高一化學必修1第三節硫和氮的氧化物2教學設計

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

  透過學習二氧化硫和二氧化氮的性質,瞭解環境汙染的來源

  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:載入中...。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,必須在高溫、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載入中...2NO

  ②N2跟鎂反應:3Mg+N2載入中...Mg3N2

  ③N2與氫氣反應:

  載入中...

  (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、儲存糧食和水果。

  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·弗奇戈特和弗裡德·默拉德在研究中曾發現,一氧化氮可以在細胞內起傳遞訊號的作用,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。開啟瓶塞,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】請同學們閱讀課本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裡,足夠時間後,量筒裡剩餘氣體體積為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)=載入中...×45mL=36mL

  V(O2)=載入中...×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)=載入中...×35mL=7mL

  V(NO2)=載入中...×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汙染

  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:酸雨是大氣汙染的一種表現。

  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型別是硫酸型的。

  3、汙染治理的辦法:減少汙染源,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汙染

  1、二氧化硫的來源及危害

  2、二氧化氮的來源及危害

  3、汙染治理的辦法

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