空气与生命知识点

　 空气与生命复习提纲

　3.1

　一、 物质的分类

　纯净物和混合物：

　纯净物：只含一种成分（物质）。如：水、氧气、氯化钠、铜等。

　混合物：含两种或两种以上成分（物质）。如：空气、盐水、碘酒等。

　两者的区别：

　按成分是否单一。

　纯净物可用一个化学式表示所有成分，如：冰水（H2O）；但混合物不能，如：空气。

　二、空气的成分

　空气中各成分的体积分数大约是：

　氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体0.03%。

　氧气的性质比较活泼

　用途：提供呼吸（如：潜水、医疗、登山等）；支持燃烧（炼钢、气焊、气割、宇航）

　氮气的性质不活泼。

　用途：保护气、冷冻剂、灯泡充氮、食品防腐、制硝酸和氮肥等。

　稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙等)：

　 ①性质极不活泼，曾被称为“惰性气体”；

　 ②用途：保护气、不同色彩的电光源、激光超导技术、医疗冷冻麻醉等。

　三、空气中氧气含量的测定实验

　实验现象：红磷燃烧，冒出大量白烟，烧杯中的水倒流进集气瓶，液面上升约1/5。

　实验结论：①空气中氧气约占1/5，氮气约占4/5；

　②氮气不能燃烧，也不支持燃烧，且不溶于水。

　实验注意点：①装置必须密封好，不能漏气；

　②红磷必须过量，完全消耗掉集气瓶内的氧气；

　③不能用木炭、硫粉等代替红磷。

　四、氧气的性质

　【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的，液态氧和固态氧是淡蓝色的。

　【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。

　五、氧气的检验方法：把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，证明是氧气。

　六、氧气与常见物质发生的反应

　物质

　反应现象

　化学方程式（表达式）

　磷

　产生大量白烟、放热

　4P+5O22P2O5

　木炭

　① 木炭在空气中燃烧时持续红热，无烟无焰；木炭在氧气中剧烈燃烧，并发出白光

　② 放热、生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

　C+O2CO2

　硫

　① 在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰

　② 放热、生成有刺激性气味的气体

　S+ O2SO2

　氢气

　① 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰

　② 放热、生成能使无水硫酸铜变蓝的液体

　2H2+O22H2O

　铁

　铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体

　3Fe+2O2Fe3O4

　铝

　铝在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成白色固体

　4Al+3O22Al2O3

　铝在空气中与氧气反应，表面形成致密的氧化膜

　4Al+3O2=2Al2O3

　镁

　镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光、放热、生成白色粉末

　2Mg+O22MgO

　铜

　红色的固体逐渐变成黑色

　2Cu+O22CuO

　汞

　银白色液体逐渐变成红色

　2Hg+O22HgO

　一氧化碳

　产生蓝色火焰，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

　2CO+O22CO2

　甲烷

　产生明亮的蓝色火焰，放热，产生能使无水硫酸铜变蓝的液体，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

　CH4+2O2CO2+2H2O

　蜡烛

　火焰发出白光，放热，产生能使无水硫酸铜变蓝的液体，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

　石蜡＋氧气水＋二氧化碳

　七、探究实验

　木炭燃烧实验

　【实验操作】用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，插入到盛有集气瓶的氧气中（由瓶口向下缓慢插入），观察木炭在氧气里燃烧的现象。燃烧停止后，取出坩埚钳，向集气瓶中加入少量澄清的石灰水，振荡，观察现象。

　【实验现象】木炭在空气中燃烧时持续红热，无烟无焰；在氧气中燃烧更旺，发出白光。向集气瓶中加入少量澄清的石灰水后，澄清的石灰水变浑浊。

　【化学方程式】C+O2CO2

　【注意事项】木炭应该由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中，原因：为了保证有充足的氧气支持木炭燃烧，防止木炭燃烧生成的二氧化碳使木炭熄灭，确保实验成功。

　硫燃烧实验

　【实验操作】在燃烧匙里放少量硫，在酒精灯上点燃，然后把盛有燃着硫的燃烧匙由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中，分别观察硫在空气中和在氧气中燃烧的现象。

