空气的组成
清晨跑步时，风从身边掠过；打开一袋薯片时，包装袋鼓鼓的；医院里，氧气面罩正帮助病人呼吸。空气看不见，也常被我们叫作“空的”，但它其实一点也不单一。把一个看似空的集气瓶塞好，里面装着的不是“什么都没有”，而是一份由多种气体共同组成的样本。
可以把空气想成一锅配料比例很稳定的汤：食材混在一起，却没有变成一种新的食材；空气中的几种气体也共同存在，却仍各自保留着不同的性质。正因为如此，同一片空气既能给人提供氧气，也能为食品包装、彩色灯光和植物生长提供条件。
一瓶“空”空气，装着什么？
先问一个很容易答错的问题：空气中有氮元素、氧元素，是不是就像“由两种元素组成的化合物”那样是一种纯净物？不是。判断混合物时，看的是其中有没有多种物质，而不是只数元素名称。空气中有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等多种物质，所以空气是混合物；“洁净”只说明其中污染物和尘埃较少，并不会把它变成纯净物。
由两种或两种以上物质混合而成的物质叫混合物。空气、矿泉水和食盐水都是混合物；液氧、氮气和干冰分别只含一种物质，才属于纯净物。不要把“透明”“无色”或“洁净”当成分类依据。
为了便于比较，课本通常把干燥空气想象成 100 份等体积的小格。近地面空气的组成会随地点、天气等有所变化，尤其水蒸气的多少会改变；下面的数值是学习组成时使用的近似值。
图 1 空气不是一种气体：同一容器中有多种气体，比例不同。
这里的“78 份”和“21 份”说的是体积分数。如果把 100 mL 的干燥空气装进量筒，可以近似看成其中有 78 mL 氮气、21 mL 氧气；它们不是 78 g 和 21 g。气体会充满容器，比较同一条件下各气体占据的体积，最直观也最符合这一章的表达。
“氧气约占空气的 21%”默认指体积分数，不是质量分数。题目若问 500 mL 空气里氧气有多少 mL，应直接用 ；不能把 21%误当成 21 g。
例题： 一只密闭塑料瓶中有 500 mL 干燥空气，按上述近似组成计算，其中氧气和氮气各约占多少 mL？
先读清“按体积计算”。瓶内空气总体积是 500 mL，氧气的体积分数约为 21%，所以氧气体积约为 。
再用氮气的体积分数 78% 计算：。
与其只背四个数，不如亲手把一份“100 格空气”配出来。先把微量成分合并成约 1 格，再观察为什么这种近似不等于把它们忽略。
1
下列说法中正确的是（ ）
性质不同，用途才不同
体积分数小，不等于作用小。空气像一个分工明确的小团队：有的成员擅长供给呼吸，有的适合让食品不易变质，有的通电会发光，有的可以参与植物生长或帮助灭火。遇到“某种气体有什么用途”的题目，不要先背答案，先追问：这个用途需要它具备什么性质？
氧气：帮助呼吸，也支持燃烧
医疗急救、潜水和高原活动会用到氧气，是因为氧气能供给呼吸。许多物质能在空气中燃烧，是因为空气里有氧气；工业上气焊、气割等也会利用氧气支持燃烧的性质。
图 2 氧气可供给呼吸、支持燃烧。
“支持燃烧”常被误听成“氧气自己能燃烧”。想想蜡烛：蜡烛是燃烧的物质，氧气让蜡烛燃烧得更旺。氧气在这个过程中像“助跑的跑道”，不是“正在跑的运动员”。所以，“氧气具有助燃性”正确，“氧气具有可燃性”错误。
氮气和稀有气体：不活泼，正好派上用场
薯片包装为什么常鼓鼓的？其中常充入氮气。氮气在常温下化学性质较不活泼，能减少食品与氧气等发生变化的机会，所以可用作保护气；有些灯泡中充入氮气，也利用了这一点。这里的关键词是“常温下较不活泼”，不能说氮气“永远不反应”。
