化学氧气教学课件

化学氧气教学课件第一章氧气的基本认识氧气简介基本信息含量分布化学符号空气中约占O₂21%原子序数是地球大气的重要组成部分8无色无味无臭气体维持生物呼吸的必需气体历史发现发现时间年1774约瑟夫普里斯特利·卡尔舍勒·氧气的物理性质温度特性密度与溶解性特殊性质•沸点-

182.96℃•比空气重•液态氧呈淡蓝色•熔点-

218.79℃•微溶于水•具有强磁性（顺磁性）•常温下为气态•20℃时在水中溶解度约为

0.031g/L•可被磁铁吸引低温时可液化为淡蓝色液体温度升高时溶解度降低••氧气的化学性质概览强氧化性生物反应化合反应氧气是强氧化剂，能与多种金属和非金属元素参与生物体内的呼吸作用和细胞代谢过程，是形成氧化物、过氧化物等多种化合物，参与复发生反应，生成相应的氧化物这种强氧化性有氧呼吸的必需物质在细胞线粒体中参与杂的氧化还原反应这些反应在自然界和工业使其在燃烧和工业冶炼中发挥重要作用的合成，为生命活动提供能量生产中都有广泛应用ATP氧气的发现约瑟夫普里斯特利在年通过加热氧化汞首次制得并研究了氧气，他称之为脱·1774燃素空气几乎同时，瑞典化学家卡尔舍勒也独立发现了氧气这一发现彻底改·变了人们对燃烧现象的认识第二章实验室制取氧气实验室制取氧气是化学学习的重要实验之一通过掌握不同的制取方法，我们可以深入理解化学反应原理、催化剂作用和实验操作技能制取氧气的常用方法010203加热高锰酸钾分解制氧过氧化氢催化分解制氧氯酸钾加热分解制氧2KMnO₄→K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑2H₂O₂→2H₂O+O₂↑MnO₂催化2KClO₃→2KCl+3O₂↑MnO₂催化操作简单，产气稳定，但需要高温加热，试管易反应温和，容易控制，安全性高，产气速度快产氧量大，纯度高，但氯酸钾有一定危险性，需炸裂，需要特别注意安全操作适合课堂演示实是实验室最常用的制氧方法，便于学生实际操要严格控制反应条件和温度多用于工业制氧验作过氧化氢分解制氧实验反应原理实验现象•加入催化剂后立即产生大量气泡•带火星的木条接近气体时复燃•反应过程中溶液温度略有升高催化剂作用二氧化锰能显著加速反应速率，但自身的质量和化学性质在反应前后保持不变高锰酸钾制氧实验反应方程式关键操作要点试管口塞少量棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管堵塞气路试管略向下倾斜，防止生成的水蒸气冷凝回流导致试管炸裂加热温度需要达到以上，高240°C均匀加热，避免局部过热造成试锰酸钾才能充分分解产生氧气反应•管破损是吸热的分解反应安全注意事项实验结束时必须先移出导气管，再熄灭酒精灯，防止水倒吸入热试管导致炸裂加热过程中要持续观察反应情况氧气收集装置介绍加热装置气体发生装置气体收集装置酒精灯提供稳定热源试管反应容器，耐热玻璃制成水槽盛装水，用于排水法收集铁架台固定和支撑试管橡皮塞密封试管口，插入导气管集气瓶收集和储存氧气试管夹便于移动和操作导气管引导气体流向收集装置玻璃片封闭集气瓶口，保存气体排水法收集氧气是基于氧气不易溶于水的性质当氧气通过导管进入盛满水的集气瓶时，会将水排出，从而收集到纯净的氧气气密性检查与操作步骤开始收集氧气气密性检查当导管口气泡连续均匀产生时，说明氧气生成稳定，可以开始收集装置连接完成后，用手紧握试管，观察导管口是否有连续均匀的气泡将集气瓶倒扣在水中，用导管引气体进入冒出如有气泡说明装置气密性良好，可以进行实验保存氧气判断收集完毕盖好玻璃片后，将集气瓶从水中取出，瓶口朝上正立放置，防止氧气当集气瓶中的水基本被气体排完，瓶口有气泡逸出时，说明氧气已收逸出，便于后续实验使用集满此时用玻璃片在水中盖住瓶口实验操作注意事项实验准备加热操作结束程序先检查气密性，确保装置完整密封，再装入预热试管后再集中加热药品部位，避免骤然实验结束时先取出导气管，再熄灭酒精灯，药品检查所有玻璃器件是否有裂纹，确保受热导致试管炸裂加热要均匀，火焰不宜这个顺序绝对不能颠倒，防止水倒吸炸裂试实验安全过大管安全第一！