　【实验现象】硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰。生成一种有刺激性气味的气体。

　【化学方程式】S+ O2SO2 QUOTE

　【注意事项】在集气瓶中加入少量的氢氧化钠溶液，可以吸收有毒的二氧化硫，防止造成空气污染。

　【思考】能用S、C代替P做测定空气中含氧量（体积）的实验吗？为什么？

　细铁丝在氧气中燃烧的实验

　【实验操作】把光亮的细铁丝盘成螺旋状，下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，由上向下缓慢插入盛有氧气的集气瓶中（集气瓶底部要先放少量水或铺一薄层细沙）。

　【实验现象】细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体。

　【化学方程式】3Fe+2O2Fe3O4

　【注意事项】

　① 用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。

　② 将细铁丝盘成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。

　③ 把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点。

　④ 待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中，是为了防止火柴燃烧时消耗氧气，保证有充足的氧气与细铁丝反应。

　⑤ 由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中是为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出，保证有充足的氧气与细铁丝反应。

　⑥ 集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙，是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。

　【思考】铁丝在空气中与纯氧中点燃的现象差别。

　八、氧气的制取

　（1）双氧水制氧气：

　a. 实验原理：

　H2O2 H2O O2

　b. 实验装置：

　c.实验步骤：

　①连接仪器，检查装置的气密性；

　②在锥形瓶中加入少量二氧化锰粉末，旋紧胶塞，在分液漏斗中加入双氧水，如图掿好装置；

　③放双氧水缓慢放入锥形瓶中，等气泡连续均匀冒出时，开始收集；

　④等集气瓶中液面下降至瓶口，瓶外有气泡产生时，实验结束。

　d.注意事项：

　a). 气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。

　 b). 分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该深入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；

　 c). 导管只需略微伸入试管塞

　 d). 装药品时，先装固体后装液体

　 e). 该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。

　（2）高锰酸钾制取氧气：

　a. 实验原理：高锰酸钾eq \o(\s\up 5(加热),\s\do 2(——→)) 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气（分解反应）

　b. 实验装置：

　c.实验步骤：

　 a). 仪器组装：先下后上，从左到右的顺序。

　 b). 气密性检查：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中的导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱。证明装置不漏气。

　 c). 装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）。

　 d). 加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。

　 e). 收集气体：若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集；或向上集气法。

　 f). 检验及验满：用带火星的木条伸入试管中，发现木条复燃，说明是氧气；

　 用带火星的木条靠近集气瓶口部，木条复燃，证明已满。

　 g). 仪器的拆卸：按先右后左，先上后下的顺序。

　口诀：组—查—装—定—点—收—离—熄 (组，茶庄定点收利息)　)