稀有气体是氦、氖、氩等气体的统称。它们的化学性质很不活泼，可作保护气；通电时能发出不同颜色的光，因此可以制成多种电光源。氦气球能安全上升，并不是因为“稀有”这个名字，而是因为氦气密度比空气小、性质稳定。
图 3 氮气和稀有气体的共同线索：化学性质不活泼，但具体用途还要看各自的其他性质。
二氧化碳：少量存在，也能发挥作用
二氧化碳在空气中的比例很小，却是绿色植物进行光合作用的原料。它通常不能燃烧、也不支持燃烧，在合适的初起火灾中可用二氧化碳灭火器来隔绝空气；固态二氧化碳叫干冰，升华时吸热，可以用于冷藏保鲜。这些是本章先要建立的生活联系，后面学习碳及其氧化物时还会进一步研究它。
图 4 含量少不代表没有作用：二氧化碳与植物、灭火和干冰冷藏都有联系。
二氧化碳是空气的正常成分，不能因为它过量排放会带来环境问题，就简单把“二氧化碳”当作本章所说的常见空气污染物。判断空气污染，要联系污染物的种类、浓度和危害，而不是看到空气中的任何气体就下结论。
现在把“用途”倒过来推回“性质”。完成匹配时，尤其留意两个干扰项：氧气助燃但不燃烧；氮气、稀有气体不活泼也不等于“绝对不反应”。
情境推理： 超市要给易碎薯片充气包装。小安说：“装氧气吧，氧气多，食品一定更新鲜。”这个建议成立吗？
先确定目标不是“把袋子撑起来”这么简单，而是尽量减慢食品变质。题目需要的是一种不易和食品成分发生反应、还能减少氧气影响的气体。
氧气能支持燃烧，也容易参与一些氧化过程，并不符合“尽量不发生变化”的目标；因此不能因为氧气对人体重要就选它。
氮气在常温下化学性质较不活泼，更适合作保护气。结论是应充氮气，理由要写成“利用氮气化学性质较不活泼”，而不只写“氮气很多”。
空气需要被保护
空气有相对稳定的组成，但这不表示任何时候的空气都适合呼吸。汽车尾气、燃料燃烧和工业废气会带来有害气体；施工、运输和露天焚烧会带来烟尘、扬尘等颗粒物。它们进入空气过多，就会影响人体健康、能见度和生态环境。
图 5 空气污染防治不是单一行动：减少产生、控制排放和日常参与需要配合。
防治不能只停在“多种树”或“戴口罩”。戴口罩是在污染已经存在时减少个人吸入的一种防护，不能让污染源消失；更优先的思路是先从源头减少产生，再在排放过程中处理污染物。例如，选择公共交通和清洁能源可减少污染物产生；工厂安装脱硫、除尘等装置，是让污染物少排到空气中；施工现场覆盖、围挡、洒水抑尘，针对的是颗粒物来源；不露天焚烧垃圾、秸秆，则是直接避免新的烟尘和有害气体进入空气。
判断防治措施是否有效，先问“它有没有让污染物少产生或少排出”。把烟囱涂成天空颜色、等风大再焚烧，或者只给路人发口罩，都没有解决污染源；它们不能替代源头减排和排放控制。
下面的决策台不提供实时空气质量数据，而是让你练习把污染来源和治理措施一一对应。完成后再回看：为什么“源头减排 → 过程控制 → 个人防护”是更合理的优先顺序？
把知识用在新情境中
练习 1： 一只 200 mL 的集气瓶中装有干燥空气，按体积分数估算，其中氧气约为多少 mL？
2
请填入氧气体积（只填数值或带单位均可）。
练习 2： 针对“施工扬尘”和“汽车尾气”两个问题，哪些措施属于治理污染源的合理做法？（多选）
3
请选择所有正确项。
练习 3： 有同学说：“空气里含有氧气，所以氧气是可燃物；空气里含有二氧化碳，所以二氧化碳一定是空气污染物。”请分别判断并说明理由。
这一章可以用四句话串起来：空气是多种气体组成的混合物；组成数据按体积分数理解；气体的性质决定它的用途；保护空气要优先减少污染物产生和排放。带着这条线索进入下一章，氧气的性质会变得更容易理解。