1.空气的主要成分
(1)空气是混合物,空气中各种主要成分的体积分数大约是:氮气78%、氧气21%、二氧化碳0.03%、稀有气体0.94%、其他气体及杂质0.03%。
(2)空气对人类生活的重要作用。
氧气:供人及其他生物呼吸,支持燃烧。
二氧化碳:是植物进行光合作用的原料,用于灭火、制饮料、人工降雨。
氮气:作保护气(化学性质不活泼),生产硝酸、氮肥的重要原料,液氮可用于冷冻。
稀有气体:保护气,充霓虹灯(通电能发出不同颜色的光)。
空气的流动会形成风,空气能产生浮力。通过分离空气可获得氧气和氮气。
2.大气压
(1)大气压存在的证明:马德堡半球实验、吸管吸饮料、覆杯实验等证明了大气压的存在。
(2)1标准大气压为76厘米高的水银柱产生的压强,1atm=1.013×105Pa。
(3)活塞式抽水机抽水、吸尘器、钢笔吸墨水、塑料挂钩等都是大气压的应用。
(4)大气压与人类生活的关系。
大气压随高度的增大而减小,冬天的气压一般比夏天高,晴天的气压比阴雨天高。人在高原地区会因气压低缺氧而感到不适。
液体的沸点随气压的升高而增大,随气压的降低而减小。高压锅是通过增大锅内气压提高沸点来更快煮熟饭菜的。
吸尘器工作时,吸尘器内的气压低于大气压,尘埃就在大气压的作用下进入吸尘器内。
3.氧气
(1)物理性质:常温下,氧气是一种无色无味的气体,不易溶于水。在标准状况下,氧气的密度比空气略大。在1标准大气压下,-183℃时变成淡蓝色的液体,-218℃时变成淡蓝色雪花状的固体。
(2)化学性质:氧气的化学性质比较活泼,能跟多种物质发生化学反应,并放出大量的热,在反应中提供氧元素,具有氧化性,是一种常见的氧化剂。
①与非金属反应。
C+O2点燃(=====)CO2:发出白光,放出大量的热,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
S+O2点燃(=====)SO2:产生明亮的蓝紫色火焰(在空气中燃烧产生的是微弱的淡蓝色火焰),放出大量的热,生成有刺激性气味的气体。
4P+5O2点燃(=====)2P2O5:产生浓厚的白烟,放出大量的热。
②与金属反应。
3Fe+2O2点燃(=====)Fe3O4:火星四射,放出大量的热,生成黑色的固体。
③与其他物质反应。
CH4+2O2点燃(=====)CO2+2H2O C2H5OH+3O2点燃(=====)2CO2+3H2O
(3)氧气的主要用途:一是供给呼吸,二是助燃。
(4)实验室制备氧气的原理、装置及主要步骤:
实验室经常用分解过氧化氢的方法来制取氧气。
原理:2H2O2MnO2(=====)O2↑+2H2O↑。
装置:如图。
主要步骤:检查装置的气密性;装药品;收集氧气。
(5)检测氧气的方法:将带火星的小木条放入集气瓶中,能使带火星小木条复燃的是氧气。
4.二氧化碳
(1)物理性质:常温下密度比空气大、无色无味的气体,能溶于水。降温加压的情况下容易液化成无色液体,继续降温还能凝固成固体,固体二氧化碳称为“干冰”,干冰容易升华。
(2)化学性质:一般情况下,二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧;二氧化碳也不能供给呼吸。
二氧化碳和水反应生成碳酸:CO2+H2O===H2CO3。
碳酸不稳定,加热时会分解:H2CO3△(=====)H2O+CO2↑。
二氧化碳与碱反应生成盐和水:CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O。
(3)二氧化碳的用途:是植物光合作用的原料;可以用来灭火,如酸碱式灭火器、泡沫灭火器;可制饮料;“干冰”可作人工降雨和制冷剂。
(4)实验室制备二氧化碳的原理、装置及主要步骤。
反应原理:CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
注意:酸不能用稀硫酸,因为稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,使反应不能充分进行。
发生装置如图。收集装置:因密度比空气大,用向上排空气法(能溶于水,不能用排水法收集)。
(5)检验二氧化碳的化学反应:Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。
现象:澄清石灰水变浑浊,有白色沉淀产生。
5.臭氧层、温室效应
(1)臭氧层的作用:吸收紫外线,使地球上的生物免受紫外线的伤害,保护地球上生物的生长和繁衍。
(2)保护臭氧层的一些措施:尽量减少使用氯氟烃(如氟利昂)、减少氮氧化物排放。
(3)温室效应的成因:二氧化碳等温室气体大量排放引起。温室气体还有甲烷、氟氯烃等。
(4)温室效应的利弊:适当的温室效应保证了地球上昼夜温差不会太大,对地球上的生物是有利的。但温室效应太大会导致气候恶化、冰川融化、海平面上升等,危害人类的生活家园。
(5)温室效应的防治措施有:尽量减少二氧化碳的排故、多植树造林、开发无二氧化碳产生的新能源等。
6.空气污染
(1)空气污染的主要来源:汽车尾气、工业废气、烟尘排放、土地沙漠化、建筑飘尘等。
造成空气污染的主要污染物:氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和可吸入颗粒物等。
空气污染指数的项目:氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和可吸入颗粒物等。
(2)防治空气污染的方法:减少工业生产和日常生活中二氧化硫、氮氧化物等污染性气体及氟氯烃和烟尘的排放;提高能源利用的技术水平和能源利用效率,采用无污染、低污染的新能源,加强国际治理污染的合作。