　d.注意事项：

　 a). 试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流，使试管底部破裂。

　 b). 导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。

　 c). 试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。

　 d). 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。

　 e). 实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。

　（3）氯酸钾制氧气：

　实验原理：氯酸钾eq \o(\s\up 5(加热),\s\do 2(——→))氯化钾 + 氧气（分解反应）

　实验步骤大致如（2），本实验中试管中不用塞棉花。

　空气空气

　空气

　空气

　除去二氧化碳

　干燥

　氮气

　液态空气

　降温

　加压

　升温-196℃

　液态氧

　升温-183℃

　氧气

　（1）具体过程

　（2）注意：该过程是物理变化

　九、化合反应和分解反应

　 1、化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。

　 2、分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。

　 3、化合反应的特点是“多变一”，分解反应的特点是“一变多”。

　【思考】之前有接触过属于这两类的反应吗？举例说明。

　3.2

　氧化反应

　 1、氧化反应：物质跟氧发生的反应属于氧化反应。

　氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化。

　 剧烈氧化会发光、放热，如燃烧、爆炸；

　 缓慢氧化放热较少，但不会发光，如动植物呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等。

　缓慢氧化与燃烧

　二、燃烧

　1、燃烧是可燃物跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。

　2、燃烧的三个特点：1）发光、发热；2）剧烈；3）氧化反应

　3、爆炸：燃烧以极快的速率在有限的空间里发生，瞬间内累积大量的热，使气体体积急剧地膨胀，就引起爆炸。

　【讨论】爆炸一定是化学变化吗？ 人类对爆炸的利用你认识多少？

　4、燃烧的条件：

　可燃物燃烧必须同时满足两个条件： 一、要有氧气参与；二、要达到一定的温度

　着火点：每种物质的着火点是不同的，这是物质的一种特性。如白磷的着火点是40℃。

　5、自燃：由缓慢氧化而引起地自发燃烧叫自燃。

　物质在缓慢氧化过程中产生得热量如不能及时散失，会使温度逐渐升高，达到着火点时，不经点火，物质会自发地燃烧起来。

　【讨论】怎样预防自燃？

　三、灭火与火灾自救

　【讨论】根据燃烧需要的条件，应该怎样来灭火？

　 －－消除燃烧发生的如何一个条件：或降低温度；或隔绝空气。

　1、灭火的方法：

　2、火灾自救常识：

　一、如果有避难层或疏散楼梯，可先进入避难层或由疏散楼梯撤到安全地点。?

　二、如果楼层已着火燃烧，但楼梯尚未烧断，火势并不十分猛烈时，可披上用水浸湿的衣被，从楼上快速冲下。?

　三、多层建筑火灾，如楼梯已经烧断，或者火势已相当猛烈时，可利用房屋的阳台、落水管或竹竿等逃生。?

　四、如各种逃生的路线被切断，应退居室内，关闭门窗。有条件时可向门窗上浇水，以延缓火势蔓延过程。同时，可向室外?扔出小东西，在夜晚则可向外打手电，发出求救信号。?

　五、如生命受到严重威胁，又无其它自救办法时，可用绳子或床单撕成条状连接起来，一端紧拴在牢固的门窗格或其它重物?上，再顺着绳子或布条滑下。?

　六、如无条件采取上述自救办法，而时间又十分紧迫，烟火威胁严重，被迫跳楼时，可先向地面抛下一些棉被等物，以增加?缓冲，然后手扶窗台往下滑，以缩小跳楼高度，并保证双脚首先?落地。?

　七、要发扬互助精神，帮助老人、小孩、病人优先疏散。对行动不便者可用被子、毛毯等包扎好，用绳子布条等吊下。

　1诀：逃生预演，临危不乱。2诀：熟悉环境，暗记出口。3诀：通道出口，畅通无阻。

　4诀：扑灭小火，惠及他人。5诀：明辨方向，迅速撤离。6诀：不入险地，不贪财物。?

　7诀：简易防护，蒙鼻匍匐。8诀：善用通道，莫入电梯。9诀：缓降逃生，滑绳自救。

　10诀：避难场所，固守待援。11诀：缓晃轻抛，寻求援助。12诀：火已及身，切勿惊跑

　13诀：跳楼有术，虽损求生。

　四、化学反应中的能量变化

　化学反应在生成新物质的同时，伴有能量的变化。

　能量的变化表现为吸收或放出热量。

　常见的吸热反应:氢氧化钡与氯化铵反应

　常见的放热反应：燃烧；镁条与稀盐酸的反应

　3.3

　一、质量守恒定律

　1、定义： 化学反应的各物质的 ，等于反应后 各物质的质量总和。这个规律就叫做质量守恒定律。

　2、说明：①质量守恒定律只适用于 ，不适用于 ，且体现的是质量守恒，而不是体积等守恒；

　 ②不参加反应的物质质量以及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中；

　 ③要考虑空气中的物质是否参加反应或物质（如气体）有无遗漏。

　3、化学反应前后 ①一定不变 宏观： 、 、 不变

　 微观： 、 、 不变

　 ②一定改变 宏观： 一定变

　 微观： 一定变

　 ③可能改变： 可能变

　（原子是最小的粒子，化学变化一定会有新物质的生成，物质是由原子和分子构成的，分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的基础。）

