《一氧化氮和二氧化氮》的教学设计

 

[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