高中化学人教版必修1教案课时23硫和氮的氧化物教学设计教案Word下载.docx
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[板书]二、二氧化氮和一氧化氮
师:
欲认识两种氮氧化物,我们还要从大家最熟悉的氮气入手。
空气中氮气的体积分数为多少?
生:
氮气在空气中的体积分数为78%。
自然界中的氮主要以游离态存在于大气中,生物体中蛋白质含有化合态氮,土壤中有硝酸盐,如KNO3、Ca(NO3)2等。
所以有人说“氮是生命元素”。
预测氮气的性质活泼与否。
在通常情况下,氮气不活泼,不与氧气反应,但氮气在一定条件下还可以与氧气反应。
[板书]1.NO的生成及与NO2转化
多媒体演示,N2和O2在放电条件下的反应。
[练习]书写化学方程式并评价书写情况。
[板书]N2+O2
2NO
2NO+O2====2NO2
这种把游离态的氮转化为化合态的氮的方法叫做氮的固定,简称固氮。
[演示]NO2溶于水实验。
操作:
用带橡皮手套的拇指堵住试管口,将试管从水中取出,把试管正立起来,移开拇指,向试管中滴入1~2滴紫色石蕊试液。
(学生观察实验现象和动画)一氧化氮难溶于水;
二氧化氮溶于水,气体体积减少2/3,生成的气体接触空气又变成红棕色,水溶液滴入石蕊变红色。
3NO2+H2O====2HNO3+NO(引导学生分析氧化剂、还原剂及电子转移情况)。
NO2是否是硝酸的酸酐呢?
说明理由。
(不是,因为氮的化合价不是+5)。
您能否总结出二氧化氮有哪些物理性质呢?
二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(和水反应)。
引导学生思考“雷雨发庄稼”的原理及涉及的可能反应。
空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮,一氧化氮再和氧气反应,生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐,成为氮肥被植物吸收。
[小结]
[思考]在新疆与青海交界处有一山谷,人称“魔鬼谷”。
经常电闪雷鸣,狂风暴雨,把人畜击毙。
然而谷内却是牧草茂盛,四季常青。
这是为什么?
试写出相关反应的化学方程式。
[小结]N2+O2
2NO
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
在上面的反应中,涉及两种氮的重要化合物,即一氧化氮和二氧化氮,除此之外还有其他几种氮的氧化物,请同学们填表。
填表(用媒体展示答案,及时检查):
[小结]氮的化合价:
-3、+1~+5。
总结:
①从N2的化学性质不活泼,推出N2分子结构很稳定。
②在高温、放电时,氮气比较活泼,可参加许多反应。
这要从氮原子最外层电子排布特点理解,分析氮元素化合价变化的可能性。
根据学过的化学方程式写出如下关系链。
③关系:
[科学探究]现给你一试管二氧化氮,其他药品、仪器自选。
1.设计实验,要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。
2.你的设计对工业生产硝酸有什么启示?
生:
练习写出二氧化氮全被吸收的化学反应方程式。
[小结]4NO2+2H2O+O2====4HNO3
若参加反应的为NO呢?
[小结]4NO+2H2O+3O2====4HNO3
比较:
氮的重要氧化物(见下表)
氮的重要氧化物
图片导课投影:
煤和石油燃烧时的滚滚浓烟:
由于工农业生产的迅猛发展,空气受到了不同程度的污染,在工厂废气的滚滚浓烟中,主要含有哪些有害气体在危害我们的生活呢?
粉尘和气体(SO2、CO和氮氧化物等)
现在不少地区雨水的pH小于5.6,当雨水的pH小于5.6时,我们就称它为酸雨。
我国是世界上三大酸雨区之一。
1.1872年,美国化学家Smith,首先提出了“酸雨”一词,直到本世纪40年代,酸雨问题才引起人们的广泛关注。
2.1972年6月5日,具有历史意义的人类环境会议在瑞典首都斯德哥尔摩召开,通过了著名的《人类环境宣言》,并确定每年6月5日为“世界环境日”。
从1974年起,每年由联合国环境规划署确定一个主题,开展“世界环境日”的活动,其中1983年的主题是防治酸雨。
3.1985年,几场酸雨过后,我国四川奉节县9万亩华山松全部枯死,重庆南山2.7万亩马尾松死亡过半。
酸雨的危害如此之大,造成酸雨的罪魁祸首是谁呢?
——是二氧化硫和氮氧化物等,二氧化硫、氮氧化物因为其巨大的危害已经被人们日益关注。
有关酸雨危害的图片
同学们,从以上材料中,我们已经认识了酸雨的危害,你能否总结酸雨的危害主要体现在哪些方面呢?
(学生共同讨论,找一名同学汇报讨论结果,其他同学补充)
[小结投影]
3.酸雨危害
(1)对人体健康造成直接危害。
(2)破坏森林、草原和农作物。
(3)土壤酸性增强,湖泊酸化,生态环境受损。
(4)破坏建筑物。
……
同学们,从刚才的讨论中,我们已经认识了酸雨的危害,也明确了酸雨的主要成分是硫酸,硫酸型酸雨是如何形成的呢?
我们如何防止或减少酸雨的形成呢?
展示:
有关酸雨形成的图片
同学们,从刚才的纪录片和图片中,你能否总结硫酸型酸雨是如何形成的呢?
[归纳小结]酸雨的形成(以硫酸型酸雨形成为例)
氮氧化物是如何形成酸雨的呢?