　4、应用 。

　答案：1.参加、质量总和、生成的 2.化学变化、物理变化

　 3.反应物生成物总质量不变、元素种类、质量；原子的种类、数目、质量；

　 物质的种类；分子种类

　 分子总数

　 4.化学方程式的配平

　二、化学方程式

　（1）化学方程式是重要的化学用语，是学习化学的工具。定义： 。

　（2）化学方程式的意义可以从“质”、“量”、“微”三个方面说明，

　 以2H2O2 SKIPIF 1 < 0 2H2O +O2↑为例：

　 “质的变化”：表示反应物、生成物以及反应条件，即表示 。

　 “量的关系”： 表示反应物、生成物之间的质量关系（质量比），即2H2O2 SKIPIF 1 < 0 2H2O + O2↑

　 2×34 ： 2×18 ：32

　表示每 份质量的过氧化氢完全分解可生成 份质量的水和 份质

　量的氧气。

　 “微观关系”： 表示反应物、生成物的各粒子的相对数量关系（粒子的个数或化学计量数之比），即表示 。

　（3）化学方程式的书写：

　 ①书写化学方程式必须遵守两个原则： ； ；

　 ②书写化学方程式的步骤可概括为： 写→配→标。

　a 左、右边写反应物、生成物的 ；

　b 配平，即在化学式前面的配上适当的 ，使反应前后各原子的种类、数目相等

　（不改动化学式）；

　c注 （常用的反应条件有温度（“△”、 “高温”、“点燃”）、

　压强、催化剂等；标明生成物的状态：在生成物的化学式右边正确标明 “↓”或“↑”）

　(4)根据提供的信息书写化学方程式

　①认真阅读文字信息，寻找与反应物、生成物有关的信息，切忌漏写或多写物质、条件和气体、沉淀箭头；

　②根据化学反应过程图示信息书写化学方程式时要注意清除原子的组合方式、参与反应或生成的微粒的个数、微粒图表示的物质的种类等信息；

　③根据表格中数据信息书写化学方程式要知道：

　反应前后质量减小的物质是： ，

　反应前后质量增加的物质是： ，

　反应前后质量不变的物质可能是： ，

　（1）用元素符号和数字来表示物质组成的式子 （2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下

　 生成水和氧气 68 36 32 每2个过氧化氢分子分解，能生成2个水分子和1个

　 氧分子 （3）①尊重客观事实 遵守质量守恒定律 ②化学式 化学计量数 反应条

　 件和生成物的状态 （4）③反应物 生成物 催化剂或未参加反应的物质

　二、依据化学方程式进行计算

　由于化学方程式中体现了反应中各物质的质量比，因此只要知道化学反应中任一物质的质量，就可根据比例关系求出其它物质的质量。

　根据化学方程式计算的一般解题步骤是：

　

　注意事项：

　①解题的关键在于正确地书写化学方程式，列出比例式。

　②根据化学方程式的计算若反应物或生成物的量是气体的体积时，应先将其换算成质量。

　③代入化学方程式的量，必须是纯净物的质量。若是气体体积需换算成质量；若为不纯物质或者溶液，应先换算成纯物质的质量或溶液中溶质的质量。涉及到的公式有：

　纯净物的质量=不纯物的总质量×纯度（或1－杂质的质量分数）

　【典例4】 将25克氯酸钾和二氧化锰的混合物加热到不再放出气体时，可得15. 4克固体混合物：（提示：反应化学方程式2KClO32KCl+3O2↑）

　求：（1）生成多少克氧气？

　 （2）有多少克氯酸钾分解？

　 （3）15. 4克物质中含有哪些物质各多少克？

　精析：据质量守恒定律可知参加反应的反应物质量等于生成物质量，反应后固体质量减少是由于生成的氧气逸出的缘故，故氧气的质量为25－15. 4=9. 6克。那么既然知道了氧气的质量，就可以利用化学方程式进行计算，求出氯酸钾的质量以及氯化钾的质量。反应后的总质量是15. 4克，这其中包含氯化钾和二氧化锰的质量，而二氧化锰在这里做催化剂，反应前后质量不变，故二氧化锰的质量是剩余的总质量减去氯化钾的质量。

　答案：（1）

　（2）设有分解KClO3的质量为x 步骤： (1)设未知量

　2KClO32KCl+3O2↑ (2)写出反应的化学方程式

　245

　　 96 (3)写出相关物质的相对分子质量

　x

　 9.6g 对应相关物质的已知量、未知量

　 得x=24.5g (4)列出比例

　（3）氯化钾的质量为24.5g－9.6g=14.9g (5)求解

　二氧化锰的质量为25－24.5=0.5g，由于二氧化锰是催化剂，故反应前后质量不变。或15.4克剩余物质中含有氯化钾14.9克，所以二氧化锰0.5克。

　 (6)写答

　【典例5】甲醇（CH3OH）是一种有毒、有酒的气味的可燃性液体。甲醇在氧气中不完全燃烧可发生如下反应：8CH3OH + nO2mCO2 + 2CO + 16H2O。若反应生成3.6g水，请计算：

