2.1 空气的成分
第一课时
【教学目标】：1.知识与技能
（1）认识空气的成分，说出各成分的大致含量
（2）了解混合物及纯净物的概念。
2.过程和方法：通过对空气成分的认识，了解和区分混合物与纯净物。
3.情感、态度与价值观：了解空气的成分及其作用，以便更好
的服务于我们人类的生产和生活。
【教学重点】：空气的主要成分及其体积分数，混合物与纯净物。
【教学难点】：混合物与纯净物的概念及其运用。
【教学工具】：用于测定空气成分的实验器材;相关各种气体用途的图片；多媒体视频；小黑板等。
【教学方法】：在小学科学课和初中生物课中，学生对空气和呼吸作用已有一定的认识，教学中要充分调动学生已有的知识基础，通过[实验2-1]，由学生推理出结论：空气中含有约1／5体积的O2，这些O2在燃烧过程中被消耗掉。要向学生讲解烧杯中的水倒流人集气瓶内的物理学原因。
空气各种成分的含量多少是以体积分数表示的。部分学生对体积分数的概念不易理解，必要时可向学生解释：对照课本空气成分的体积分数表中数据，若把21mLO2、78mLN2与0.94mL稀有气体、0．03mLCO2以及0．03mL的水蒸气或其他杂质混合到一个100mL的容器内，各种气体是极易扩散均匀的，这样就人工造成100mL空气了。每种气体的体积与总体积相比，就是这种气体在混合气体中的体积分数(通常用百分数表示)。空气中各成分的体积分数既是相对稳定的，又不是绝对不变的，这是教学上的一个难点，有必要向学生说明。在不同地区或同一地区的不同时间里，空气的某些成分的含量会发生变化。例如，人口密集或工厂密集的地区，CO2的含量会偏高。人们常把CO2、H2O和其他杂质称为空气的可变成分，它们占空气的分数虽然很少，但其效果不容忽视。
在学习N2和稀有气体的用途时，要充分利用图2-5，培养学生性质决定用途的学科思维方法。
在学习混合物和纯净物的概念时，要紧密联系有关实验事实和生活中的具体事例，帮助学生形成概念，要注意分析对比两者的异同点，结合有关习题，指导学生运用概念。教材已出现了Cu、O2、CuO、N2、CO2、H2O等化学式，可以提早向学生介绍这些化学用语，并指出：混合物不是一种单纯的物质，所以不能用一个化学式来表示，而每种纯净物都有固定的组成，都可用一个化学式表示一种纯净物。此外还应向学生指出，自然界和生活中绝大多数物质都是混合物，化学研究大都以纯净物为研究对象。要注意向学生展示已学过的知识信息，要明确指出：“吸人的空气”来自空间，就是“空间的新鲜空气”，某个敞口的空瓶里装的就是新鲜空气了。
◆课前预习:
(1)课文并思考，解决下列问题或提出自己的见解：
①通过[实验2-1]认识空气的成分有那些？
②了解组成空气的主要物质成分所占的比例。
③通过阅读课文了解氮气和稀有气体对人类的用途
④通过对空气物质成分的认识，了解和区分混合物与纯净物。
（2）查阅相关信息，结合自己的观点，进一步了解各种空气成分的用途。更进一步认识混合物与纯净物的区别。
（3）2－3人一组（自由组合），将自己的学习成果制作成Powerpoint演示文稿或制作成小展板，供课堂用。
◆教学过程设计
[引言]大家在§1．4的探究实验中知道，铜片在用胶塞塞紧管口的试管内受热，发生了变化。那么，试管内除铜片之外，还有什么物质?为什么后来打开了管口胶塞再加热时，未变黑的铜片会继续变黑?
大家想想：在“空空如也”的教室里、在“空旷”的野外、在一个瓶口向下的无盖瓶子中，那里有什么“东西”?
[讨论]讨论交流上述问题后，由学生发言去列举一个实实在在感觉到空气存在的例子，看看全班能举出多少个例子。(如：煽动扇子成风；自行车充气后能载重；封住针筒的针口再推压针筒；空集气瓶口向下往装水的水槽中垂直下压感到压力，再把瓶子侧倒时水槽内有气泡冒出等等)。引导学生回忆已有知识，自由
发言，讨论一下空气与我们的生活有何关系?空气的成分是什么?
[板书课题]§2．1 空气的成分
[设问]1．空气是一种物质吗?
2．空气里究竟有什么物质?
3．如何测定空气中氧气的体积分数?
[实验和观察]演示[实验2—1]，引导学生认真观察，及时思考，并填写教材第31页中的表。讨论出该实验的结论。(瓶内原先有一整瓶空气，磷的燃烧需要氧气
4P+5Ｏ2====2P2O5。
燃烧停止是由于瓶内的氧气耗尽，冷却后松开止水夹，由于烧杯水面受大气压强作用，水倒流人瓶内，又因只进入1／5瓶水，说明一整瓶的空气已消耗了1／5体积，由此推出一整瓶空气中含有约1／5体积的氧气。)
[阅读与讨论] 展示阅读提纲，阅读有关教材内容，讨论后教师做适当归纳。
1．空气中各种成分的体积分数是多少?
2．空气的组成是怎样发现的?
3．氮气和稀有气体有什么特性和用途?
4．空气各组分的比例是否固定不变?
[板书] 怎样区分混合物和纯净物?
[形成概念] 大家已见过下列符号：Cu、CuO、O2、N2、CO2、H2O，它们分别代表什么物质?(学生答)每个化学符号代表一种纯物质，这样的纯物质称为——。如果把Cu与CuO两种粉末混在一起，能叫做铜粉吗?把O：与N：混合起来呢?(学生答)什么样的物质才称为混合物?(讨论、表达)
[讨论]混合物与纯净物有何异同?
(启发：从组成是否固定，各组分能否保持其单独存在的化学性质，由多少种纯物质组成，能否用物理方法把各组分分离开来等四方面去思考。)
[思考]从四个方面比较混合物与纯净物的区别：
◆教学反思
同学们通过科学实验，对于看不见而又摸不着的空气有了真正的认识，认识到了空气这种混合物有了科学的依据，并对不同物质的空气成分及其作用有了深刻认识。对我们很好的利用空气资源有了科学依据，同时同学们对于混合物与纯净物的区别也有了更好的理解和更深刻的认识。对以后的微观认识和探索也奠定了基础。
◆拓展
[知识拓展]
1．空气成分的发现史
17世纪中叶以前，人们对空气和气体的认识还是模糊的，到了18世纪，通过对燃烧现象和呼吸作用的深入研究，人们才开始认识到气体的多样性和空气的复杂性。
18世纪初，一位爱好植物学的英国牧师黑尔斯(S．Hales，1677—1761)发明了集气槽，改进了排水集气法。
1772年英国化学家卢瑟福(D．Rutherford,1749—1819)在密闭容器中燃烧磷，除去寻常空气中可助燃和可供动物呼吸的气体，对剩下的气体进行了研究，发现这种气体不被碱液吸收，不能维持生命，具有可以灭火的性质，因此他把这种气体叫做“浊气”或“毒气”。同年英国化学家普利斯特里(J．Priestley，1733—1804)也了解到木炭在密闭于水上的空气中燃烧时，能使1／5的空气变为碳酸气，用石灰水吸收后，剩下的气体不助燃也不助呼吸。
1774年普利斯特里利用一个直径为一英尺的聚光镜来加热各种物质，看看它们是否会分解放出气体，他还用汞槽来收集产生的气体，以便研究它们的性质。
