第二节　资源综合利用　环境保护优秀获奖教案

人教版必修1第四章第三节

氮的氧化物

武汉市第14中学 陈辉军

一、教学目标

【知识与技能】

1.掌握一氧化氮、二氧化氮的物理性质（通常情况下的颜色、气味、溶解性、毒性）和化学性质，能用氧化还原反应的知识分析氮气、一氧化氮、二氧化氮之间的相互转化。

2.能列举大气中二氧化氮的成因，说出其对大气的污染，运用化学反应的有关知识提出防治意见。

【过程与方法】

1.通过“用水吸收NO2”的科学探究栏目，学生学会观察分析实验现象，感受过程的变化，思考变化的原因，感悟对工业生产硝酸的启迪，学会探究的方法。

2.让学生分析NO、NO2中氮元素化合价的价态变化，推测其可能的化学性质。

【情感、态度、价值观】

1.通过氮的氧化物知识的学习，引导学生从正、反两个方面认识其带给人类的贡献与危害，培养学生辩证、全面分析问题的方法和态度。

2.通过课外收集环境保护资料，了解环境污染的现状，增强学生的环境保护意识。 二、教学重点和难点

重点：一氧化氮和二氧化氮的性质，环境污染和保护。

难点：一氧化氮和二氧化氮的性质

三、教学方法

1.教法：设疑激趣、实验探究、分析对比、理论联系实际等教学方法。以

提出问题→设计实验→观察现象→分析原因→得出结论的程序进行教学。

2.学法：观察现象→分析原因→得出结论→综合运用的学习方法和实验探究、对比讨论的学习方法。

四、教学过程

师：氮的化合价多种多样，因此氮的氧化物丰富多彩，今天我们学习其中的两种氧化物：NO和NO2，去追溯它们的前世今生。

课堂环节一：课堂引入----NO在医学上的应用

生：观看视频：1998年诺贝尔生理医学奖得主伊格纳罗等三人发现一氧化氮是一种传递信息的气体，它可以通过细胞薄膜去调节另一细胞的功能，他们的发现，开创了生物系统信息传递的新理论。其得奖成就在于共同发现空气中的污染源一氧化氮在人体循环系统中扮演传递讯号的角色，它可成为血压的调节器，看管血液分流到不同器官，他们的这一发现促进了许多新药的研发，改善了人们的健康状况。 课堂提问二：NO和NO2的初始来源

师：氮的氧化物对环境有一定危害，那么自然界中氮的氧化物是怎么产生的呢？

生：自然界中NOx的生成大致有两条途径，一条是自然的，空气中N2与O2在闪电条件下反应生成；另一条是人为的，主要来自于工厂废气和汽车尾气。

生：书写化学方程式。

师：投影展示：①N2＋O2

高温或放电2NO

②2NO＋O2 = 2NO2

课堂探究三：NO、NO2的变化过程

师：展示两瓶NO，NO2，请同学们观察，设问：①通常状态下两种物质的状态 ②颜色 ③水溶性

生：NO通常状况下为无色气体，NO2为红棕色气体。

【演示实验1】NO和O2反应实验，仔细观察反应过程中的现象？如何解释？

生：瓶内无色气体变为红棕色，说明NO常温下与氧气反应生成NO2。

【演示实验2】NO2和H2O反应实验，往二氧化氮的集气瓶中加入几滴紫色的石蕊溶液。仔细观察反应过程中的现象？如何解释？

生：紫色石蕊试液变红，说明与水发生了化学反应，最终生成酸性物质。

师：NO和NO2是酸性氧化物吗？对比上一节学习过的SO2,他们性质上有何异同？大家带着这一问题继续通过实验进行探讨。

实验探究：（课本92页的科学探究）

生：学生分组实验，写出实验报告。

师：实验过程中设问：①NO2为什么不能被水完全吸收？

②怎样使NO2尽可能被水完全吸收？一次操作可以吗？操作时要注意什么问题才能使试管中的液面尽可能多的上升而不是下降？

③画出一试管NO2尽可能被水吸收的实验装置图。

生：学生分组讨论，得出结论： NO2不能被水完全吸收是因为有不溶于水的NO生成。通入O2可使NO转化为NO2，NO2又可被水吸收。通入一次O2不能够使NO2完全被水吸收，应该多次通入O2才能够使NO2完全被水吸收。

【实验现象与结论】

解释（可用化学方程

实验步骤

现象

式表示）

红棕色气体逐渐消失，3NO2+H2O=2HNO3+NO 将一支充NO2的试管水位上升，最后水充满NO2为红棕色气体，易（1）

倒放在盛有水的水整个试管的2/3，无色气溶于水，NO为无色气槽中。

体充满试管的1/3（上体，难溶于水

部）

无色气体变为红棕色气将针筒中的氧气一体，然后又慢慢变为无2NO+O2=2NO2

（2）

次推出2、3个气泡，色气体，但气体体积逐3NO2+H2O=2HNO3+NO 并重复几次。

渐缩小，液面不断上升

生：从上述实验结果可知，只有2/3的二氧化氮转化为硝酸，而1/3的二氧化氮转化为一氧化氮。因此，硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的一氧化氮再氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水又生成硝酸和一氧化氮。经过这样多次的氧化和吸收，二氧化氮可以比较完全地被水吸收，能够尽可能多地转化为硝酸。

