文档文本内容
第04 讲 空气的组成
内容导航
01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构
情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣
深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路
即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容
03 过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提
预习目标
1.了解拉瓦锡测定空气成分的著名实验；
2.能依据观察的实验现象初步推断空气的主要成分；
3.能从组成上对物质进行分类，识别纯净物和混合物；
4.能体会科学家在探索空气成分过程中的智慧和方法。
预习重点
1.用红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验原理、现象和结论。
2.区分一些典型的混合物与纯净物；
3.氮气和稀有气体的性质与用途。
预习难点
1.混合物与纯净物概念的辨析；
2.实验现象的观察与分析。
问题1：“同学们请看，这个敞口的集气瓶里‘有东西’吗？（学生可能回答‘没有’或‘有空气’）很多同学会觉
得里面是‘空的’，其实不然。我们能不能设计一个实验，证明这个‘空’瓶子里充满了空气呢？”
情｜境｜启｜思
问题2：“同学们请看这套装置。如果把左边集气瓶中的空气‘捕获’到右边集气瓶中，我们可以怎么做？请观
察装置图，思考它的原理。这种方法叫做‘排水集气法’——因为空气不溶于水，所以可以用水把空气‘挤’过
去。”
问题3：“空气看得见摸不着，那么在几百年前，科学家们是怎么研究它的呢？18 世纪，法国化学家拉瓦锡
做了一个著名的实验。他用金属汞在密闭容器中连续加热，发现一部分银白色的汞变成了红色的粉末，同
时容器内的空气体积减少了约1/5。拉瓦锡由此得出结论：空气不是一种单一的物质，而是由两种气体组成
的——一种能助燃、有助于呼吸，他命名为‘氧气’；另一种不助燃、不支持呼吸，叫做‘氮气’。”
问题4：“拉瓦锡的实验为我们指明了方向——空气中含有氧气和氮气。今天，我们能否用更简便的方法来
测定空气中氧气的含量呢？请大家观察这套装置。如果让红磷在集气瓶中燃烧，消耗掉瓶内的氧气，然后
打开止水夹，你猜会发生什么？水会倒流进集气瓶吗？倒流的水的体积和氧气有什么关系？
知识点01 空气组成的测定
空气组成的测定
1.实验探究：“捕获”空气实验
（1）原理：在装有空气的集气瓶上安装一个分液漏斗和一个通向另一个集气瓶的导管，另一个集气瓶装满
水，倒放在水槽中。通过分液漏斗向集气瓶中不断注入水，集气瓶中的水增多，压强增大，空气会沿着导
气管进入另一个集气瓶中，并将瓶中的水排出，这样空气就从集气瓶中进入另一集气瓶中。
（2）仪器和装置如下图：
2.空气中氧气体积分数的测定
深｜研｜精｜炼
注意事项：
1.装置连接完成后要先检查装置的气密性；
2.检查装置气密性的方法：
升温法
把导管放入水中，用手紧握(或用酒精灯微热)容器，若水中导
管口有气泡冒出，松开手后(或移开酒精灯)，导管内形成一段
水柱，说明装置气密性良好
液面差法
关闭弹簧夹，往长颈漏斗中注入水，使漏斗中液面高于容器中
液面，静置一会儿，液面高度不变，即形成稳定的液面差，说
明装置气密性良好
实验原理
及装置
利用红磷燃烧（只消耗氧气，不消耗空气中其他成分）消耗密闭容器内空气中的氧气，
使密闭容器内压强减小，在大气压的作用下，进入容器内水的体积即减少的氧气的体积。
实验原理
及装置
__________________________________
反应的文字表达式为：磷（P） + 氧气 (O2)
五氧化二磷(P2O5)
实验步骤
（1）连接仪器，检查装置的气密性。
（2）在集气瓶中预装少量的水（①吸收有毒的五氧化二磷②吸热加快降温防止热的燃
烧物溅落炸裂瓶底），将集气瓶的容积划分为5 等份并加以标记。
（3）用止水夹夹紧橡胶管，在燃烧匙内装入足量的红磷。
（4）在酒精灯火焰上点燃红磷后，将燃烧匙迅速伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞。
（5）燃烧结束待集气瓶冷却到室温后，把导管插入盛水的烧杯中（烧杯内的水要足
量），打开止水夹。
实验现象
红磷燃烧，产生大量白烟，并放出热量；冷却至室温后，打开止水夹，烧杯中的水沿导
管进入集气瓶，进入的水的体积约占集气瓶容积的1/5
实验分析
红磷燃烧生成的五氧化二磷为白色固体，极易溶于水且几乎不占有体积，燃烧消耗了集
气瓶内的氧气，使瓶内气体减少，压强减小；冷却后，容器内气压小于外界大气压，打
开止水夹，在大气压的作用下，水会进入集气瓶占据消耗氧气的体积
实验结论
氧气约占空气总体积的1/5
[该实验还能得出氮气的两点性质：①不易溶于水（物理性质）；②不能燃烧也不支持
燃烧（化学性质）]
3.测定空气中氧气体积分数时产生误差的原因。
结果
可能原因
影响
装置漏气
反应结束后外界空气进入
红磷量不足
氧气不能完全被消耗
测定结
果小于1/5
未待装置冷却到室温就打开止水夹
温度较高，剩余气体处于膨胀状态，瓶内
压强较大
点燃的红磷插入瓶中后未立即塞上橡皮塞
空气受热膨胀，部分逸出
测定结
果大于1/5
实验前止水夹未夹紧
