初中化学氧气教学课件

初中化学氧气第一章氧气的发现与基本认识年，约瑟夫普里斯特利发现氧气1774·123历史性实验重要发现科学命名普里斯特利通过使用凸透镜聚焦阳光加热氧他发现这种气体不仅能支持燃烧，还能维持化汞（HgO），观察到一种能使蜡烛明亮小鼠的生命普里斯特利自己吸入少量后，燃烧的气体被释放出来这一实验标志着氧感觉胸部轻松舒适，证实了氧气对生命呼气的首次被科学记录和识别吸的支持作用氧气的化学符号与分子式元素符号氧元素的化学符号为O，来源于希腊文氧化物一词作为元素周期表中第8号元素，氧是地球上最丰富的元素之一分子结构氧气分子式为O₂，由两个氧原子通过共价双键结合而成这种双键结构使氧气分子稳定且具有高活性，能与多种元素发生化学反应氧气在自然界的分布21%47%85%空气中含量地壳中含量水中含量氧气是空气中第二丰富的气体，仅次于氮气这以氧化物形式存在于岩石、矿物和土壤中，是地水分子H₂O中质量比为89%，海洋和湖泊中个比例几乎恒定，对于维持地球生态系统至关重壳中最丰富的元素，构成了地球固体表面的近一也溶解有少量氧气，支持水生生物的呼吸需求要半质量氧气的发现这种气体使蜡烛燃烧得异常明亮，小鼠在其中呼吸后精神焕发—约瑟夫·普里斯特利,1774年普里斯特利的实验装置虽然简单，但却革命性地改变了人类对空气组成的认识他使用的凸透镜将阳光聚焦于装有氧化汞的容器上，加热后收集释放的气体这一发现为后来的燃烧理论奠定了基础，推动了化学革命的进程第二章氧气的制取方法实验室制取氧气的两种常用方法方法一高锰酸钾热分解方法二过氧化氢催化分解将紫色晶体高锰酸钾KMnO₄置于试管中加热，高温下会分解产生氧在过氧化氢H₂O₂溶液中加入少量二氧化锰MnO₂粉末，立即发生气这种方法操作简单，但需要加热设备，适合课堂演示剧烈反应并产生氧气这种方法在常温下即可进行，反应迅速且容易控制过氧化氢分解反应反应本质过氧化氢是一种不稳定的化合物，分解为水和氧气的过程是放热反应这一过程可以自发进行，但速度很慢催化机理二氧化锰作为催化剂，能显著降低反应活化能，加快反应速率反应过程中二氧化锰的质量和化学性质保持不变现象观察高锰酸钾加热分解反应反应条件与现象实验注意事项•反应需要在400°C以上的高温条件下进行•加热时试管口略向下倾斜，防止水蒸气回流引起试管炸裂•紫色的高锰酸钾晶体受热后变为黑色固体•试管口塞棉花，防止固体颗粒随气流飞出•同时释放出无色气体（氧气）•开始加热应均匀缓慢，避免局部过热这种方法最早由瑞典化学家舍勒Scheele发现，是最经典的制氧方法之一催化剂的定义与作用加快反应速率反应后可回收催化剂能降低反应所需的活化能，使分子更容催化剂在反应前后化学性质不变，理论上可以易达到发生反应所需的能量状态，从而加快反被完全回收再利用，这是其与反应物和生成物应速度的本质区别降低能耗提高选择性通过降低反应所需的温度和压力条件，催化剂某些催化剂可以使反应朝着特定方向进行，提能减少能源消耗，使过程更加经济环保高目标产物的产率，减少副产物的生成实验装置示意图高锰酸钾加热制氧及排水法收集氧气的标准实验装置排水收集气体传输加热分解区导气管将产生的氧气引入水槽中倒置的集气试管中装入高锰酸钾晶体，用酒精灯加热，瓶内确保导管连接紧密，避免气体泄漏试管口塞上带导管的橡皮塞试管略微倾斜，防止回流水炸裂试管氧气的收集方法排水法排空气法利用氧气难溶于水的特性，将导气管插入盛水容器中倒置的集气瓶内氧气利用氧气比空气重的特性，将导气管伸入集气瓶底部，氧气由下向上逐渐充从水中冒出，逐渐填满集气瓶，置换出瓶中的水这种方法能获得较纯净的满容器并排出原有空气此方法操作简便，但收集到的气体纯度较低气体样品•优点装置简单，操作方便•优点可以直观观察气体收集量•缺点需要水槽和较多装置实验注意事项实验安全是化学学习的首要前提！防止飞溅试管倾斜在试管口塞入少量棉花，可以有效防止加热时药品颗粒随气流飞出，加热时试管口应略微向下倾斜，防止冷凝水流回高温区域导致试管炸避免污染产品气体或造成安全隐患裂角度一般控制在15°左右为宜均匀加热气密性检查酒精灯火焰应从试管底部开始均匀移动，避免局部过热特别是高锰酸钾法中，反应温度过高可能导致剧烈分解第三章氧气的物理性质本章将介绍氧气的基本物理特征及其物态变化氧气的基本物理性质感官特性密度特性氧气是一种无色、无味、无臭的气体，在常温常压下难以通过感官直氧气的密度为