　（1）m值是

　（2）参加反应的氧气质量是多少克？

　精析：此题要求运用质量守恒定律，去确定化学计量数。质量守恒定律不仅体现在宏观上总质量相等、元素的质量相等，还体现在微观上原子个数相等。根据碳原子数反应前后相等，8=m+2，m=6；反应前后氧原子个数为8+2n=6×2+2+16 ，n=11 ，然后根据化学方程式，由生成3.6g水，求参加反应的氧气的质量。

　答案：（1）6

　（2）8+2n=6×2+2+16 n=11

　 设参加反应的氧气质量为x

　 8CH3OH + 11O26CO2 + 2CO + 16H2O

　 11×32 16×18

　 x 3.6g

　

　 x=4.4g

　答：参加反应的氧气为4.4g。

　3.4

　一、二氧化碳的物理性质

　标准状况下二氧化碳是一种无色、无味、密度比空气大、能溶于水的气体。增大压强、降低温度能变成固体，俗称“干冰”。

　二、二氧化碳的化学性质

　(1)一般情况下，不能燃烧，也不支持燃烧

　二氧化碳能使燃着的木条熄灭，说明它既不能燃烧也不支持燃烧。不支持燃烧是相对的，指它不支持非还原性物质燃烧，却能支持一些还原性很强的物质（如活泼金属镁）燃烧。

　(2)与水反应生成碳酸

　CO2+H2OH2CO3，CO2能使紫色石蕊试液变成红色，碳酸不稳定容易分解，H2CO3 H2O+CO2↑

　(3)与Ca(OH)2反应，生成白色沉淀碳酸钙，CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

　CO2能使澄清石灰水变浑浊，用来检验二氧化碳的存在。

　三、二氧化碳的用途

　①灭火：既不燃烧也不支持燃烧，密度比空气大

　②作化工原料：制纯碱、饮料、尿素等

　③作气体肥料：植物进行光合作用的原料

　④做制冷剂：干冰升华吸热

　四、二氧化碳对生活和环境的影响

　（1）温室效应的产生

　因为大量使用化石燃料，森林破坏，大气中CO2增多，地面吸收的太阳光不易散失而导致全球变暖，这种现象称为“温室效应”。能产生温室效应的气体除了CO2，还有臭氧（O3）、甲烷（CO4）和氟氯代烷等。

　（２）温室效应产生的危害

　①两极冰川融化，海平面上升淹没部分沿海城市；②导致土地沙漠化；③造成农业减产。

　（３）防治温室效应的措施

　①减少使用煤、石油和天然气等化石燃料；②更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源；③大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林；④限制并逐步停止氟氯代烷的生产和使用。

　五、实验室制取CO2

　 反应原理： CaCO3+2HClCaCl2+H2CO3

　碳酸不稳定，易分解生成水和二氧化碳：H2CO3CO2↑+H2O

　总的化学反应方程式是：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O

　误区警示

　　①不能选用浓盐酸，因浓盐酸挥发性太强，能挥发出大量的氯化氢气体，使制得的二氧化碳不纯。

　②不能选用硫酸，因硫酸与碳酸钙反应生成微溶性的硫酸钙沉淀，包在碳酸钙的表面，会阻止反应继续进行。

　③不能用碳酸钠、碳酸钾代替大理石或石灰石，因为它们易溶于水，反应速率快，难以控制。

　反应装置

　也可以使用以下装置：

　实验步骤

　1.检查装置的气密性。2.加入石灰石或大理石。3.加入稀盐酸。4.收集CO2。

　方法点拔

　　二氧化碳的检验与验满方法不同。检验是验证这种气体是否是二氧化碳，需通入澄清的石灰水，看是否变浑浊。而验满是将燃着的木条伸到集气瓶口，若木条熄灭，证明已收集满；否则，未满。

　二氧化碳和氧气的制取相关性质比较

　反应物的状态

　反应条件

　气体密度与空气相比

　是否与水反应

　二氧化碳

　固体+液体

　常温

　大

　反应

　氧气

　固体、或固体+液体

　加热或常温

　略大

　不反应

　3.5 3.6

　1. 呼吸过程中气体含量的变化

　人体吸入的气体：空气

　人体呼出的气体：O2—16%，CO2—4%，N2—78%，稀有气体—1%，较多水汽，即人呼吸时，会使呼出气体中的氧气含量降低，二氧化碳的含量增加。

　2. 人体呼吸系统的结构和气体交换。

　人体的气体交换是在呼吸系统内进行的。

　（1）呼吸系统的组成。（主要由呼吸道和肺两大部分组成）

　肺泡适于气体交换的结构特点:

　①数量多：约8亿；

　②面积大：约100平方米；

　③壁极薄：仅由一层上皮细胞构成；

　④有弹性：肺泡壁外具弹性纤维；

　⑤外包毛细血管网。

　（2）呼吸运动

　人体的气体交换是靠呼吸运动来实现的。即依靠膈肌和肋间肌的运动来完成。呼吸运动包括吸气和呼气两个过程。

　吸气：肋间外肌、膈肌收缩肋骨向上向外移动（膈肌顶部下降）胸腔容积

　扩大肺扩张，导致肺内气压减小外界气体进入肺泡

　呼气：肋间外肌、膈肌舒张肋骨向下向内移动（膈肌顶部回升）胸腔容积

　缩小肺借本身的弹性回缩，导致肺内气压增大肺内气体排出肺泡

　所以，肺泡内气压的变化是：吸气时，胸腔容积扩大，肺泡内气压小于外界大气压

　呼气时，胸腔容积缩小，肺泡内气压大于外界大气压

　3. 气体（氧气、二氧化碳）的交换过程

　当毛细血管中的血液流过肺泡时，血液中的二氧化碳通过扩散作用进入到肺泡，同时，肺泡中的氧气进入到毛细血管，红细胞与氧气结合，将氧气输送到全身各处。

　4. 动物的呼吸

　实验证明：动物也在进行呼吸作用，消耗氧气，产生二氧化碳。

　5. 植物的呼吸

　实验分析：

　①把吸干水的菠菜装入塑料袋中，密封，在暗处放置一个晚上。

　②观察实验：塑料袋内壁有明显的水珠生成；将塑料袋中的气体通入澄清的石灰水中，可观察到澄清的石灰水变浑浊；用温度计测量，可以发现温度计的读数略有提高。

　③这个实验说明：植物也在进行呼吸作用，消耗氧气，产生二氧化碳。

　6. 呼吸与呼吸作用：

　呼吸指的是生物体与外界进行气体交换的过程。

　呼吸作用是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终产生二氧化碳、水或其他产物，同时把有机物中的能量释放出来，供生命活动的需要。

　【易错知识】

　呼吸与大气压

　吸气时，肺内气压小于外界大气压，呼气时，肺内气压大于外界大气压，肺内气压和外界大气压所形成的压力差是推动气体进入肺部的动力。在吸气结束尚未呼吸的一瞬间，肺内气压等于外界大气压。

　例1.当吸气刚刚停止时，肺内气压以及肺内气体含量情况分别是（ ）

　A 等于大气压，等于空气含氧量 B 等于大气压，低于空气含氧量

　C 高于大气压，高于空气含氧量 D 低于大气压，低于空气含氧量

　答案：B

　肺泡内的气体交换：肺泡内的气体交换，是指肺泡与血液之间的气体交换。静脉血流经肺泡外的毛细血管时，氧便由肺泡扩散到血液里；同时，静脉血里的二氧化碳扩散到肺泡中。经过这样的气体交换，静脉血就变成了含氧丰富的动脉血。

　3.呼吸和呼吸作用的区别－－呼吸是指肺换气，包括呼气和吸气。呼吸作用是指细胞内的有机物与氧发生反应，最终产生二氧化碳、水和其它产物，同时八有机物中的能量释放出来，供生命活动的需要。这是一个复杂、多步骤的过程

　4.动植物的呼吸作用

　◎概念：细胞内有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水，同时释放能量的过程。

　◎反应公式：　有机物＋氧 二氧化碳＋水+能量　

　◎观察种子呼吸现象的演示实验。

　温度计示数上升说明萌发的种子放出热。

　蜡烛熄灭说明呼吸作用吸收氧气。

　澄清石灰水变浑浊说明放出二氧化碳。

　◎呼吸作用释放能量，一部分以热的形式散失，其余主要用于维持各项生理活动。

　◎影响的因素：氧气的浓度，温度等

　（1）生物正常活动所需能量大部分由呼吸作用提供，在生物正常活动中有着重要的地位

　3.7 3.8

　一、光合作用

　1. 光合作用的过程和概念：

　（1）植物制造淀粉的实验分析：在相同的条件下，取两片相同的叶子做实验，现象很明显。得出如下结论：整个过程用对比的方法进行，用遮光和不遮光的叶片进行比较，能清楚地得出结论，即被阳光照射到的叶片中产生了淀粉，而没有被阳光照射到的叶片没有产生淀粉。所以，光合作用需要阳光，光合作用的产物之一是淀粉。