部分空气受热膨胀沿导管逸出
【特别提醒】
1.选用红磷作为反应物，是由于红磷能与空气中的氧气反应，且生成物为固体，能使反应后容器内的气
压减小。
2.实验时，集气瓶中先放少量水，既可以吸收生成的五氧化二磷固体，又可以吸收热量，使装置较快冷
却。
3.实验时要注意：保证装置气密性良好，塞紧橡皮塞，冷却至室温后才能打开弹簧夹。
【例1】（2026·云南昆明·二模）借鉴科学家的智慧，测定空气中氧气含量装置如下图，以下说法正确的是
（
）
A．图1：曲颈甑内液态汞表面产生黑色粉末
B．图2：图中的红磷可以换成木炭也可以达到目的
C．红磷相较于汞有反应更快且无毒的优点
D．原理：物质与氧气反应，装置内压强变大，液体倒吸
【答案】C
【详解】A. 图1 中，曲颈甑内的液态汞会和空气中的氧气发生反应，生成红色的氧化汞粉末，故选项说法
错误；
B. 木炭燃烧生成二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，无法测定空气中氧气含量，故选项说法错误；
C. 汞有毒且反应速率慢，红磷无毒、反应速率更快，故选项说法正确；
D. 这个实验的原理是物质和氧气发生反应，消耗掉装置内的氧气，使装置内的压强变小，外界的大气压会
将液体压入装置内，而不是压强变大，故选项说法错误。
故选：C。
【即练1】（2026·广西南宁·二模）在利用数字化传感器测定空气中氧气含量的实验中，装置如图1，测得
数据曲线如图2。下列说法不正确的是（
）
A．图2 中的X 曲线表示温度变化
B．保证装置气密性良好是本实验成功的关键之一
C．集气瓶容积125mL，实验前瓶中有25mL 水，实验结束后理论上水的体积约为50mL
D．实验中氧气浓度传感器读数逐渐减小，最终保持稳定
【答案】C
【详解】A.红磷燃烧放热，装置内温度先升高，反应结束后冷却至室温，温度回落至初始值附近，X 曲线
符合温度变化规律，正确；
B.若装置气密性不佳，外界空气会进入集气瓶，导致进入的水体积偏小，实验误差增大，因此气密性良好
是本实验成功的关键，正确；
C.集气瓶总容积为125mL，实验前瓶内有25mL 水，因此瓶内空气体积为125
25
100
mL
mL
mL
-
=
。氧气约占
空气体积的1
5 ，因此消耗氧气体积为
1
100
20
5
mL
mL
´
=
，实验结束后进入瓶内的水体积为20mL，最终瓶内
水的体积为25
20
45
mL
mL
mL
+
=
，并非50mL，错误；
D.红磷燃烧消耗氧气，氧气浓度逐渐降低，当氧气浓度低至不足以支持红磷燃烧时，浓度不再变化，保持
稳定，正确。
【即练2】（25-26 八年级下·山东潍坊·期中）化学学习小组开展“测定空气中氧气含量”的探究活动。
【设计实验】设计并利用图1 装置测定空气中氧气的含量。
(1)红磷燃烧的文字表达式是______________。
【优化实验】
(2)暖宝宝贴的工作原理是铁粉与氧气缓慢反应。图2 为用氧气传感器分别测得利用暖宝宝贴和红磷在密闭
装置内实验时氧气的含量变化图像。对比分析，使用暖宝宝贴测空气中氧气含量的优点是___________。
【反思交流】
(3)如图2 所示，利用红磷测定空气中氧气含量实验中，氧气含量从8.05%上升到9.26%的原因可能是
___________（写出1 点即可）。
【创新应用】
小组同学将该实验创新设计如图3，已知食品脱氧剂（以铁粉为主的物质组成）通过化学反应能除去密闭包
装袋中的氧气，减缓食品氧化。相关数据如下表所示：
实验时间
/min
0
5
10
30
35
45
量筒中液
面的刻度
/mL
80
65
50.5
43.1
43.1
43.1
(4)根据表中数据计算，空气中氧气的体积分数为_____（用百分数表示）。
【构建模型】
构建合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。以下是测定空气中氧气含量的思维模型：
(5)从建模角度分析，图1 装置中烧杯内水所起的作用归属于上述思维模型中的_____（填标号）。
【答案】(1)
+
uuuuur
点燃
红磷
氧气
五氧化二磷
(2)消耗氧气更彻底，测定结果更准确
(3)装置气密性不佳，反应结束后外界空气进入装置
(4)20.5%
(5)④
【详解】（1）红磷在点燃条件下与氧气反应生成五氧化二磷，按照文字表达式书写规则作答即可。
（2）由图2 可知，暖宝宝贴反应后装置内剩余氧气仅为0.05%，远低于红磷燃烧后剩余的氧气含量，测定
误差更小，且不需要点燃操作，更安全环保。
（3）氧气含量上升说明装置内进入了含氧气的外界气体，因此是装置气密性不好导致。
（4）广口瓶内空气体积为180mL，消耗氧气的体积等于倒吸入广口瓶的水的体积，即
80
43.1
36.9
mL
mL
mL
-
=
，因此氧气体积分数为36.9
100%
20.5%
180
mL
mL ´
=
。
（5）烧杯中的水在装置内氧气消耗、气压减小时会进入集气瓶，进入水的体积等于消耗的氧气体积，作用
是间接测量消耗气体的体积，对应思维模型中的④。
知识点02 纯净物和混合物的区别与联系
纯净物和混合物的区别与联系
纯净物
混合物
概念
只由一种物质组成
由两种或两种以上物质混合而成
组成
固定，可用专门的化学符号表示，如氧气可
用O2 表示
不固定，不能用化学符号表示
性质
有固定的物理性质和化学性质
混合物中各种成分都保持原有的化学性质
举例
氮气(N2)、氧气(O2) 等
空气、海水、食盐水等
联系
说明