1.429g/L（0°C，

101.3kPa），约为空气密度的

1.1接识别正因如此，氧气泄漏时不易被察觉，存在潜在安全隐患倍这种略高于空气的密度特性使其在静止状态下会缓慢沉降到底部溶解特性压缩特性氧气在水中的溶解度较小，20°C时每100mL水中仅能溶解约氧气可被压缩并储存在高压气瓶中，在医院、实验室和工业领域广泛

4.4mL氧气但这微量溶解的氧气对水生生物至关重要，是鱼类等应用标准钢瓶中的氧气压力通常为15MPa左右水生生物呼吸的必需品氧气的液态与固态℃℃-183-

218.8沸点熔点在标准大气压下，氧气冷却至-183℃时液液态氧继续冷却至-

218.8℃时凝固成淡蓝化成淡蓝色液体液氧具有顺磁性，能被色固体固态氧呈现浅蓝色晶体结构磁铁吸引液态氧在科学研究和工业应用中具有重要意义它是一种强氧化剂，与有机物接触可能引起爆炸在航天领域，液氧常作为火箭燃料的氧化剂；在医疗领域，液氧可用于生产高纯度医用氧气氧气在低温下呈现蓝色，是因为氧分子能吸收红色和黄色光谱，反射蓝色光谱，这也是为什么地球大气在高空看起来呈蓝色的原因之一气态无色，液态淡蓝气态氧气液态氧气•无色透明•呈淡蓝色•常温常压下稳定存在•-183℃以下存在•密度为

1.429g/L•密度为

1.141g/cm³•难溶于水•具有顺磁性，能被磁铁吸引这种颜色变化是氧分子吸收红色和黄色光线所致液氧在工业上通过空气的分离与液化制得，广泛应用于医疗、钢铁冶炼和航天领域处理液氧时必须使用特殊的绝热容器，并严格遵守安全操作规程第四章氧气的化学性质本章将探讨氧气的化学活性及其参与的主要化学反应氧气支持燃烧木条复燃实验这是验证氧气最经典的实验将带有红色火星的木条插入装有氧气的集气瓶中，木条会立即复燃并剧烈燃烧，火焰比在空气中燃烧更加明亮实验原理木条的主要成分是纤维素C₆H₁₀O₅，其燃烧需要氧气参与在纯氧环境中，燃烧反应因为氧气浓度高而更加迅速和剧烈，释放出更多的热量和光能重要结论这个实验证明氧气具有支持燃烧的性质，但氧气本身不可燃氧气是燃烧反应的必要条件之一，但不是可燃物带火星的木条在氧气中迅速复燃氧气的化学反应示例碳的燃烧铁的燃烧硫的燃烧C+O₂→CO₂+热量4Fe+3O₂→2Fe₂O₃+热量S+O₂→SO₂碳与氧气反应生成二氧化碳，放出大量热量细铁丝在氧气中燃烧会剧烈反应，产生大量火硫在氧气中燃烧产生蓝色火焰，生成具有刺激实验中表现为碳棒在氧气中剧烈燃烧并发出明花并形成黑色的四氧化三铁这一反应在工业性气味的二氧化硫气体这一反应是硫酸工业亮的白光这是一种氧化还原反应，碳被氧切割金属过程中被广泛应用，也是金属腐蚀的生产的第一步，也是大气污染物形成的重要途化，氧被还原基本原理径之一这些反应都释放热量，属于放热反应燃烧的剧烈程度取决于反应物的活性和氧气的浓度纯氧环境中，这些反应比在空气中进行得更加迅速和彻底氧气的氧化性氧与元素反应电子转移生成氧化物元素化合价升高氧化反应特点共同点应用氧气支持燃烧燃烧是物质与氧气剧烈反应的过程，伴随着热和光的产生1现象描述在氧气中，带火星的木条迅速复燃，火焰明亮而持久这比在空气中燃烧更加剧烈，证明了氧气浓度对燃烧的影响2化学原理木条中的碳水化合物与氧气反应，释放二氧化碳、水和大量热能氧气浓度越高，燃烧越剧烈，这也是纯氧环境中火灾特别危险的原因3实验意义这一经典实验不仅证明了氧气支持燃烧的性质，也是鉴别氧气的重要方法，为理解燃烧过程和氧气性质提供了直观证据第五章氧气的应用与安全本章将探讨氧气在现代社会中的广泛应用及安全使用注意事项氧气的工业与生活应用钢铁冶炼医疗领域氧气喷吹技术大大提高了钢铁冶炼效率，加速了炉内反应进程，降低了能源消耗，是现代钢铁工医用氧气广泛用于救治呼吸系统疾病、心脑血管业的核心技术疾病患者，高压氧舱治疗可加速伤口愈合，潜水减压病治疗也离不开氧气切割焊接氧-乙炔焊接切割利用高温火焰熔化金属，可快速切割厚重金属板材，广泛应用于船舶、桥梁、建筑等制造业航空航天化学工业液态氧是火箭燃料的重要氧化剂，与燃料混合后提供强大推力宇航员呼吸系统也依赖高纯度氧氧气是生产硫酸、硝酸等重要化工原料的基础，气供应也用于废水处理中的氧化过程，促进有机物分解氧气的应用范围极其广泛，从维持生命到工业生产，从环境保护到科学研究，无处不见氧气的身影深入理解氧气的性质，有助于我们更好地利用这一宝贵资源氧气的安全注意事项氧气本身不可燃，但能强烈助燃！高浓度氧气环境下，许多物质的燃点大大降低，甚至可能自燃严禁明火避免油脂氧气环境中严禁吸烟、明火和其他火源，即使是平时不易燃烧的物质在富氧油脂类物质与高压氧接触可能发生爆炸，因此氧气设备的阀门和接口严禁沾环境中也可能剧烈燃烧实验室和工业场所应设置明显的警示标志染油脂维修氧气设备的工具必须清洁无油正确操作通风换气使用氧气钢瓶时，应缓慢开启阀门，避免压力突变钢瓶应固定放置，防止使用氧气的场所应保持良好通风，防止氧气浓度过高如发现氧气泄漏，应倾倒切勿自行拆卸或改装氧气设备的任何部件立即关闭阀门并打开门窗通风，撤离人员安全使用氧气不仅关系到个人安全，也是保障公共安全的重要环节学校、医院和工业场所应定期开展氧气安全培训，提高安全意识氧气与生命呼吸作用光合作用人体通过呼吸作用吸入氧气，在细胞内与葡萄糖发生氧化植物通过叶绿体进行光合作用，利用阳光能量将二氧化碳反应，释放能量维持生命活动，同时产生二氧化碳和水和水转化为葡萄糖，同时释放氧气这一过程是地球大气这一过程每天消耗约550升氧气中氧气的主要来源生物组成水生生态氧元素是人体最丰富的元素之一，约占体重的65%它以水中溶解的氧气支持鱼类和其他水生生物的呼吸溶解氧水、蛋白质、碳水化合物等形式存在于人体各个组织和器含量是评价水体质量的重要指标，低氧环境会导致水生生官中物死亡氧气和生命之间的关系体现了自然界物质循环的奇妙通过呼吸作用和光合作用，氧气、二氧化碳和水在生物圈内不断循环，维持着地球生态系统的平衡课堂实验互动设计0102氧气制取实验验证氧气性质学生分组完成过氧化氢分解制取氧气实验，观察并记录反应现象，包括气用木条、蜡烛、硫粉等不同物质测试氧气的助燃性，观察并比较它们在空泡产生情况、温度变化等讨论催化剂的作用及实验中的注意事项气中和纯氧中燃烧的区别记录燃烧速度、火焰颜色、产物等变化0304铁丝燃烧实验成果展示与讨论将细铁丝卷成螺旋状，一端固定在导线上，加热至红热后迅速插入盛有氧各小组展示实验结果，分享实验过程中的发现和体会讨论氧气性质与日气的集气瓶中观察铁丝在氧气中燃烧的剧烈现象和产生的铁锈常生活的联系，如森林火灾、医用氧气等话题，加深对化学知识的理解通过亲手实验，学生能直观理解氧气的制备方法和化学性质，培养科学探究精神和实验操作技能实验过程中强调安全意识和科学态度，引导学生养成良好的实验习惯课后复习与思考题基础知识回顾深度思考题

