[教学目标]
1. 知识和技能
(1)了解氮气的性质及NO、NO2的物理性质;
(2)掌握NO、NO2的化学性质及相互间的转换;
(3)了解氮的氧化物对空气的污染及防治措施。
2. 过程与方法
(1)培养学生用旧知识来学习新知识的能力;
(2)通过探究、讨论、实验、观察、思考等过程训练学生科学的学习方法。
3. 情感态度和价值观
(1)通过认识氮的氧化物对空气的污染及危害,进一步培养环保意识和健康意识,形成与自然有好相处,促进对可持续发展的正确认识,感受科学地使用化学物质的意义;
(2)培养学生的辩证唯物主义观点。
[重点难点]
NO、NO2的相互转化,NO2与H2O的反应。
[教学准备]
实验用品:充满NO2的试管、水槽、导管、O2。
多媒体课件:图片、视频、Flash
[教学过程]
一、导入新课
【展示】“魔鬼谷”的图片
情景1:在新疆与青海的交界处有一山谷,人称“魔鬼谷”,经常电闪雷鸣,狂风暴雨,把人和动物击毙,然而谷内却是牧草茂盛,四季常青。
【提问】为何“魔鬼谷”内牧草会长的如此之茂盛?而人和动物却望而却步呢?
【分析】植物生长是需要养分的,“魔鬼谷”内肯定有植物生长所需要的充足的养分。
情景2:俗话说“雷雨发庄稼”
【视频】播放“雷雨发庄稼”的Flash
【学生讨论】雷雨过后,为何庄稼越发生长茂盛?
【引导分析】植物所需要的养分是含有N、P、K元素的肥料等,而自然界中的N大部分都以游离态的氮气存在于空气中,仅有少数的植物能将游离态的氮转化为可吸收的化合态的氮,在生物学上把这一过程成为“固氮作用”,其转化过程也是我们这节课研究的内容。
二、推进新课
【回顾】空气的主要成分:O2和N2 (体积比为1:4)。
【分析】在常温条件下,二者不反应,通过刚刚播放的Flash我们不难知道二者在放电或者高温的条件下可以直接化合,生成NO,而NO又很容易与空气中O2的反应生成NO2,NO2又溶于水生成氮的化合物,最终被植物吸收,所以植物就会生长茂盛。
【板书】一、一氧化氮和二氧化氮
1、一氧化氮和二氧化氮的生成
放电或高温
N2+O2 ======== 2 NO (无色)
2 NO+O2 =2 NO2 (红棕色)
【设问】NO和NO2是氮的两种重要化合物,那么他们具有怎样的性质呢?
【展示】两瓶收集满的NO和NO2气体
【思考】根据观察到的现象,并结合已有知识归纳其物理性质。
【引导】物理性质要注意从颜色、状态、气味、有无毒性、溶解性、稳定性、密度等方面进行考虑,分析。
【学生归纳】2、一氧化氮和二氧化氮的物理性质
NO:无色无味的有毒气体、不溶于水、不稳定、密度比空气略大
NO2:红棕色有刺激性气味的有毒气体、易溶于水、稳定、密度比空气大
【过渡】接下来我们一起学习一下NO 和NO2 的化学性质。
3、一氧化氮和二氧化氮的化学性质
2 NO+O2 =2 NO2
【引导】NO2与水的反应
【探究实验】NO2与水的反应产物的验证
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
【分析】1. 生成的气体与空气变成红棕色,说明是NO
2. 生成的溶液使紫色的石蕊试液变红,说明有酸生成,根据元素来源可知:该酸是HNO3。
【视频】播放NO2溶于水的现象
【结论】3NO2+H2O = 2HNO3+NO
【思考】1、现有两瓶气体,分别是NO 和CO,如何进行鉴别?
2、如何鉴别NO2气体和溴蒸气?(二者都是红棕色)
【分析】1、分别让CO和NO与O2接触,若由无色变成红棕色的则为NO,无明显变化的则为CO。
2、分别加水,使之充分反应,若溶液颜色变成无色的则是NO2,溶液仍有颜色的是溴蒸气。
【思考】我们已经知道:NO2与H2O能反应,但不能完全转化为HNO3,怎样可使NO2完全转化为HNO3呢?
【探究实验】设计实验,要求尽可能多地使NO2被水吸收。
【引导】从理论分析实验方法,从实际考虑实验器材。
【分析】不断提供O2,使之完全被吸收。(设计实验方案,填写实验步骤)
【视频】播放其过程
【结论】2 NO+O2 =2 NO2 ------ ①
3NO2+H2O = 2HNO3+NO ------ ②
① +②×2化简得:4 NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
【思考】此设计对工业上生产硝酸有什么启示?
(从原料的充分利用,减少污染物的排放等方面考虑)
【过渡】氮元素在生活中扮演者十分重要的角色,但是其两种化合物都是有毒的气体,在某种程度上来说,其化合物也给人类的生活带来了一些负面影响,那么其对空气的污染有表现在那些方面呢?
【展示】图片:化学给我们生活带来的好的一面,对比,化学给我们生活带来的不好的一面(污染)
【引导】学生树立环保意识,共同保护好我们共同的家园
[课堂小结]
氮的氧化物对人类既有利的一面,也有不利的一面,我们要用辩证的观点来看待他们,我们更应该充分运用并发挥我们已有的知识,善用他们好的一面,并采取有效的来防治其不好的一面,使之为我们的生产和生活创造更大的价值和财富。
[板书设计]
一氧化氮和二氧化氮
一、一氧化氮和二氧化氮
1、一氧化氮和二氧化氮的生成
放电或高温
N2+O2 ========= 2 NO (无色)
2 NO+O2 =2 NO2 (红棕色)
2、一氧化氮和二氧化氮的物理性质
NO:无色无味的有毒气体、不溶于水、不稳定、密度比空气略大
NO2:红棕色有刺激性气味的有毒气体、易溶于水、稳定、密度比空气大
3、一氧化氮和二氧化氮的化学性质
2 NO+O2 =2 NO2
3NO2+H2O = 2HNO3+NO
4 NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3