实验过程中要戴护目镜，避免化学试剂溅入眼睛实验台要保持整洁，及时清理洒落的化学试剂制取氧气的标准装置标准的氧气制取装置包括气体发生部分和气体收集部分发生装置用于产生氧气，收集装置用于纯化和储存气体两部分通过导气管连接，形成完整的实验系统第三章氧气的化学性质与应用氧气具有强烈的氧化性，能够支持燃烧并与多种物质发生反应了解氧气的化学性质对于掌握燃烧原理、氧化还原反应和实际应用都具有重要意义氧气的燃烧性质实验铁丝燃烧实验木炭燃烧实验安全措施细铁丝在纯氧中燃烧比在空气中燃烧更加剧烈，木炭在氧气中燃烧发出白光，放出大量热量，生集气瓶底部铺细沙或少量水，防止高温燃烧产物火星四射，发出耀眼白光，生成黑色的四氧化三成无色无味的二氧化碳气体，比在空气中燃烧更落下时炸裂玻璃瓶，确保实验安全进行铁旺盛3Fe+2O₂→Fe₃O₄C+O₂→CO₂氧气的氧化作用氧化反应物质与氧结合生成氧化物的反应•金属氧化2Mg+O₂→2MgO•非金属氧化S+O₂→SO₂•有机物氧化CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O还原反应氧化物失去氧元素的反应•金属冶炼Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂•氢气还原CuO+H₂→Cu+H₂O•碳还原2CuO+C→2Cu+CO₂氧化还原反应是同时发生的，一种物质被氧化，另一种物质必然被还原判断氧化还原反应的依据是元素化合价是否发生变化在氧化还原反应中，失去电子的物质被氧化，得到电子的物质被还原氧化剂被还原，还原剂被氧化催化剂的作用催化剂定义加速反应在化学反应中能改变反应速率，而本身的质量二氧化锰催化过氧化氢分解，使反应速率大大和化学性质在反应前后都不改变的物质提高，在工业生产中应用广泛工业价值生物应用工业生产中使用催化剂可以提高产率、降低成生物体内的酶就是生物催化剂，参与各种生命本、减少副反应，具有重要经济意义活动，如消化、呼吸等过程催化剂通过提供新的反应路径，降低反应的活化能，从而提高反应速率但催化剂不能改变反应的热效应和平衡位置氧气的工业与生活应用医疗氧气疗法钢铁冶炼工业航空航天推进医用氧气广泛应用于呼吸系统疾病治疗、急救医炼钢过程中使用纯氧能大大提高燃烧效率和炉液态氧是火箭发动机的重要氧化剂，与燃料反应疗和外科手术中高纯度氧气能够有效改善患者温，加速炉料熔化，提高钢材质量氧气转炉炼产生巨大推力在太空探索中，氧气不仅用于推的缺氧状态，支持重要器官功能在重症监护、钢是现代钢铁工业的主要工艺，显著提高了生产进系统，还为宇航员提供生命支持是人类征服新生儿护理等领域发挥关键作用效率和产品品质太空不可缺少的物质氧气的安全知识防火防爆远离火源浓度监控严禁油脂接触氧气设备，油类物质在纯氧环禁止明火靠近氧气瓶和氧气设备，包括吸环境中氧气浓度过高有潜在危险，正常空气境中极易燃烧甚至爆炸氧气瓶阀门、管道烟、打火机、电焊等氧气能强烈支持燃中氧气含量约，当浓度超过时，材21%25%和工具都必须保持清洁，避免油污染烧，遇到火花可能引起严重事故料的燃点降低，火灾危险增加使用氧气时要注意通风，避免在密闭空间内大量释放氧气储存氧气瓶时要远离热源，避免阳光直射，确保安全阀完好氧气的环境意义生态平衡维护植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，维持大气中氧气和二氧化碳的平衡这个过程是地球生态系统的基础，支撑着所有需氧生物的生存全球氧循环海洋中的浮游植物和陆地森林是地球氧气的主要来源亚马逊雨林被称为地球之肺，每年产生大量氧气，对全球气候调节起着关键作用氧气的自然来源光能6CO₂+6H₂O+→C₆H₁₂O₆+6O₂光合作用是地球上最重要的化学反应之一，绿色植物利用光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，为地球提供了持续的氧气供应氧气的分子结构与同素异形体O₂分子结构臭氧O₃结构对比性质O₂O₃分子形状直线形V形稳定性稳定不稳定双键特性两个氧原子通过双共价键结合电子配置每个氧原子有6个价电子氧化性较强极强•分子具有顺磁性，可被磁场吸引颜色气味无色无味淡蓝色，刺激性气味•键长约为121皮米，键能为498千焦/摩尔氧气的物理性质总结表物理性质气态氧气液态氧气颜色无色淡蓝色状态温度-