(转化成硝酸3NO2+H2O====2HNO3+NO)
[板书]三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
二氧化硫和二氧化氮为大气的主要污染物,能直接危害人体健康,引起呼吸道疾病,严重时会使人死亡。
煤和石油中含杂质硫,在燃烧中将排放酸性气体SO2;
燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化,氧气与氮气化合,也排放酸性气体NOx。
它们在高空中为雨雪冲刷,溶解,雨成为了酸雨。
(讨论)通过学习,你认为应该怎样控制酸雨的产生呢?
你有哪些防治酸雨的措施呢?
酸雨的防治:
1.控制酸性物质的排放;
2.改变能源结构,开发利用清洁能源等等。
[阅读]资料卡片
防治酸雨的措施
1.调整能源结构,发展清洁能源,优化能源质量,提高能源利用率,减少燃煤产生的二氧化硫和氮氧化物等。
2.加强环境管理,强化环保执法,严格控制二氧化硫的排放量。
3.研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备。
(1)原煤脱硫技术,可以除去燃煤中大约40%~60%的无机硫。
(2)改进燃烧技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。
(3)对煤燃烧后形成的烟气脱硫。
目前主要用石灰法,脱硫效果较好,可以除去烟气中85%~90%的二氧化硫,但是成本较高。
如果说酸雨的形成SO2、NO2是元凶的话,那么NO、NO2等氮氧化物在其他方面的危害也是巨大的。
NO、NO2造成的日本东京和英国伦敦的光化学烟雾事件,都位列世界十大公害事件,在历史上和今天认识它都有深远意义。
由此可见NO、NO2和SO2等一旦污染空气,人类将无法逃避,无处可藏。
为了我们的家园,为了人类自己,我们应从方方面面注意防止环境污染,保护环境。
不过事物都有两面性,二氧化硫及二氧化氮对环境有很大的危害,但同时在工业生产中,它们也有非常重要的应用。
(学生讨论总结NO2、SO2在工业中的应用)
[例题剖析]
(例1)将20mL充满NO和NO2的混合气体的试管倒立于盛水的水槽中,充分反应后,剩余气体的体积变为10mL,求原混合气体中NO和NO2各占多少毫升。
生:
本题的解题关键在于正确把握所发生的化学反应,只有NO2溶于水并与水反应生成HNO3和NO。
我认为本题还是要抓住剩余气体的成分来分析:
NO不溶于水,NO2溶于水并与水反应生成HNO3和NO。
所以玻璃筒内剩下10mL气体全部为NO,有原混合气体中的NO,也有NO2与水生成的NO。
教师精讲:
解法一:
设原混合气体中含NO2的体积为x,则含NO的体积为(20mL-x)。
3
1
x
1/3x
由题意:
20mL-x+1/3x=10mL
解得x=15mL
则原NO的体积:
20mL-15mL=5mL
答案:
原混合气体中含NO气体5mL,NO2气体15mL。
解法二:
(差量法)设原混合气体中含NO2气体体积为x。
3NO2+H2O====2HNO3+NO
ΔV
3-1
(20-10)mL
有关NO、NO2、O2的混合气体和水反应的计算,一直是高考考查的热点,它所涉及的有关基本化学反应的方程式为:
2NO+O2====2NO2
①
②
只有熟练掌握了这个反应,才可能正确地解决问题。
NO2和O2的混合气体与水的反应也是一个重要考点,当NO2与O2的体积满足什么比例时,可以完全转化为硝酸呢?
(生:
4NO2+O2+2H2O====4HNO3即NO2和O2体积比为4∶1)
学生讨论]如果NO2与O2的比例不是4∶1时,剩余气体分别是什么呢?
小结投影]
(例2)酸雨是因过度燃烧煤和石油,生成硫和氮的氧化物溶于水,生成了H2SO4和HNO3的缘故。
分析某次雨水的数据如下:
则此次降雨雨水的pH接近于〔提示:
pH=lgc(H+)〕(
)
A.3
B.4
C.5
D.6
本题关键是求出溶液中的H+浓度是多少,这样就可以由pH的定义直接求解了。
溶液中阳离子所带的正电荷总数应该等于阴离子所带的负电荷总数。
根据电荷守恒就能够找到正确答案。
在溶液里,阳离子所带的正电荷总数应该等于阴离子所带的负电荷总数。
根据电荷守恒的原则,有
c(H+)+c(NH4+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(NO3-)+2c(SO42-),求出c(H+)=8×
10-5mol·
L-1,pH=-lg8×
10-5≈4。
这是一道以酸雨为背景,考查溶液中电荷守恒的习题。
请大家思考应该怎样测定酸雨的pH呢?
(学生讨论实验方案)
小结]
雨水的酸碱度的测定方法
1.用pH试纸。
(把待测液滴在pH试纸上,然后把试纸显示的颜色跟标准比色卡对照)
2.用数字pH计。
(浸入待测液即可读数,精度为0.1)
七、课堂总结及评价:
本节课通过SO2和氮化合物对环境危害的认识和学习,让学生了解氮氧化物对环境的污染,增强环保意识,激发学生热爱科学、献身科学的精神。
促进学生关注社会生活,形成社会责任感和良好的社会公民意识。
八、板书设计:
二、二氧化氮和一氧化氮
1.NO的生成及与NO2转化
N2+O2
2.二氧化氮物理性质:
红棕色刺激性气味有毒气体,密度比空气大,易溶与水。
3.4NO2+2H2O+O2====4
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- 高中化学 人教版 必修 教案 课时 23 氧化物 教学 设计