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第二章空气与生命一、空气1、空气组成：空气是无色无味的由几种气体单质和几种化合物组成的混合物。2、空气的组成成分及用途如下表：空气成分体积分数用途氮气78%灯泡、食品中作保护气；制化肥、炸药、染料；液态氮可作冷冻剂氧气21%提供呼吸：急救病人、登山、潜水；支持燃烧：气焊、气割、炼钢稀有气体0.94%制作保护气；制成各种电光源；用于激光技术二氧化碳0.03%冷却剂：用于保存食品和人工降雨；工业原料：制汽水，尿素等。3.法国科学家拉瓦锡通过实验首先得出空气是由氧气和氮气组成的结论。练习：1.桌子上放一个空烧杯，烧杯内（）A.是氮气B.是氧气C.是空气D.没有物质2.广场、体育场、飞机场用的照明灯（俗称“小太阳”）中，充填的气体是（）A.氧气B.氮气C.稀有气体D.二氧化碳二、氧气和氧化1、氧气的物理性质：①通常情况下是一种无色、无味气体；②密度比空气大（可用向上排空气法）③不易溶于水（或难溶于水），（可用排水法）④三态变化，液态氧、固态氧呈淡蓝色。2、氧气的化学性质：支持燃烧、供呼吸、化学性质较活泼、具有氧化性。物质现象反应文字表达式空气中氧气中磷产生大量白烟火光明亮，产生大量白烟磷+氧气点燃五氧化二磷4P+5O2===2P2O5硫淡蓝色火焰，放热，有刺激性气味蓝紫色火焰，发热，有刺激性气味硫+氧气点燃二氧化硫S+O2===SO2木碳持续红热，无烟无焰剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成气体碳+氧气点燃二氧化碳C+O2===CO2铁丝不燃烧，被缓慢氧化生成铁锈剧烈燃烧，发出耀眼白光，放热，生成黑色固体铁+氧气点燃四氧化三铁3Fe+2O2===Fe3O4注意：铁丝燃烧时要绑一根火柴来引燃，瓶底要放点水或细砂防止炸裂瓶底）用带火星的小木条检验是否是氧气，如果是氧气则带火星的小木条复燃3.呼吸作用：生物体细胞内的有机物与氧反应：葡萄糖+氧气酶二氧化碳+水+能量C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O+ATP4.燃烧：可燃物跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应，必须同时具备：可燃物，达到着火点，有助燃剂（空气或氧气）。灭火：将温度降到着火点以下或者隔绝空气。（着火点不可以降低）5.工业制取氧气：分离液态空气法根据氧气和氮气的沸点不同（物理变化）先将空气加压降温再将液态空气低温蒸发6氧化反应：区分快速氧化与缓慢氧化：呼吸作用，钢铁生锈，食物腐败，橡胶老化，腐烂等都属于缓慢氧化。练习：1.下列对氧气性质的说法中，错误的是（）A.能支持燃烧B.可以燃烧C.难溶于水D.密度比空气大2.要测定空气中氧气占的体积，最好在空气中燃烧（）A.碳B.硫C.蜡烛D.磷3.呼吸作用的最重要意义在于（）A.呼出二氧化碳B.为生命活动提供能量C.消耗氧D.分解有机物4.下列现象中属于氧化反应的是（）A.呼吸作用B.铁生锈C.橡胶老化D.以上都是三化学反应与质量守恒1.氧气的实验室制取方法：（收集方法排水法向上排空气法原料过氧化氢（双氧水）H2O2高锰酸钾KMnO4氯酸钾KClO3原理2H2O2====2H2O+O22KMnO4====K2MnO4+MnO2+O22KClO3=======2KCl+3O2制取装置注意事项2.催化剂→一变：改变其他物质化学反应的速度二不变：（1）本身质量；（2）本身化学性质化学反应前后不变3、化学反应与质量守恒：1、化合反应和分解反应（1）化合反应：A+B===C（2）分解反应：A===B+C2、质量守恒定律（1）定义：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，这个定律叫质量守恒定律。（2）质量守恒定律的解释反应前后：①原子种类没有变化；②原子数目没有增减。（3）化学反应前后一定不变的量：①原子种类；②元素种类；③原子数目；④物质总质量3、化学方程式。（1）定义：用化学式来表示化学反应的式子（2）化学方程式的书写原则：一是以客观事实为依据；二是要遵守质量守恒定律（3）书写化学方程式的方法和步骤。