实际应用中，绝对纯净的物质并不存在，当其中杂质成分的含量极少时，即可认为是纯净物
【特别提醒】
区分纯净物和混合物的方法：
根据所含物质的种类来判断，如洁净的空气是混合物（含多种物质）、冰水共存物（只含一种物质）
是纯净物。
【例2】（2026·湖南长沙·一模）下列物质属于纯净物的是（
）
A．冰可乐
B．脱硫燃煤
C．新鲜空气
D．氢氧化镁
【答案】D
【详解】A. 冰可乐中含有水、二氧化碳、糖类、食品添加剂等多种物质，属于混合物，错误；
B. 脱硫燃煤仅去除了含硫杂质，主要成分为碳，还含有其他无机杂质，属于混合物，错误；
C. 新鲜空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种气体，属于混合物，错误；
D. 氢氧化镁仅由一种物质组成，属于纯净物，正确。
【即练3】（2026·吉林·模拟预测）下列各组物质中，前者是纯净物，后者是混合物的是（
）
A．食盐水、海水
B．稀有气体、石油
C．二氧化碳、氮气
D．二氧化硫、空气
【答案】D
【详解】A. 食盐水由NaCl 和水混合而成，海水含多种盐、水等物质，二者均为混合物，错误；
B. 稀有气体由氦气、氖气等混合而成，石油是多种烃类的混合物，二者均为混合物，错误；
C. 二氧化碳和氮气均只含1 种物质，二者都是纯净物，错误；
D. 二氧化硫由1 种物质组成，属于纯净物；空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物，
正确。
【即练4】（2026·甘肃平凉·二模）物质世界，缤纷多彩。下列生活中的物质属于纯净物的是（
）
A．超市售卖的矿泉水
B．医疗常用的生理盐水
C．用于冷冻保鲜的干冰
D．调味用的食醋
【答案】C
【详解】A.矿泉水中含有H2O、可溶性矿物质等多种物质，属于混合物，错误。
B.生理盐水是0.9%的氯化钠水溶液，含有NaCl 和H2O 两种物质，属于混合物，错误。
C.干冰是固态的CO2，仅由二氧化碳一种物质组成，属于纯净物，正确。
D.食醋中含有H2O、醋酸等多种物质，属于混合物，错误。
知识点03 空气的成分
空气的成分
1. 空气成分的发现史
2.空气的成分：
记忆口诀：“氮七八（78%），氧二一（21%）；零点九四（0.94%）稀有气。
【特别提醒】
注意事项：
1、在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定，但不是一成不变的，在不同地区或同
一地区的不同时间，空气中各成分的含量可能略有不同。
2、空气中各成分的含量指的是体积分数，而不是质量分数。
【例3】（2026·湖南郴州·二模）为延长灯泡的使用寿命，灯泡内通常会充入空气中体积分数最大且化学性
质不活泼的气体，这种气体是（
）
A．
2
O
B．He
C．
2
N
D．CO2
【答案】C
【详解】空气中体积分数最大的气体是
2
N ，且
2
N 化学性质稳定，常温下难与其他物质反应，常用于灯泡保
护气、食品包装等，所以答案为C。
【即练5】（2026·四川内江·三模）下列有关空气的说法正确的是（
）
A．氧气约占空气质量的21%
B．空气是一种纯净物
C．氮气化学性质不活泼，可作保护气
D．二氧化碳是空气污染物
【答案】C
【详解】A.氧气约占空气体积的21%，错误；
B.空气由氮气、氧气、二氧化碳等多种物质组成，属于混合物，错误；
C.氮气化学性质不活泼，不易与其他物质发生反应，因此可作食品防腐、焊接保护等场景的保护气，正确；
空气成分
氮气（N2）
氧气（O2）
稀有气体
二氧化碳（CO2）
其他
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
0.03%
D.二氧化碳是空气的正常组成成分，不属于空气污染物（常见空气污染物为SO2、CO 、
2
NO 、可吸入颗粒
物等），错误。
【即练6】（2026·湖南长沙·一模）空气是一种混合物。下列有关空气的说法正确的是（
）
A．空气中不含稀有气体
B．空气是一种宝贵的资源
C．空气中的氮气易溶于水
D．空气中的氧气可做燃料
【答案】B
【详解】A.空气的组成中稀有气体约占0.94%，因此空气中含稀有气体，错误；
B.空气中的氧气可供给呼吸、支持燃烧，氮气可制备氮肥、作保护气，稀有气体可制作电光源，是十分宝
贵的自然资源，正确；
C.氮气难溶于水，并非易溶于水，错误；
D.氧气只有助燃性，无可燃性，不能作为燃料，错误。
知识点04 氮气、稀有气体
氮气、稀有气体
1.氮气的性质与用途
(1)氮气的物理性质
颜色、气味
无色、无气味
溶解性
常温、常压下1 体积水中大约只能溶解0.02 体积的氮气
气液转化
氮气通过极低温、加压可转化为液氮（无色液体）
（2）氮气的化学性质：通常情况下，氮气的化学性质稳定，难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条
件下可与某些物质发生反应。
（3）氮气的用途：作制造硝酸氮肥的化工原料、做 保护气 （化学性质稳定）、 液氮做 制冷剂 （ 物理
性质）。
2.稀有气体
概述
稀有气体（是混合物）包括氦气、氖气、氩气等
化学性质
在通常条件下不与其他物质发生化学反应
用途
①氦气可用来填充电子管、气球、气体温度计和潜水服，也可作焊接金属的保护气；
②氖气常被用作霓虹灯的填充气，放电时能发出橘红色的光；
③氩气可用作电弧焊接的保护气等。
【特别提醒】
