高一化學必修1第三節硫和氮的氧化物2教學設計

三維目標：

①瞭解一氧化氮和二氧化氮的部分物理性質；

知識與技能：

②掌握NO化學性質。

③掌握NO2水溶液酸性,化學性質。

過程與方法：

①培養實驗設計、觀察、分析能力，訓練知識應用能力。

②學會有關二氧化氮的計算。

情感、態度

通過學習二氧化硫和二氧化氮的性質，瞭解環境污染的來源

與價值觀

及危害，樹立環保意識。

教學重點：

NO2的化學性質

教學難點：

NO2的化學性質

教學方法：

實驗探究、設疑啟發、對比歸納等

教學準備：

多媒體課件

教學過程：

第二課時

二、氮氣及氮的氧化物

1、氮氣

（1）氮的存在：

大多數是遊離態（大氣中N2的體積比為78%），少數以化合態存在。

（2）氮氣的物理性質：

氮氣是無色無味的氣體，難溶於水，比空氣稍輕。

[思考]實驗室制N2時應該用什麼方法來收集？

（3）氮氣的化學性質

[分析]結構決定性質，先研究N2的結構。

電子式：加載中...。由於氮氣分子中含有三對共用電子對，分子很穩定。通常情況下，氮氣性質不活潑，很難與其它物質反應，必須在高温、放電或有催化劑存在的條件下，才能與某些物質反應。

①N2與氧氣反應：N2+O2加載中...2NO

②N2跟鎂反應：3Mg+N2加載中3N2

③N2與氫氣反應：

加載中...

（4）氮氣的用途

①合成氨、制氮肥、制硝酸。

②用作保護氣：焊接金屬、充填燈泡、保存糧食和水果。

2、一氧化氮

（1）物理性質：一氧化氮是無色難溶於水的氣體。

（2）化學性質：不穩定

2NO+O2=2NO2【思考題】如果實驗室製取的NO應如何收集？

（3）用途：製取硝酸；治療疾病。

羅伯特·弗奇戈特和弗裏德·默拉德在研究中曾發現，一氧化氮可以在細胞內起傳遞信號的作用，他們因此而獲得1998年諾貝爾獎。他們正在研究用一氧化氮的特性來治療腫瘤、神經系統疾病等的可能性。

3、二氧化氮

（1）物理性質：二氧化氮是紅棕色有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶於水。

（2）化學性質：

3NO2+H2O=2HNO3+NO

[思考]中國有句農諺，叫做“雷雨發莊稼”，誰能解釋這句話的含義？

〖分析〗在雷雨時，空氣中產生少量NO，NO與氧氣反應生成NO2，NO2與H2O反應生成HNO3 ，HNO3與礦物質反應生成肥料。

[演示實驗]先在一燒瓶內充滿一氧化氮氣體，讓學生觀察一氧化氮的`顏色等。打開瓶塞，讓學生觀察變化。

[結論]一氧化氮是一種無色氣體、二氧化氮顯紅棕色。通常條件下，一氧化氮易轉化為二氧化氮。

【科學探究】如何使二氧化氮儘可能多的被水吸收？這對生產硝酸有何啟示？

【科學視野】請同學們閲讀課本92頁，瞭解火箭為什麼能飛上天？

4、NO2、NO、O2混合氣體跟水反應的計算

①二氧化氮跟水反應：3NO2+H2O=2HNO3+NO

②二氧化氮、氧氣和水反應：4NO2+O2+2H2O = 4HNO3

③一氧化氮、氧氣和水反應：4NO+3O2+2H2O = 4HNO3

遇到這類計算題時，首先要弄清所涉及的反應原理是哪種情況，再進行計算。如，二氧化氮跟氧氣的混合氣體溶於水時，可能有以下向種情況：

[例題]

[例1]將盛有氮氣和二氧化氮混合氣體的試管倒立於水中，經過足夠時間後，試管內氣體體積縮小為原體積的一半，則原混合氣體中氮氣和二氧化氮的體積比是 。

[分析]氮氣跟水不反應，所以可根據“3NO2+H2O=2HNO3+NO”用體積差法進行計算。答案為：1:3。

[例2]

將容積為50mL的量筒內充滿NO2和O2的混合氣體，倒置量筒在盛滿水的水槽裏，足夠時間後，量筒裏剩餘氣體體積為5mL。則混合氣體中NO2和O2體積比可能是 。

[分析]二氧化氮、氧氣混合氣體例置於水中，最後殘留氣體可能有二種情況，一是氧氣，二是一氧化氮。所以應先假設，再立式計算。

[解答]（1）若剩餘的5mL氣體是O2，則共有45mLNO2、O2混合氣體跟水反應，根據4NO2+O2+2H2O = 4HNO3可得出：

V（NO2）=加載中...×45mL=36mL

V（O2）=加載中...×45mL+5mL=14mL

所以，原混合氣體中NO2和O2體積比為18:7。

（2）若剩餘的5mL氣體是NO，則NO2、O2混合氣體跟水反應時是NO2過量，過量的NO2再跟水反應。根據反應“3NO2+H2O=2HNO3+NO”可得出，共有15mLNO2過量。

即，在NO2、O2混合氣體跟水反應的過程中共消耗氣體35mL。根據4NO2+O2+2H2O = 4HNO3可得出：

V（O2）=加載中...×35mL=7mL

V（NO2）=加載中...×35mL+15mL= 43mL

所以，原混合氣體中NO2和O2體積比為43:7。

三、二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染

1、二氧化硫的來源及危害

（1）來源：二氧化硫主要來自燃燒含硫燃料，空氣中的二氧化硫很大部分來自發電過程及工業生產。

（2）危害：

①危害人體健康：吸入二氧化硫可使呼吸系統功能受損，加重已有的呼吸系統疾病（尤其是支氣管炎及心血管病）。對於容易受影響的人，除肺部功能改變處，還伴有一些明顯症狀如喘氣、氣促、咳嗽等。

②形成酸雨：酸雨是大氣污染的一種表現。

pH小於5.6的降水，統稱為酸雨。酸雨的形成是一種複雜的大氣化學和大氣物理變化。酸雨中含有多種無機酸、有機酸，主要是硫酸和硝酸。酸雨是煤炭、石油以及金屬冶煉過程中產生的二氧化硫、氮氧化物，在大氣中經過一系列反應而生成的。酸溶解在雨水中，降到地面即成為酸雨。

2、二氧化氮的來源及危害

（1）來源： 二氧化氮除自然來源外，主要來自於燃料的燃燒、城市汽車尾氣及工業生產過程產生的一些二氧化氮。

（2）危害：二氧化氮是引起光化學煙霧的主要原因，同時它可和水反應生成硝酸，造成硝酸型酸雨，毀壞森林農田，腐蝕建築物。目前我國酸雨的主要類型是硫酸型的。

3、污染治理的辦法：減少污染源，控制有害氣體排放。

【作業】第96頁9、10題

〖板書設計〗

二、氮氣及氮的氧化物

1、氮氣；2、一氧化氮；3、二氧化氮；4、NO2、NO反應的計算

三、二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染

1、二氧化硫的來源及危害

2、二氧化氮的來源及危害

3、污染治理的辦法