生：归纳出NO和NO2的性质，并分别写出NO和NO2在有氧气参与时的叠加总反应方程式。

4NO

+ 3O2 +2H2O=4HNO3 4NO2 + O2 +2H2O=4HNO3 师：工业上如何制取硝酸？

生：NH3→NO→NO2→HNO3

课堂探究四：氮的氧化物的归宿

师：多媒体投影展示：酸雨——露天文物的杀手

希腊古城雅典，是两千年前人类文明的杰出代表，那里巍然耸立的神庙和一些古建筑，如今却在酸雨侵蚀下横遭摧残。北京故宫，天坛上的大理石栏杆，芦沟桥上著名的石狮子等，在近几十年中由酸雨造成的损害超过几百年风吹雨淋的分化作用。据环保总局介绍，我国目前每年因酸雨对生态环境损害和人体健康影响造成的经济损失在1100 亿元左右，今后这种污染损失还将持续不断地增加。

根据材料，老师提问，学生分组讨论后回答，部分问题教师讲解拓展。

师：根据上述材料分析氮氧化物形成酸雨涉及的反应过程。

生：酸雨是指pH低于5.6的大气降水，包括雨、雪、雾、露、霜。由于空气中含有二氧化碳，而二氧化碳溶于水后使水变成弱酸性，其饱和溶液的pH为5.6，因此大气降水通情况下就具有一定的酸性，但是正常降水的pH不会低于5.6，形成降水的不正常酸性的物质主要是：含硫化合物，含氮化合物。氮氧化物形成酸雨的过程：NO→NO2→HNO3

师：氮氧化物对环境有一定的危害，但也有其有利的方面，俗语说“雷雨发庄稼”，有何道理呢？

生：俗语说“雷雨发庄稼”，原因是打雷时，在闪电的作用下，空气中的N2和O2反应生成NO，NO和O2生成NO2，NO2和雨水生成的硝酸随雨水流入土壤，做了氮肥。

师：防治大气污染的措施有哪些？如何用化学方法防治其污染？

生：措施主要有：①改进技术，减少大气污染物的产生

；②对已产生的废气回收处理，变废为利。利用氧化还原反应原理写出用碱液吸收的方程式。

NO和NO2不是酸性氧化物，但可有条件地被碱液吸收：（1）2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O

，（2）NO + NO2 + NaOH = 2NaNO2

师：氮的氧化物除形成硝酸雨外，对环境还有哪些危害？

生：光化学烟雾、破坏臭氧层、作SO2氧化的催化剂，形成硫酸雨等。

课堂探究五：氮的氧化物的不同人生

师：在N2、NH3、NO、NO2、HNO2、HNO3、NaNO2、NaNO3等含氮元素物质中，按照要求挑选物质完成转化关系，并画出相应的转化图。

生：分组讨论，并上讲台展示

⑥

N2

NH3

师：范例展示并总结。

⑨

①

②

③

NO

NO2

HNO3

④

③

⑤

巩固练习

1.通常情况下，下列各组气体不能共存的是（ ）

A.N2和O2 B.H2和Cl2 C.H2和O2 D.NO和O2 2.下列现象主要与NO2有关的是（ ）

A.臭氧空洞 B.酸雨 C.光化学烟雾 D.温室效应 3.相同的状况下，在体积相同的三个烧瓶中分别盛NH3 、 HCl 和NO2气体，并分别倒立在水槽里，充分溶解后烧瓶内三种溶

液物质的量浓度之比为（设烧瓶内液体未扩散到水槽里）（ ）

A．1：1：1 B．2：2：3 C．3：3：2 D．2：2：1 五、课后作业

1.分析硝酸型酸雨的形成过程。 2.列表比较NO、NO2、SO2化学性质的差异。 3.一大试管充满NO2气体，将其倒置于水中，1 min后液面停止变化，然后向该试管中以 3 mL/min 的速度通入O2，通入气体10min后液面恰好停留在试管口。求试管的容积。

六、课后反思

1、教学过程中探究与提问穿插使用，过渡自然，学生完成了一次“智力探险”

本节课在实验设计特别是知识点的安排和过渡上比较自然，整堂课较好的联系了生活实际，学生活动较多，较好的调动了学生的积极性，让学生有效地参与到课堂中。在教学中注重及时巩固知识，特别是NO、NO2用碱液吸收时,要灵活运用氧化还原反应规律书写方程式。同时给学生开放性问题思考，让学生真正学以致用。

2、学生主体地位回归，触摸化学核心素养培养内涵

教学围绕一个个精心设计的问题链，通过分类、类比等方法，独立获取知识，探索发现问题，形成良好学习习惯和自学能力。在NO、NO2的氧化性和还原性学习时，联系上一节所学二氧化硫，以此作对比，引导学生探究，培养了学生知识迁移能力和省略共性、抓住特性的学科思维。