稀有气体用于制造多种用途的电光源是利用其物理性质。
【例4】（2026·湖南长沙·三模）2025 年，我国首艘国产大型邮轮“爱达•魔都号”实现商业运营，其焊接工
艺中使用了氩气作为保护气。下列关于空气成分的说法正确的是（
）
A．空气中含量最多的是氧气
B．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于霓虹灯
C．氮气化学性质活泼，不能用作保护气
D．二氧化碳是空气污染物
【答案】B
【详解】A.空气中氮气的体积分数约为78%，是含量最高的成分，氧气仅约占21%，因此A 错误。
B.稀有气体的物理性质为通电时能发出不同颜色的光，该性质可用于制造霓虹灯，因此B 正确。
C.氮气化学性质不活泼，很难和其他物质发生反应，是常用的保护气，因此C 错误。
D.二氧化碳是空气的正常组成成分，不属于空气污染物，因此D 错误。
【即练7】（2026·四川眉山·一模）下列关于空气及其成分的说法中，错误的是（
）
A．空气的成分按质量计算，氮气占78%，氧气占21%
B．空气质量指数越低，空气质量越好
C．燃放烟花爆竹会产生污染空气的气体
D．稀有气体能用于航标灯、霓虹灯，照明灯等
【答案】A
【详解】A.空气的成分是按体积分数计算，氮气占78%、氧气占21%，并非按质量计算，A 错误。
B.空气质量指数越低，代表空气中污染物含量越少，空气质量越好，B 正确。
C.燃放烟花爆竹会产生二氧化硫、一氧化碳等有害气体及可吸入颗粒物，均属于空气污染物，C 正确。
D.稀有气体通电时会发出不同颜色的光，属于电光源材料，可制作航标灯、霓虹灯等照明或指示设备，D
正确。
【即练8】（2026·辽宁铁岭·模拟预测）高层住宅安装的窗户玻璃常常采用充入稀有气体来降低玻璃的导热
效率。下列气体属于稀有气体的是（
）
A．二氧化碳
B．氮气
C．氖气
D．臭氧
【答案】C
【详解】稀有气体包含氦、氖、氩、氪、氙、氡几种。
故选C。
1．（2026·江苏常州·三模）历史上第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的科学家是（
）
A．波义耳
B．拉瓦锡
C．门捷列夫
D．道尔顿
【答案】B
【详解】A.波义耳是最早提出化学元素概念的科学家，不符合题意；
B.拉瓦锡通过汞燃烧定量实验，首次明确提出空气由氧气和氮气组成，符合题意；
C.门捷列夫的核心贡献是发现元素周期律、编制出元素周期表，不符合题意；
D.道尔顿提出了近代原子学说，不符合题意。
2．（2026·河南平顶山·二模）二百多年前拉瓦锡研究空气的成分时用到了一种金属，这种金属是（
）
A．镁
B．铁
C．汞
D．磷
【答案】C
【详解】拉瓦锡研究空气成分的经典实验选用的金属为汞：汞在加热条件下仅与空气中的氧气反应生成固
体氧化汞，后续加热氧化汞又可分解释放氧气，可准确测定空气中氧气的占比。
3．（2026·江苏常州·模拟预测）“苏超”联赛组委会规定将干燥的空气冲入足球内，其中含量最高的气体是
（
）
A．稀有气体
B．氮气
C．二氧化碳
D．氧气
【答案】B
【详解】干燥空气中各组分的体积占比为：氮气约78%、氧气约21%、稀有气体约0.94%、二氧化碳约
0.03%，其余气体和杂质约0.03%，含量最高的气体是氮气，对应选项B。
4．（2026·云南昆明·二模）下列有关空气的说法正确的是（
）
A．干净的空气是纯净物
B．氮气约占空气质量的78%
C．氧气助燃，可以作为燃料使用
D．空气中的稀有气体占比虽然很小，但用途广泛
【答案】D
【详解】A.纯净物仅由一种物质组成，洁净的空气含氮气、氧气、二氧化碳等多种物质，属于混合物，说
法错误；
B.氮气约占空气体积的78%，不是质量占比，说法错误；
C.氧气具有助燃性，但本身无可燃性，不能作为燃料使用，说法错误；
D.稀有气体约占空气体积的0.94%，占比很小，但可作保护气、电光源等，用途广泛，说法正确。
5．（2026·湖南邵阳·模拟预测）绚丽多彩的世界是由种类繁多的物质组成的，掌握好物质分类的方法对于
学好化学非常重要。下列物质中前者是纯净物，后者是混合物的是（
）
A．氢氧化钙、液氮
B．碘酒、二氧化硫
C．海水、大理石
D．高锰酸钾、煤
【答案】D
【详解】A.氢氧化钙（
2
Ca OH
）是纯净物，液氮是液态
2
N ，也属于纯净物，不符合要求，错误。
B.碘酒是碘和酒精的混合溶液，属于混合物；二氧化硫（SO2）是纯净物，顺序相反，错误。
C.海水含有水、氯化钠等多种物质，大理石主要成分为碳酸钙、还含有其他杂质，二者均为混合物，错误。
D.高锰酸钾（
4
KMnO ）是仅由1 种物质组成的纯净物，煤是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物，符
合要求，正确。
6．（2026·吉林·二模）氮气具有广泛的用途，以下不属于氮气用途的是（
）
A．作保护气
B．作燃料
C．制硝酸
D．医疗冷冻
【答案】B
【详解】A.氮气常温下化学性质极不活泼，很难与其他物质发生反应，可隔绝氧气避免物质氧化变质，能
作保护气，该用途正确。
B.氮气无可燃性，无法通过燃烧释放能量，不能作燃料，该用途错误，符合题意。
C.硝酸含有氮元素，工业上以氮气为原料先合成氨气，再进一步制备硝酸，该用途正确。
D.液态氮沸点极低，汽化时会吸收大量热量，可营造低温环境，用于医疗冷冻麻醉等场景，该用途正确。
7．（2026·吉林长春·二模）空气是一种宝贵的资源，空气中体积分数约占21%的是（
