一、空氣成分的研究史

1.18世紀70年代，瑞典科學家舍勒和英國的科學家化學家普利斯特里，分別發現并制得了氧氣。

2.法國科學家拉瓦錫最早運用天平作為研究化學的工具，用定量的方法研究了空氣的成分，第一次明確提出了“空氣是由氧氣和氮氣組成的”。其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結論。

二、空氣中氧氣成分的測定

1.實驗現象：

⑴ 紅磷燃燒發出黃白色火焰，放出熱量，冒出白色濃煙。

⑵ 過一會兒白煙消失，裝置冷卻到室溫后打開彈簧夾，燒杯內的水倒流入集氣瓶，約占瓶子容積的1/5。

⒉ 實驗結論：

⑴ 說明空氣不是單一的物質；

⑵ 氧氣約占空氣總體積的1/5。

3.原理：

表達式：磷(P)＋氧氣(O2)→(點燃)五氧化二磷

化學方程式：4P＋5O2＝(點燃)2P2O5

4.注意事項：

⑴ 所用的紅磷必須過量，過少則氧氣沒有全部消耗完；

⑵ 要等集氣瓶(裝置)冷卻后才能打開彈簧夾；

⑶ 裝置的氣密性要好，(否則測量結果偏小)；

⑷ 要先夾住橡皮管，然后再點燃紅磷(否則測量結果偏大)；

⑸ 點燃紅磷伸入瓶中要立即塞緊瓶塞(否則測量結果偏大)。

思考：

⑴ 可否換用木炭、硫磺、鐵等物質？如能，應怎樣操作？

答：不能用木炭或蠟燭（燃燒產生了氣體，瓶內體積變化小）；也不能用鐵（鐵在空氣中不能燃燒）。

⑵ 可否用鎂代替紅磷？

答：不能用鎂，因為鎂不但跟氧氣反應而且還跟氮氣等反應，結果測得的不只是空氣中氧氣的體積。會遠遠大于氧氣的體積。

5.誤差分析：

在實驗中實際測得的結果比真實值小，其原因可能是：

⑴ 紅磷量不足；

⑵ 裝置氣密性差；

⑶ 未冷卻至室溫就打開止水夾；

⑷ 沒有預先在導管中裝滿水。

三、空氣的主要成分

按體積分數：氮氣（N2）78%，氧氣（O2）21%（氮氣比氧氣約為4：1），稀有氣體0.94%，二氧化碳（CO2）0.03%，其它氣體和雜質0.03%。

空氣的成分以氮氣和氧氣為主，屬于混合物。

空氣成分口訣：氮七八氧二一，零點九四是稀氣；零點零三有兩個，二氧化碳和雜氣。

四、物質的分類：

純凈物和混合物。

1.純凈物：由一種物質組成的，“純凈”是相對的，絕對純凈的物質是沒有的，只要雜質含量低，不至于對生產和科學研究產生影響的物質就是純凈物。

2.混合物：兩種或多種物質組成的，這些物質相互間沒有發生化學反應，各物質都保持各自的性質。

注意：

⑴ 劃分純凈物、混合物的標準是根據物質的種類來劃分的。

⑵ 只含一種物質的屬于純凈物，含有幾種物質的就屬于混合物。

五、空氣是一種寶貴的資源

1.氮氣：無色、無味的氣體，不溶于水，不燃燒也不支持燃燒，不能供給呼吸，化學性質不活潑。

⑴ 作保護氣；⑵ 化工原料；⑶ 超導實驗車；⑷ 食品充氮作防腐劑等。

⒉ 氧氣：

⑴ 動植物呼吸；⑵ 醫療上急救病人；⑶ 登山、潛水、航空、宇航提供呼吸；⑷ 支持燃燒：⑸ 煉鋼、氣焊與氣割、⑹ 液氧炸彈、火箭助燃劑。

⒊ 稀有氣體：無色、無味的氣體，通電時能發出不同顏色的光，化學性質很不活潑。

⑴ 作保護氣；⑵ 制多種用途的電光源；⑶ 激光技術；⑷ 液氦冷凍機等。

六、空氣的污染及防治

1.造成空氣污染的物質：

有害氣體：一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2））和煙塵。

⒉ 污染來源：

空氣中的有害物質來自化石燃料的燃燒，石油化工廠排放的廢氣及汽車排放的尾氣。

⒊ 被污染的空氣帶來的危害：

⑴ 損害人體健康、影響作物生長、破壞生態平衡。

⑵ 存在的環境問題：溫室效應（二氧化碳含量過多引起）、臭氧空洞（飛機的尾氣、氟里昂的排放）、酸雨（由二氧化硫、二氧化氮引起）。

⒋ 防止空氣污染的措施：

加強大氣質量監測，改善環境狀態、植樹造林、使用清潔能源。

⒌ 目前空氣污染指數包括：

一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入顆粒物、臭氧。

七、綠色化學

未來化學將朝著“綠色化學”——“綠色消毀”和“綠色生產”的方向發展。

核心是利用化學原理從源頭消除污染。

特點：

⑴ 充分利用資源和能源，原料無毒無害；

⑵ 減少向環境排放廢物；

⑶ 原料中的原子全部被消納，實現零排放（在化合反應中體現）；

⑷ 生產出環境友好產品。