)境狀況；減少使用化石燃料；使用清潔能源；積極植樹、造林、種草；禁止露天焚燒垃圾等。綠色化學綠色化學又稱環(huán)境友好化學，其核心是利用化學原理從源頭上消除污染。綠色化學的主要特點是：①充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料；②在無毒、無害的條件下進行反應，以減少向環(huán)境排放廢物；③提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納，實現(xiàn)“零排放”；④生產有利于環(huán)境保護、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產品。【課后練習】一、選擇題1．空氣中體積分數(shù)最大的是（）A．氮氣B．氧氣C．稀有氣體D．水蒸氣2．下列說法正確的是（）A．空氣是一種寶貴的資源B．空氣中氮氣的質量分數(shù)為78%C．氧氣易溶于水，供給水生生物呼吸D．汽車尾氣隨意排放，與霧霾形成無關3．空氣質量日報的主要內容包括“空氣污染指數(shù)”、“空氣質量級別”、“首要污染物”等。下列物質中，不屬于空氣污染物的是（）A．二氧化硫B．可吸入顆粒物C．一氧化碳D．二氧化碳4．太空飛船常用過氧化鈉(Na2O2)做供養(yǎng)劑，發(fā)生的反應為2Na2O2

+2CO2

=2Na2CO3

+O2，為了使飛船內氣體與空氣成分相近，常會充一種稀釋氣體，它是

（

）A．氮氣B．水蒸氣C．稀有氣體D．二氧化碳5．二百多年前，法國化學家拉瓦錫用定量的方法研究空氣成分，其中一項實驗是加熱紅色氧化汞粉末得到汞和氧氣，該反應示意圖如圖所示（）下列說法正確的是（）A．氧化汞分解過程中，原子的個數(shù)沒有發(fā)生改變B．氧化汞分解過程中，分子的種類沒有發(fā)生改變C．氧化汞和氧氣中含有不同的氧原子D．氧化汞、汞、氧氣都由分子構成6．近地面的臭氧是由于氮氧化物等在陽光照射下發(fā)生光化學反應產生的。下列說法錯誤的是（

）A．臭氧與氧氣的化學性質不同B．臭氧是空氣質量指數(shù)的污染物之一C．汽車尾氣大量排放會導致臭氧污染D．佩戴口罩能有效阻擋臭氧的吸入7．下列有關空氣中各成分用途的說法中，錯誤的是（）A．氮氣是制造氮肥的原料之一B．氧氣可用作火箭發(fā)射的燃料C．氦氣可用于填充探空氣球D．二氧化碳可促進植物光合作用8．某科學家除去空氣中的O2與CO2得N2樣品，并在相同條件下比較等體積的樣品質量（m1）與純N2質量（m2），重復多次，結果均為m1＞m2，樣品中含哪種氣體可解釋該結果（）A．氖B．氬C．甲烷D．水蒸氣9．

下列物質都屬于純凈物的一組是

（）①冰水混合物

②潔凈的空氣

③液氮

④石灰水

A．①③

B．②④

C．①②

D．③④10．我國新修訂的《環(huán)境空氣質量標準》增加了PM2.5監(jiān)測指標。PM2.5是指2.5微米以下的細顆粒物，主要來自化石燃料的燃燒等。關于PM2.5產生的原因分析不正確的是（

）A．火力發(fā)電B．焚燒垃圾C．建筑粉塵D．白色污染11．分類是研究物質的常用方法。右圖是純凈物、單質、化合物、氧化物之間關系的形象表示，若整個大圓圈表示純凈物，則下列物質屬于Z范圍的是（

）A．紅磷B．干冰C．氯酸鉀D．食鹽水二、填空題：1．許多科學發(fā)現(xiàn)從重視微小差異開始。科學家瑞利和拉姆塞正是重視氮氣密度的微小差異，才最終發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氬氣。材料一：1892年瑞利發(fā)現(xiàn)，在相同條件下，由空氣中除去氧氣、二氧化碳、水蒸氣和灰塵后獲得的氮氣，其密度為1.2572克/升；由含氮化合物反應并除去水蒸氣后獲得的氮氣（NH4NO2==N2↑+2H2O），其密度為1.2505克/升，兩者密度差值雖小；卻完全超出了實驗誤差范圍。材料二：1894年4月瑞利和拉姆塞開始用如圖裝置進行“清除空氣中氮氣”的實驗研究：在倒立圓底燒瓶內引入兩根金屬導線，通電使瓶中空氣里的氧氣和氮氣生成氮的氧化物，用堿液來吸收生成的氮的氧化物和原有的二氧化碳氣體。并從氣體進口不斷向瓶內補克氧氣，使反應持續(xù)進行。材料三：瑞利和拉姆塞又設計了另一實驗裝置，將上述實驗所得的氣體干燥后，通過紅熱的銅粉來除去其中的氧氣，得到少量的剩余氣體，對剩余氣體做光譜分析得知，這是一種未知的氣體，并測得其密度約是氮氣的1.5倍。1894年8月13日他們共同宣布：發(fā)現(xiàn)了一種未知氣體，并命名為氬氣。材料四：1898年拉姆塞等人利用不同的物質沸點不同，又發(fā)現(xiàn)了氪氣、氖氣、氙氣。根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）與純凈氮氣密度值更接近的是由獲得的氮氣密度值（填“空氣中”或“含氮化合物反應”）；（2）實驗中不斷向瓶內補充氧氣的目的是；（3）在當時實驗條件下，很難利用化學反應除去氬氣，獲知“未知氣體”中還有其它氣體存在，其理由是。2．空氣是寶貴的自然資源，其組成如下表。空氣組成XO2YCO2其它體積分數(shù)78%21%0.934%0.034%0.002%下圖是以空氣等為原料合成尿素[CO(NH2)2]的流程（部分產物略去）。請按要求回答相關問題：（1）X的分子式是，Y氣體名稱是。（2）煤的氣化屬于變化。（選填“物理”或“化學”）。（3）分離空氣的常用方法有以下兩種。Ⅰ．將液態(tài)空氣氣化，首先分離出氮氣。則沸點：XY（選填“高于”、“等于”、“低于”）Ⅱ．分子篩分離。分子篩是一種內部分布有均勻微小孔徑的固體，通過特制的分子篩把空氣中的氧分子吸入孔穴而與其它分子分離，則分子大小：XO2（選填“大于”、“等于”、“小于”）。[（4）結合流程和所學知識可以預測：化學反應中發(fā)生物質變化的同時一定還伴隨有變化。（選填“狀態(tài)”、“能量”、“原子”、“壓強”）（5）寫出NH3合成尿素的化學方程式。（6）相同條件下氣體體積之比等于分子數(shù)之比，則空氣中氮分子與氧分子總質量之比等于。3.科學家認識事物的方式認識“空氣”。（1）從分類角度：空氣屬于（填“混合物”或“純凈物”）。（2）從微觀角度：用“”表示氮原子，“”表示氧原子。①用“”可表示的微粒是（填名稱）。②同溫同壓下，氣體的體積比等于分子數(shù)目比。若