）
A．二氧化碳
B．氮气
C．氧气
D．稀有气体
【答案】C
【详解】空气的成分按体积计算，大约是：氮气约78%、氧气约21%、稀有气体约0.94%、二氧化碳约
0.03%、其他气体和杂质约0.03%，故C 正确。
8．（2026·湖北襄阳·二模）中国航空航天空间站“天宫”内的空气与我们周围的空气成分基本一致，那么空
间站内的空气中含量最多的气体是（
）
A．氮气
B．氧气
C．二氧化碳
D．水蒸气
【答案】A
【详解】正常地球空气按体积分数计算：氮气约占78%，氧气约占21%，二氧化碳、水蒸气及其他杂质总
和不足1%。题干明确说明空间站内空气与地球周围空气成分基本一致，因此含量最多的气体为氮气，对应
选项A。
9．（25-26 九年级下·广东肇庆·期中）下列有关空气及其成分的说法错误
．．的是（
）
A．空气中含有氧气，因此空气可直接用于医疗急救
B．食品包装中充入氮气是因为氮气的化学性质不活泼
C．“回南天”到来时，空气中水蒸气的含量增大
D．空气质量指数越小，空气质量越好
【答案】A
【详解】A. 医疗急救需要使用高纯度氧气，空气中氧气的体积分数仅约21%，无法满足医疗急救的需求，
不能直接用于医疗急救，该说法错误。
B. 氮气常温下化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应，可充入食品包装作保护气，避免食品氧化变质，
该说法正确。
C. “回南天”是空气湿度大幅升高的返潮现象，对应空气中水蒸气含量增大，该说法正确。
D. 空气质量指数是衡量空气质量的指标，数值越小代表污染物浓度越低，空气质量越好，该说法正确。
10．（2026·河北邯郸·模拟预测）空气是重要的自然资源。下列关于空气及其成分的说法正确的是（
）
A．空气中
2
CO 含量过高会形成酸雨
B．空气中体积分数约为78% 的气体是氮气
C．空气质量指数越高，空气质量越好
D．
2
O 具有助燃性，可用作燃料
【答案】B
【详解】A.形成酸雨的主要污染物是SO2、NO2 等，CO2含量过高会加剧温室效应，不会形成酸雨，错误。
B.空气成分按体积分数计算，氮气约占78% ，正确。
C.空气质量指数越高，代表污染物浓度越高，空气质量越差，错误。
D.O2 具有助燃性，但本身无可燃性，不能用作燃料，错误。
11．（2026·湖南长沙·三模）2026 年4 月24 日是第十一个“中国航天日”，天和核心舱内的气体成分与地球
大气相近。其中体积分数最大、用于维持舱内压力平衡的气体是（
）
A．氮气
B．氧气
C．二氧化碳
D．水蒸气
【答案】A
【详解】地球大气中各气体体积分数为：
2
N 约占78%，
2
O 约占21%，CO2、水蒸气等其他成分总和仅约
1%，
2
N 是体积分数最高的气体。题干明确天和核心舱内气体成分与地球大气相近，因此体积分数最大、可
维持舱内压力平衡的气体是氮气，选项A 正确。
12．（2026·福建厦门·模拟预测）小组同学使用传感器测量密闭装置内蜡烛从燃烧到熄灭的过程中氧气、二
氧化碳含量的变化，实验装置及结果如下图所示。下列结论或分析错误的是（
）
A．曲线1 表示瓶内
2
O 体积分数的变化
B．当燃烧时间到达80 s 时，蜡烛已熄灭
C．80 s 后，装置内的气体只剩
2
O 和CO2 D．蜡烛熄灭后，CO2的体积分数比
2
O 少
【答案】C
【详解】A.空气中氧气初始体积分数约21%，燃烧过程中氧气被消耗，体积分数整体下降，因此曲线1 表
示氧气体积分数变化，结论正确。
B.80s 后两条曲线的体积分数均不再变化，说明燃烧反应停止，蜡烛已经熄灭，结论正确。
C.空气原本含有氮气、稀有气体等不参与蜡烛燃烧的气体，因此80s 后装置内除
2
O 和CO2外，还存在
2
N 等
其他气体，结论错误。
D.蜡烛熄灭后，CO2体积分数为3.8%，
2
O 体积分数为15.6%，CO2体积分数比
2
O 少，结论正确。
13．（2026·江苏徐州·二模）下图所示是测定空气中氧气含量的创新实验装置(夹持装置已省略，试管底部
有开口，红磷足量)，对该实验认识不正确
．．．的是（ ）
A．现象：实验过程中，红磷燃烧，产生大量的白烟
B．推论：实验后试管内剩余气体的主要成分是氮气
C．分析：实验后冷却至室温试管内液面升至“4”处
D．评价：改用电热棒加热可减少对空气环境的污染
【答案】C
【详解】A. 红磷燃烧生成五氧化二磷白色固体小颗粒，宏观现象为产生大量白烟，正确；
B. 空气主要成分为氮气和氧气，氧气被红磷消耗，氮气不与红磷反应，因此实验后剩余气体的主要成分为
氮气，正确；
C. 该实验中红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，试
管内液面上升，氧气约占空气体积的五分之一，则试管内液面应升至约刻度“1”处，错误；
D. 改用电热棒加热，装置始终处于密闭状态，避免了点燃红磷后伸入试管的过程中五氧化二磷逸出污染空
气，正确。
14．（2026·安徽淮北·三模）实验小组使用如图所示实验装置(气密性良好)验证空气中氧气含量，待装置冷
却后，所得实验数据见表所列。下列说法错误的是（
）
实验测得的相关数据
实验序号
空气体积/mL
实验前注射器/mL
实验后注射器/mL
氧气体积分数/%
1
330
100
37
19.09
2
330
100
38
18.79
3
330
100
36
19.39
A．实验结束后装置内剩余的主要气体是氮气