182.96℃-

218.79℃~-

182.96℃密度g/L

1.4290℃,1atm1140-183℃在水中溶解度微溶

0.031g/L-磁性顺磁性强磁性导电性不导电不导电液态氧在工业上主要用作火箭燃料的氧化剂，其淡蓝色外观和强磁性是区别于其他液体的重要特征在医疗和工业应用中，通常使用压缩气态氧气氧气的化学反应方程式汇总123氧气制取反应金属燃烧反应非金属燃烧反应2H₂O₂→2H₂O+O₂↑催化剂MnO₂3Fe+2O₂→Fe₃O₄铁丝燃烧，火星四C+O₂→CO₂木炭燃烧，白光放热射S+O₂→SO₂硫粉燃烧，蓝色火焰2KClO₃→2KCl+3O₂↑催化剂2Mg+O₂→2MgO镁带燃烧，白光耀眼4P+5O₂→2P₂O₅磷燃烧，白烟产生，加热MnO₂2KMnO₄→K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑加热4Al+3O₂→2Al₂O₃铝粉燃烧，高温火花这些反应都是氧化反应，氧气作为氧化剂，被燃烧的物质作为还原剂反应都会放出热量，有些还会发光实验小结反应原理掌握操作技能训练深入理解氧气制取的三种主要方法，掌熟练掌握气密性检查、气体收集、实验握催化剂在过氧化氢分解中的重要作安全等基本操作，培养严谨的实验态度用，了解分解反应的基本特征和条件要和规范的操作习惯求性质验证实验通过燃烧实验验证氧气的助燃性和氧化性，观察不同物质在氧气中的燃烧现象，理解氧化反应的本质通过系统的实验学习，我们不仅掌握了氧气的制取方法和化学性质，更重要的是培养了科学探究的思维方式和实验技能课堂练习题010203反应类型判断化学方程式书写催化剂作用解释判断下列反应属于哪种类型（氧化、还原、分写出下列反应的化学方程式并配平解释催化剂在化学反应中的作用机理，说明为什解、化合）么催化剂能够改变反应速率而自身不发生变化？过氧化氢在二氧化锰催化下分解•举例说明生活中常见的催化现象•2HgO→2Hg+O₂↑红磷在氧气中燃烧••2H₂+O₂→2H₂O加热氯酸钾制取氧气••Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂课后作业与预习作业要求预习内容认真阅读教材第二章相关内容，重点理解氧气的化学性质和制取原理氧气的工业制取方法了解分离液态空气制氧的原理和流程完成课本练习题题，重点练习化学方程式的书写和配平1-15氧化还原反应预习氧化还原反应的概念、特征和判断方法整理实验笔记，画出氧气制取装置图，标注各部分名称和作用化合价概念学习化合价的定义、标法和在化学反应中的变化规律思考题为什么说氧气既是生命之源，又可能成为危险因素？请结合氧气的性质和应用实例进行分析动手实践，理解氧气制取理论联系实际，通过动手实验深化对氧气制取原理的理解实验不仅是验证理论的手段，更是培养科学思维和创新能力的重要途径让我们在实践中发现化学的奥秘！结束语工业支柱生命之源在钢铁冶炼、化工生产、医疗等领域发挥不可替代的作用氧气是维持地球生命的基础元素，参与呼吸作用和细胞代谢反应基础氧化还原反应的核心参与者，是化学反应的重要组成部分未来探索为后续化学学习奠定坚实基础，开启科学探索之实验载体门通过氧气实验培养科学思维和实验技能掌握氧气的性质与制取方法，为后续化学学习打下坚实基础期待大家积极探索，勇于实验，成为化学小能手！让我们在化学的世界里继续前行，探索更多精彩的科学奥秘。