（4）化学方程式表示的意义①表示反应物和生成物的种类②表示反应的条件③表示反应物、生成物间原子、分子个数比④表示反应物、生成物间的质量比4、根据化学方程式的计算（1）根据化学方程式计算的依据：化学方程式能表示反应物、生成物各物质间的质量比。（2）计算步骤：设未知量==写出化学方程式==写出有关物质的相对分子质量和已知量==列出方程求解==写出简明答案四、生物的呼吸1、人体呼吸系统的结构和气体交换。（1）呼吸系统的组成。主要由呼吸道和肺两大部分组成。（2）呼吸运动吸气：肋间外肌、膈肌收缩==肋骨向上向外移动（膈机顶部下降）==胸腔容积扩大==肺扩张，导致肺内气压减小==外界气体进入肺泡。呼气：肋间外肌、膈肌舒张==肋骨下降，膈机顶部回升==胸腔容积缩小==肺借弹性缩回，导致肺内气压增大==肺内气体排出肺泡（3）肺泡内气压变化吸气时，肺泡内气压小于外界大气压呼气时，肺泡内气压大于外界大气压2、动物的呼吸：动物和人一样，也要呼吸，吸进氧气，呼出二氧化碳。3、植物的呼吸：植物和空气之间也有气体交换，也会呼吸，也是吸进氧气，呼出二氧化碳。五、光合作用1、光合作用的过程（1）光合作用是绿色植物在阳光的作用下，利用二氧化碳和水等物质制造有机物，并放出氧气的过程。（2）光合作用的反应过程可表示为：二氧化碳+水==有机物（淀粉）+氧气（3）光合作用的实质：合成有机物，贮存能量。（4）光合作用的意义：①光合作用为一切生物提供食物②光合作用为一切生物提供能量③光合作用为一切生物提供氧气2、二氧化碳（1）①实验室制取石灰石（或大理石）与盐酸反应②收集方法：向上排空气法（因为密度比空气大。注意：不能用排水法，因为二氧化碳可溶水）③验满方法：燃着的木条放在集气瓶口。二氧化碳的物理性质：①无色无味的气体②密度比空气大③可溶于水④三态变化，其固体称干冰。二氧化碳的化学性质：①不能供呼吸；②一般情况下，不能燃烧也不支持燃烧；③与水反应：CO2+H2O=H2CO3④与澄清石灰水反应：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O(检验二氧化碳的方法)（4）二氧化碳的用途：①灭火②作化工原料，制纯碱、汽水等；③植物进行光合作用的原料光合作用和呼吸作用（1）光合作用和呼吸作用是刚好相反的两个过程，区别如下：光合作用：呼吸作用①在植物的叶绿体内进行植物成活部分都能进行②在光照下才能进行有无光都能进行③吸收二氧化碳，放出氧气吸收氧气，放出二氧化碳④制造有机物，贮藏能量分解有机物，释放能量光合作用和呼吸作用的联系：光合作用为呼吸作用提供物质（有机物和氧气），呼吸作用为光合作用提供生命活动所需的能量，两者互相依存和对立。六、自然界中碳和氧的循环1、自然界中的氧循环（1）自然界产生氧气的途径：植物的光合作用。（2）自然界消耗氧气的途径：生物呼吸和物质燃烧。2、自然界中的碳循环。（1）自然界产生二氧化碳的途径：生物的呼吸作用和物质的燃烧。（2）自然界消耗二氧化碳的途径：植物的光合作用。3、保护臭氧层。（1）臭氧层的作用：阻挡和削弱来自太阳光的过强的紫外线，对生物起保护作用。（2）臭氧层的破坏和保护。①引起臭氧层破坏的原因：氯氟烃等物质对臭氧的作用。②臭氧层的保护措施：禁止生产和使用含氯氟烃的制冷剂、发泡剂、喷雾剂等化学物质。4、温室效应。（1）温室效应是二氧化碳等温室气体对地球的保温作用。（2）温室效应的好处：适度的温室效应能保证地球上气温的稳定，有利于动植物的生存。（3）温室效应的坏处：过度的温室效应会导致全球性气候变暖、海平面上升等。七、空气污染与保护1、空气污染（1）引起空气污染的因素：①工业废气和烟尘的排放；②土地沙漠化；③车辆尾气的排放；④部分建筑材料释放有害气体。空气污染的种类：①汽车尾气；②可吸入颗粒物（烟尘）；③SO2④酸雨。2、保护空气（1）洁净的空气才能保证地球上生物健康正常生长。（2）保护空气的措施：①使用清洁能源；②控制污染源；③加强空气质量监测和预防；④植树造林。附加：实验室用高锰酸钾制取氧气的操作顺序：第一步：检查装置的气密性。第二步：将高锰酸钾加入试管中。第三步：用一团棉花放在靠近试管口的地方，然后把导管塞紧，固定在铁架台上。第四步：点燃酒精灯给试管加热。第五步：用排水法收集氧气。第六步：将导管从水槽中取出。第七步：熄灭酒精灯。例题：16克氧气和10克碳完全燃烧是否一定生成26克的二氧化碳？为什么？请列试计算。