　（2）水生绿色植物的实验分析：在晴朗的天气中将植物释放的气体收集起来，证明产生的气体是氧气。说明光合作用的产物之一是氧气。

　（3）光合作用需要二氧化碳的实验，在相同的条件下，取两片相同的叶子做实验，也用对比的方法，空气中有二氧化碳，叶片能产生淀粉；空气中没有二氧化碳，叶片不能产生淀粉，说明光合作用需要二氧化碳。

　光合作用还需要水。

　所以，光合作用就是绿色植物在阳光的作用下，利用二氧化碳和水制造有机物（如淀粉），并释放氧气的过程。光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是淀粉和氧气，条件是阳光，场所是叶绿体。

　2、公式：二氧化碳+水有机物（淀粉）+氧气

　3、实质：光合作用包含了两个方面的转化：

　物质方面，把简单的无机物制成复杂的有机物，并且释放氧气。

　能量方面，把光能变成贮存在有机物中的化学能。

　4、意义：（1）光合作用是一切生物的物质来源、能量来源和氧气的来源。

　5、光合作用和呼吸作用：

　光合作用

　呼吸作用

　场所

　叶绿体

　所有活的细胞

　条件

　需要光

　有光无光都进行

　过程

　吸收二氧化碳，放出氧气

　吸收氧气，放出二氧化碳

　结果

　制造有机物，贮存能量

　分解有机物，释放能量

　联系

　呼吸作用消耗的有机物是光合作用所贮存的，而光合作用所需的能量又是呼吸作用所释放的。它们是相互依存又相互对立的。

　关于验证光合作用的实验：

　过程：

　1）将天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是将叶片内的淀粉运走耗尽。

　该实验控制的变量是光。

　隔水加热酒精的目的是避免危险。

　滴加碘液后，叶片变蓝部分为见光部分。

　该实验证明了光合作用的条件之一是光，产物是淀粉。

　2）光合作用产生的气体是氧气。

　影响光合作用的因素：光照的强度，二氧化碳的浓度，温度 ，水

　光照强度：一定范围内，光强越大，光合作用速率越快，当光强到一定值时，光合速率不再增加

　温度：光合作用是由酶催化的，所以在一定温度范围内，温度增大则光合作用速率也增大，一般在25--30摄氏度时最适宜，35摄氏度以上则开始下降，40--45摄氏度则会停止

　水分：光合作用的原料，缺乏时光合作用速率下降

　二氧化碳浓度：影响效果和光照强度一样

　氧气浓度：浓度越高，对光合作用的抑制作用越明显

　光合作用和呼吸作用的异同

　区别

　项 目

　光 合 作 用

　呼 吸 作 用

　部位

　叶绿体

　线粒体

　与光的关系

　必须在光下进行

　有光无光都能进行

　气体变化

　吸收二氧化碳，释放出氧气

　吸收氧气，释放出二氧化碳

　物质变化

　将无机物合成有机物

　将有机物分解成无机物

　能量变化

　贮存能量

　释放能量

　联

　系

　呼吸作用所分解的有机物是通过光和作用制造的，呼吸作用需要的氧气也是光合作用产生的，呼吸作用产生的二氧化碳是光和作用的原料。光和作用所固定的太阳能，转变为有机物中的化学能，通过呼吸作用将有机物中的化学能释放出来。

　二、自然界中氧和碳的循环

　1、自然界中的氧循环

　①氧循环：氧气不断地被消耗，又不断地产生，使大气中氧气的含量保持恒定。

　②消耗氧气的主要途径是：物质燃烧、生物呼吸等

　产生氧气的途径是：植物的光合作用。

　大气中的氧气的含量会随着生物的呼吸和物质的燃烧等运动而减少，但又会随植物的光合作用而增加，周而复始地进行循环，这就是自然界的氧循环。

　2、保护臭氧层

　①臭氧：分子式是O3，是氧气的同素异形体，它是一种较不稳定的、活泼的气体；通常状况下，是一种具有天蓝色和刺激性腥臭味的气体；具有氧化性，氧化能力比氧气强；在距离地面20~35公里的高空，形成了包围地球外层空间的臭氧层，这厚厚的臭氧层正是人类赖以生存的保护伞。