1.氧气的化学符号和分子式分别是什么？

1.为什么氧气能支持燃烧却不自燃？从化学反应本质角度解释

2.简述氧气在自然界中的分布情况

2.如何从微观角度解释催化剂加快反应速率但自身不消耗的现象？

3.列举两种实验室制取氧气的方法，并写出相应的化学反应方程式

3.分析高浓度氧气环境中为什么会增加火灾危险，并提出相应的安全措施

4.什么是催化剂？二氧化锰在过氧化氢分解反应中起什么作用？

4.讨论人类活动对大气氧含量的影响，如森林砍伐、化石燃料燃烧等

5.描述氧气的物理性质和化学性质

5.设计一个简易装置，可以测定空气中氧气的含量实验探究资料收集创意报告探索不同条件温度、浓度、催化剂对过氧化查阅资料了解氧气在医疗、工业、环保等领域撰写氧气与我们的生活主题报告，展示氧气氢分解速率的影响的最新应用对人类文明的重要性总结氧气的基本认识1化学符号O，分子式O₂物理与化学性质2无色无味气体，支持燃烧实验室制备方法3高锰酸钾加热和过氧化氢分解广泛应用与安全使用4医疗、工业、生活中的重要应用及安全注意事项生命与生态平衡5呼吸作用与光合作用的平衡，维持生态系统氧气循环氧气作为地球上最重要的元素之一，不仅支持着生命活动，也是现代工业和科技发展的基础通过本课程的学习，我们认识到化学知识与日常生活的紧密联系，培养了科学探究精神和实验技能在今后的学习中，希望同学们能将化学知识应用到实践中，用科学的眼光观察世界，用化学的思维解决问题，成为具有科学素养的新时代青少年。