B．实验前注射器预留的气体体积可以小于66 mL
C．实验过程，注射器活塞先向上移动，后向下移动
D．由表格数据可知，测得空气中氧气体积分数偏低，可能原因是红磷的用量不足
【答案】B
【详解】A.空气主要成分为氮气和氧气，红磷仅与空气中氧气反应，不与氮气反应，因此实验后装置中剩
余的主要气体是氮气，说法正确。
B.氧气约占空气体积的1
5 ，反应消耗的氧气来自整个密闭装置（集气瓶和注射器），要保证实验成功，注射
器预留气体体积V 需满足
1
330
5
V
mL
V
³
+
´
，解得V ≥ 82.5mL，说法错误。
C.红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀、压强增大，活塞先向上移动；反应结束冷却至室温后，氧气被消
耗、装置内压强减小，活塞向下移动，说法正确。
D.红磷用量不足时，无法完全消耗装置内的氧气，会导致测得的氧气体积分数低于实际值，与表格数据吻
合，说法正确。
15．（2026·云南德宏·模拟预测）空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域，下列有关
空气的说法正确的是（
）
A．空气是纯净物
B．空气中的氧气可与所有物质反应
C．稀有气体可用于制作霓虹灯
D．空气中的氮气易溶于水
【答案】C
【详解】A.纯净物仅由一种物质组成，空气包含N2、O2、稀有气体、CO2等多种物质，属于混合物，A 错
误。
B.氧气化学性质较活泼，能和大多数物质发生反应，但不能与所有物质反应（例如金单质常温、加热条件
下都不与氧气反应），B 错误。
C.稀有气体通电时会发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯，C 正确。
D.氮气难溶于水，D 错误。
16．（25-26 八年级下·山东德州·期中）下列有关空气的说法中，错误的是（
）
A．空气中含有水蒸气
B．二氧化碳是空气污染物
C．空气中的氮气不易溶于水
D．空气中的氧气主要来自光合作用
【答案】B
【详解】A.空气的组成包含水蒸气（例：敞口放置的饼干变软可证明），表述正确。
B.空气污染物指有害气体（如SO2、CO 、
2
NO 等）和可吸入颗粒物，二氧化碳是空气的正常组成成分，属
于温室气体但不属于空气污染物，表述错误。
C.氮气的物理性质为无色无味、不易溶于水，表述正确。
D.绿色植物光合作用吸收二氧化碳释放氧气，是空气中氧气的主要来源，表述正确。
17．（25-26 八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）下列物质的用途和其性质对应错误
．．的是（
）
A．液氧用于火箭推进剂——可燃性
B．氦气用作探空气球——密度小且稳定
C．氮气作保护气——化学性质不活泼
D．液氢用作高能燃料——可燃性
【答案】A
【详解】A. 液氧具有助燃性，不具有可燃性，用途和性质对应错误。
B. 氦气密度小于空气且化学性质稳定，可用于填充探空气球，对应正确。
C. 氮气化学性质不活泼，不易与其他物质反应，可作保护气，对应正确。
D. 液氢具有可燃性且燃烧热值高，可用作高能燃料，对应正确。
18．（2026·河南周口·二模）下列关于氮气的说法，错误的是（
）
A．在空气中的体积分数约为78%
B．通常情况下不支持燃烧
C．不与任何物质发生化学反应
D．可以填充食品包装袋保鲜
【答案】C
【详解】A、空气中氮气的体积分数约为78%，该选项不符合题意。
B、氮气通常情况下化学性质稳定，不支持燃烧，该选项不符合题意。
C、氮气化学性质稳定是指常温下难与其他物质发生反应，在特定条件下（如高温、放电等）可与氢气、氧
气、活泼金属等发生化学反应，并非不与任何物质反应，该选项符合题意。
D、氮气无毒且化学性质稳定，不易与食品发生反应，可填充食品包装袋用于保鲜，该选项不符合题意。
故选C。
19．（2026·山东东营·一模）下列关于空气中各组成成分的说法中，正确的是（
）
A．空气中的氧气只有点燃条件下才能发生化学反应
B．空气中的二氧化碳不同于人体呼出的二氧化碳
C．空气中的氮气可作为生产氮肥的原料
D．空气中的稀有气体通电时可以发出不同颜色的光，所以可以用作保护气
【答案】C
【详解】A、空气中的氧气不在点燃条件下也可以和一些物质进行缓慢氧化，比如铁生锈，故选项说法错误；
B、空气中的二氧化碳与人体呼出的二氧化碳相同，含量不相同，故选项说法错误；
C、氮气含有氮元素，是生产氮肥的重要原料，故选项说法正确；
D、稀有气体用作保护气是因为其化学性质很不活泼，通电时发出不同颜色的光对应的用途是制作电光源，
故选项说法错误。
20．（2026·山东济南·二模）小明同学设计了如图所示的装置测定空气中氧气的含量（图中部分仪器已略
去）。下列关于该实验的说法中，不正确
．．．的是（
）
A．该实验利用了铜丝的导热性来引燃红磷
B．用木炭代替红磷进行实验，不会影响测定结果
C．红磷燃烧结束后，待装置恢复至室温时再读数
D．实验成功的标志为左侧玻璃管内液面约上升到刻度1 附近
【答案】B
【分析】本题基于空气中氧气含量测定的实验原理分析：通过消耗密闭容器内的氧气，且反应无气态产物
生成，使容器内压强减小，进入容器的水的体积即为氧气的体积，氧气约占空气总体积的1
5 。
【详解】A.铜是金属，具有良好的导热性，加热铜丝可将热量传递给红磷，使其达到着火点被引燃，说法
正确。