　臭氧层的作用：阻挡和削弱来自太阳光的过强的紫外线，对生物起保护作用。

　②臭氧层的破坏和保护。

　a. 引起臭氧层破坏的原因：氟氯烃等物质对臭氧的作用。

　b. 臭氧层的保护措施：禁止生产和使用含氟氯烃的制冷剂、发泡剂、喷雾剂等化学物质。

　3、自然界中的碳循环

　自然界中的碳可以以单质和化合物的形态出现，碳在自然界中也是可以循环的。

　碳的循环主要通过CO2来进行。它可以分为三种形式：

　①是植物经光合作用将大气中的二氧化碳和水化合生成碳水化合物（糖类），在植物呼吸中又以二氧化碳返回大气中被植物再度利用；

　②是植物被动物采食后，糖类被动物吸收，在体内氧化成二氧化碳，并通过呼吸释放回大气中又可被植物利用。

　③是煤、石油和天然气等燃烧时，生成二氧化碳，它返回大气中后重新进入生态系统和碳循环。

　大气中的二氧化碳通过光合作用被消耗，又随动植物的呼吸作用、有机物的燃烧以及微生物的分解作用等过程，释放到大气之中。

　4、温室效应

　①温室效应：地球大气中的二氧化碳能像玻璃一样，让太阳光辐射的能量穿过大气层被地面吸收，同时防止地面辐射的能量散逸到外层空间，使地面的气温升高，产生类似温室的保温效应，这就是大气的温室效应。

　②温室效应产生的原因：由于煤、石油、天然气等矿物燃料的大量使用，加上森林面积因乱砍滥伐而急剧减少，使大气中二氧化碳的含量增加较快。

　③温室效应的好处：适度的温室效应能保证地球上气温的稳定，有利于动植物的生存。

　温室效应的危害：由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。它会带来下列几种严重恶果：

　（1）地球上的病虫害增加；

　（2）海平面上升；

　（3）气候反常，海洋风暴增多；

　（4）土地干旱，沙漠化面积增大。

　三、空气污染与保护

　1、空气中的污染物主要来自燃料燃烧排放的废气和烟尘、工业废气和汽车尾气。主要有烟尘、二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物。

　①汽车尾气：汽车尾气中的有害成分主要有CO，NOx，SO2，固体颗粒和臭氧等。

　CO的危害：当吸入人体后，极易跟血红蛋白结合，使血红蛋白失去携带氧气的能力。

　NOx的危害：它进入人体后，开始是刺激呼吸器官，然后逐渐侵入肺部，与细胞中的水分结合成亚硝酸和硝酸，产生强烈的刺激与腐蚀作用。

　②固体颗粒的危害：被人吸入后，会沉积在呼吸系统中，引发许多疾病。

　2、酸雨

　①酸雨的形成原因：降水在其形成和降落过程中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫、二氧化氮等物质，形成了pH值小于5.6的酸性降水。大气中的二氧化硫、二氧化氮主要来源于煤和石油的燃烧。酸雨中的有害物质是硫酸和硝酸。

　②酸雨的危害：酸雨不仅危害人体健康，而且使水域和土壤酸化；损害农作物和林业生长；危害渔业；腐蚀建筑物、工厂设备和文化古迹等。

　3、保护空气

　保护空气的措施：①使用清洁能源 ② 控制污染源 ③加强空气质量监测和预防 ④ 植树造林。发展清洁能源，改善能源消费结构。逐步减少直接消费煤炭，提高使用燃气、电力等清洁能源的消费比例。

　①空气质量日报和预报：能看懂空气质量日报和预报。知道污染指数（API）越高，空气质量越差。API小于50，说明空气质量为优；50~100为良好。

　②绿化造林，净化空气。绿化造林是治理大气污染、净化空气最有效而且经济的措施。植物是氧和二氧化碳的调节器。植物能够消耗空气中的二氧化碳，增加氧气。

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