2.1 空气的成分-第2课时 氮气和稀有气体的用途 空气的污染与防治（教学课件）2025-2026学年科粤版化学九年级上册

(课件网) 一、氮气（N ）的用途：基于性质的多领域应用 氮气的用途核心围绕其化学性质稳定（常温难反应）和液氮低温特性两大优势，具体可分为三大类，结合场景案例理解更直观： （一）保护气用途：利用 “化学性质稳定，隔绝氧气” 的特性 应用领域 具体场景 作用原理与优势 生活 / 工业实例 食品工业 零食 / 熟食包装充氮 隔绝空气中的氧气和水蒸气，防止食品氧化变质（如油脂哈喇味）、微生物滋生，延长保质期 薯片、牛肉干、烘焙面包的包装（拆开时包装袋鼓鼓的，内部为氮气）；真空咖啡包装中充氮，防止咖啡粉氧化变味 金属加工 焊接 / 切割金属时的保护气 隔绝空气（氧气），避免金属在高温下被氧化，保证焊接处质量（如不锈钢焊缝不生锈） 汽车车身焊接、电路板焊接时，用氮气营造 “惰性环境”；金属热处理（如退火）时充氮，防止金属表面氧化 电子工业 芯片 / 半导体制造过程 净化生产环境，防止灰尘、氧气与芯片材料反应，保证产品精度（比氮气更稳定的氩气也常用，但氮气成本更低） 手机芯片制造中，用氮气冲洗反应腔；LED 灯珠封装时充氮，防止灯丝氧化 （二）化工原料用途：利用 “高温高压下可反应” 的特性 应用领域 具体场景 反应原理 实际价值 农业（氮肥生产） 合成氨→制备尿素、碳酸氢铵等氮肥 工业合成氨反应：N + 3H \(\stackrel{高温高压、催化剂}{=\!=\!=}\)2NH ，氨气进一步转化为氮肥 解决全球粮食增产问题（氮是植物叶绿素、蛋白质的关键成分，缺氮会导致作物叶片发黄、减产）；我国每年生产氮肥超 5000 万吨，保障粮食安全 化工工业 制造硝酸、纯碱等基础化工产品 氮气→一氧化氮（NO）→二氧化氮（NO ）→硝酸（HNO ）；硝酸与碳酸钠反应生成纯碱（Na CO ） 硝酸用于生产炸药（如硝酸铵）、染料（如偶氮染料）、医药（如青霉素）；纯碱用于玻璃制造、肥皂生产，是工业 “基础化工之母” （三）低温用途：利用 “液氮（-196℃）的极强制冷性” 应用领域 具体场景 低温优势 生活 / 科研实例 医疗领域 生物样本保存、冷冻治疗 液氮温度极低，能快速冻结物质，且冷冻后细胞结构破坏小（缓慢冷冻会形成大冰晶，刺破细胞） 医院冷冻保存精子、卵子、胚胎（保存期可达数十年）；皮肤科用液氮冷冻治疗扁平疣、血管瘤（低温冻死病变组织，创伤小） 食品工业 速冻食品加工 液氮喷淋冷冻，使食品在几分钟内降温至 - 40℃以下，锁住水分和营养（比传统冷冻更高效） 速冻水饺、速冻海鲜（如虾、扇贝）用液氮冷冻，煮后口感接近新鲜；冰淇淋制作中加液氮，快速成型且口感更细腻 科研领域 创造低温环境、超导实验 液氮能提供接近 “绝对零度” 的低温环境，使某些材料呈现超导性（电阻为零） 物理实验室用液氮冷却超导磁体（如核磁共振仪的磁体）；航天模拟实验中，用液氮模拟太空低温环境 二、稀有气体的用途：“惰性” 与 “特殊光效” 的独特价值 稀有气体（氦 He、氖 Ne、氩 Ar、氪 Kr、氙 Xe）因最外层电子稳定（8 电子或 2 电子结构），化学性质极不活泼，同时通电时会发出特征光谱，用途集中在 “保护气” 和 “电光源”，部分气体有特殊功能： （一）保护气用途：比氮气更稳定，适用于高精度场景 稀有气体 应用领域 优势与实例 氩气（Ar） 焊接精密仪器、半导体制造 化学性质比氮气更稳定，且密度与空气接近，不易扩散；用于焊接不锈钢保温杯、钛合金飞机部件，防止焊缝氧化；半导体芯片制造中，用氩气作为等离子刻蚀的保护气 氦气（He） 航天领域（火箭燃料保护） 密度极小（0.178g/L，仅为空气的 1/7），且不燃不爆；火箭发射时，用氦气吹扫燃料管道，防止燃料与空气混合爆炸 （二）电光源用途：通电发光，光谱独特且能耗低 稀有气体 发光颜 ... ...