B.木炭燃烧会生成二氧化碳气体，消耗氧气的同时生成了气态物质，装置内压强几乎不变，无法准确测定
氧气含量，会导致测定结果严重偏小，说法错误。
C.红磷燃烧放热，若未冷却至室温就读数，装置内气体受热膨胀，会导致测定结果偏小，因此需要恢复至
室温再读数，说法正确。
D.氧气约占空气总体积的1
5 ，因此实验成功时左侧玻璃管内液面约上升到刻度1 附近，说法正确。
21．（2026·陕西西安·二模）空气是人类赖以生存的主要资源。下列关于空气及其成分说法正确的是（
）
A．进行测定空气中氧气含量实验时，可以用铜粉代替红磷
B．空气质量指数越大，空气质量状况越好
C．温室效应是大量排放二氧化碳引起的，因此二氧化碳是空气污染物
D．空气中氧气与氮气的质量比约为1∶4
【答案】A
【详解】A.测定空气中氧气含量的实验要求反应物仅能与氧气反应，且无气体生成物。铜粉加热时仅和氧
气反应生成固体氧化铜，满足实验要求，可代替红磷，正确；
B.空气质量指数越大，代表污染程度越高，空气质量状况越差，错误；
C.二氧化碳是空气的正常组成成分，虽会引发温室效应，但不属于空气污染物，错误；
D.空气中氧气与氮气的体积比约为1:4，不是质量比。同温同压下气体体积比等于物质的量之比，二者质量
比为：
2
2
:
1 32 : 4 28
2:7
m O
m N
=
´
´
=
，错误；
22．（2026·河南新乡·二模）化学实验的现象精彩纷呈。下列不属于“利用红磷燃烧测定空气中氧气含量”的
实验现象的是（
）
A．产生大量烟雾
B．红磷燃烧时放出热量
C．红磷燃烧时有火焰
D．冷却后打开弹簧夹水进入集气瓶
【答案】A
【详解】A.红磷燃烧生成五氧化二磷固体小颗粒，只会产生大量白烟，无液态小液滴（雾）生成，错误。
B.燃烧属于放热反应，红磷燃烧时会放出热量，正确。
C.红磷燃烧时会产生黄白色火焰，正确。
D.红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气，冷却后瓶内压强小于外界气压，打开弹簧夹后水会被压入集气瓶，正确。
23．（2026·湖南湘潭·二模）某化学兴趣小组同学利用图1 装置测定空气中氧气含量，测得数据曲线如图
2。下列说法不正确的是（
）
A．保证装置气密性良好是本实验成功的关键之一
B．图2 中的X 曲线表示反应过程中温度变化
C．图2 中A 点压强与瓶外大气压强相等
D．红磷燃烧后需等装置冷却至室温再打开弹簧夹
【答案】C
【详解】A. 若装置气密性不好，在实验结束冷却至室温的过程中，外界空气进入占据了一定的体积，会导
致测定结果偏小，因此气密性良好是本实验成功的关键，表述正确；
B. 红磷燃烧放出热量，温度升高，待完全反应后，温度逐渐恢复至室温，故X 曲线的变化趋势（先升后降，
最终接近初始值）符合温度变化规律，表述正确；
C. A 点对应红磷完全反应，装置冷却至室温且未打开弹簧夹时的状态，此时瓶内氧气被消耗，瓶内压强小
于外界大气压，表述错误；
D. 若未冷却至室温就打开弹簧夹，气体受热膨胀占据了一定的体积，会导致进入瓶内的水体积偏小，测定
结果偏低，表述正确。
24．（2026·福建宁德·一模）下列图表是验证空气中氧气含量的实验装置和数据。下列说法错误的是（
）
实验测得的相关数据
实验序号
空气
体积
/mL
实验前
注射器
/mL
实验后
注射器
/mL
氧气体
积分数
/%
1
330
100
37
19.09
2
330
100
38
18.79
3
330
100
36
19.39
A．实验时红磷要足量，装置气密性要良好
B．注射器预留气体体积可小于65mL
C．实验过程，注射器活塞先向上移动，后向下移动
D．测得的氧气含量偏小，推测可能是氧气含量较低时，红磷不再燃烧
【答案】B
【详解】A、红磷足量才能尽可能耗尽装置内氧气，装置气密性良好可避免气体进出导致误差，是实验成功
的必要前提，A 正确。
B、装置内空气体积为330mL+100mL=430mL，其中氧气体积约为430
21%
90.3
mL
mL
´
»
，注射器预留气体
体积必须大于消耗的氧气体积，即大于90.3mL，因此不能小于65mL，B 错误。
C、红磷燃烧放热，装置内气体受热膨胀，活塞先向上移动；反应结束冷却至室温后，氧气被消耗、装置内
压强减小，活塞向下移动，C 正确。
D、当装置内氧气浓度过低时，红磷无法继续燃烧，氧气不能被完全耗尽，因此测得的氧气含量低于理论值
21%，与表格数据吻合，D 正确。
25．（2026·河南信阳·二模）如图为空气成分示意图（按体积计算），其中“X”代表的物质是__________；
“Y”代表的稀有气体中，可用于探空气球的是__________。
【答案】
氧气（或
2
O ）
氦气（或He ）
【详解】空气按体积分数计算，含量最高的是氮气（约占78%，对应图中最大的空白扇形），其次是氧气
（约占21%），因此X 为氧气；稀有气体中的氦气密度远小于空气，且化学性质极稳定、不易燃爆，适合
填充探空气球。
26．（25-26 九年级·全国·二轮复习）如图所示，分别将氧气浓度传感器、压强传感器、温度传感器与数据
采集器、计算机连接，把传感器插入盛有空气的容器中（如图1），通过计算机处理得到相应的曲线（如图
2）。
(1)根据上述曲线分析：曲线Y 表示的是____（填“温度”或“氧气浓度”）变化曲线。
(2)结合X、Y 两条曲线解释BC 段压强变化的原因：________。
【答案】(1)氧气浓度
(2)红磷燃烧放热，导致气压增大的幅度大于氧气消耗导致气压减小的幅度
【详解】（1）红磷燃烧消耗容器内的氧气，反应过程中氧气浓度持续降低，与Y 曲线变化趋势一致；而温
度会因燃烧放热先升高，后冷却恢复至室温，与X 曲线变化一致，因此Y 为氧气浓度变化曲线。
（2）BC 段是反应初始阶段，红磷燃烧同时存在两个影响压强的因素：消耗氧气会使压强减小，放热使温
度升高会使压强增大，此阶段温度升高的影响占主导，因此压强上升。
27．检查装置的气密性
(1)检查时间：一般是在装置连接好________（填“之后”或“之前”，下同），装入试剂________。
(2)装置气密性的检查方法
原理
使装置内外产生压强差，现象明显
方法
将导管末端浸入水中，用手紧握试管，若水中导管口______，松开
手后导管末端形成________，则装置气密性良好
夹紧弹簧夹，向长颈漏斗中加入一定量的水，当长颈漏斗内液面与
锥形瓶内液面形成一定的液面差时停止加水，静置观察，若_____，
说明该装置气密性良好
当向外拉注射器活塞时，长颈漏斗内液面下降，下端导管口处
________，则说明该装置气密性良好
【答案】(1)
之后
之前
(2)
有气泡冒出
一段稳定的水柱
液面差稳定
有气泡冒出
【详解】（1）气密性检查需要在装置连接完成后、装入试剂前操作，防止装置漏气时造成试剂浪费、实验
失败。
（2）略。
28．（2026·湖南长沙·二模）生活中处处有化学，请回答下列问题：
(1)氦气可用于填充探空气球，这是因为氦气具有的物理性质是_________。
(2)黑火药是我国古代四大发明之一，其成分包括硝酸钾、木炭和硫粉等。黑火药属于_________（填“混合
物”或“纯净物”）。
【答案】(1)密度比空气小
(2)混合物
【详解】（1）氦气密度比空气小，且化学性质稳定，可用于填充探空气球，密度不需要通过化学变化就能
表现出来，属于物理性质；
（2）黑火药包含硝酸钾、木炭、硫粉等，由多种物质混合而成，因此属于混合物。
29．（25-26 八年级下·山东东营·期末）实验是科学探究的重要方法。如下图装置一所示是教材中的实验装
置图；装置二是某同学设计的测定空气中氧气含量实验的装置图，请结合图示回答下列有关问题：
(1)某同学利用装置二，三次实验记录的实验数据如下：填写表中空白，帮助完成实验数据的统计。
实
硬质玻璃
反应前注射器
反应后注射器
反应消耗的氧
空气中氧气的体
验
小
组
管的容积
/mL
中气体体积
/mL
中气体体积
/mL
气体积/mL
积分数(%)
甲
45
15
4
11
18.3
乙
40
18
5
13
22.4
丙
50
20
6
___________
___________
(2)实验过程中加热时铜粉发生的反应现象为___________；该实验中反应的文字表达式是___________。
(3)在实验加热过程中，硬质玻璃管上小气球的作用是___________；缓慢推拉注射器活塞的目的是
___________；装置一和装置二中气球的位置不同，___________(填“装置一”或“装置二”)更合理，理由：
___________。
(4)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%)，可能的原因有哪些？(请列举两条)___________；
___________。
(5)若实验测得的结果偏大(氧气的体积分数大于21%)，可能的原因有哪些？(列举一条)___________。
(6)要测定空气中氧气的含量，设计实验原理时要考虑哪些因素(答出两条即可)___________；___________。
【答案】(1)
14
20
(2)
红色粉末逐渐变为黑色
+
uuuuur
加热
铜
氧气
氧化铜
(3)
缓冲装置内压强，防止压强过大冲开橡胶塞
使氧气与铜粉充分接触，完全反应
装置二
装置二更利于空气流通，能使所有氧气都与铜粉充分反应，结果更准确
(4)
铜粉量不足，氧气未完全耗尽
装置漏气，冷却后外界空气进入装置（或未冷却至室温就读数）
(5)读取反应后气体体积时，读数偏小（或加热时部分空气从装置逸出）
(6)
反应物只能与氧气反应，不与空气中其他成分反应
生成物为固体，不额外改变装置内气体压
强（或反应物需足量）
【详解】（1）消耗氧气体积=反应前注射器气体体积-反应后注射器体积，即20
6
14
mL
mL
mL
-
=
；装置内
总空气体积为硬质玻璃管容积加注射器初始体积，即50
20
70
mL
mL
mL
+
=
，因此氧气体积分数为
14
100%
20%
70
mL
mL ´
=
。
（2）红色铜粉加热与氧气反应，生成黑色氧化铜，其反应的文字表达式为
+
uuuuur
加热
铜
氧气
氧化铜。
（3）加热时装置内气体受热膨胀，气球可以缓冲压强，防止冲开橡胶塞；缓慢推拉活塞能促进空气流动，
保证氧气和铜粉充分接触，完全反应；对比两个装置，装置二的气球在硬质玻璃管末端，更利于空气流通，
能让全部氧气接触铜粉被消耗，因此装置二更合理。
（4）结果偏小的本质是测得的体积差偏小，常见原因有：铜粉不足无法耗尽氧气、装置漏气冷却后外界空
气进入、未冷却到室温就读数，气体膨胀导致体积差偏小，任写两条即可。
（5）结果偏大的本质是测得的体积差偏大，常见原因：气球内残留气体未排出导致读数误差，或实验中部
分空气受热逸出装置，写出一条即可。
（6）设计该实验的核心要求为：反应物只能消耗氧气、反应后不生成新气体影响压强、反应物足量耗尽氧
气、装置气密性良好，任答两条合理即可。
