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第二单元 生产生活中的含氮化合物
氮氧化物的产生及转化
无锡市堰桥中学化学组 石武贤
一、设计思路
在单元内容学习之前，利用多种方式向学生展现氮元素对于人类生产生活的重要性，激发他们学习本单元知识的浓厚兴趣。本课时教学内容由自然界常见的闪电过程所引发的化学反应入手，用“一分为二”的观点组织教学内容。氮氧化物的产生和转化产物既可以促进植物生长，同时它也会引起硝酸型酸雨和光化学烟雾，而给人类带来一定的危害。为了趋利避害，引导学生在学习氮气、一氧化氮和二氧化氮性质的基础上，提出一些解决此类环境污染问题的主要办法，以提高他们的环保意识，形成与大自然友好相处的情感。教学中用“魔鬼谷”的材料激发学生对“雷雨发庄稼”原理的探究，从而对本节知识内容作一小结。而“氮氧化物对环境的影响”应该建立在学生调查研究的基础上，通过师生之间的讨论和“汽车尾气处理”知识的拓展，学生可以形成一定的辩证思想和问题解决能力。
二、教材分析
本单元内容是在学生学习硫及对应化合物的基础上，充分考虑学生已有的知识和含氮化合物的实际应用，介绍了氮气、氮氧化物、氨及硝酸的主要性质和用途。从自然界闪电现象引入氮氧化物（NO、NO2）的相互转化，介绍了氮氧化物的性质、氮氧化物对环境的污染（硝酸型酸雨的危害、光化学污染、氮氧化物对臭氧层的破坏），预防和控制氮氧化物对空气污染的方法，培养学生的环境保护意识；从成功开发合成氨工艺，人类为植物的生长提供足够的氮肥，缓解了地球上有限耕地资源与庞大的粮食需求间的矛盾入手，突出化学为人类发展作出巨大的贡献，提升学生学习化学的兴趣；介绍了氨、氨水、铵盐的性质，氮肥的保存和使用；全面认识生物固氮、自然固氮和工业固氮；工业制硝酸的原理和基本的生产流程。
三、学情分析
在学习本节课之前，学生知道氮气是大气中的主要气体，占空气体积的78%；自然科学中也学到生物固氮的内容；生活中也知道庄稼的成长需要氮元素，通常用到氮肥等，这些知识为学生本节课的学习提供了知识基础。
四、教学目标
1、知识与技能目标
（1）了解自然界中氮循环及生物固氮、人工固氮对人类生活的影响。
（2）通过上述知识的了解，进一步认识N2 、NO 、NO2的性质。
（3）通过观察、思考、讨论，培养学生探究学习的能力。
2、过程与方法目标
（1）通过实验探究，初步认识实验方法设计在化学学习中的应用；
（2）体验科学探究的过程和方法。
3、情感与价值目标
（1）通过认识硝酸型酸雨的形成,危害和防治原理,进一步培养环境保护意识,形成与自然友好相处,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）通过学生动手做实验，激发学生学习的兴趣；培养学生探究和合作学习的精神。
五、教学过程
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教学内容 |
教师活动 |
学生活动 |
教学意图 |
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引入新课 |
投影展示：
情景1，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。
情景2：雷雨发庄稼
问题: 1、为什么魔鬼谷内牧草茂盛，四季常青？
2、雷雨过后，庄稼为什么生长茂盛？
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思考：庄稼牧草茂盛需要水和化肥。
猜想：雷雨过后，可能产生某种化肥。
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激发学生学习本节课的强烈兴趣。 |
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氮气的含量和物理性质 |
提问:
1.空气的主要成分是什么?
2.空气中有化肥吗?
3.氮气,氧气的性质怎样?
4.氮气和氧气在什么条件下才能进行反应？ |
思考 回答 阅读课文交流讨论 |
激发学生强烈的求知欲 |
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探究氮气和氧气反应 |
补充实验：氮气与氧气的放电反应 |
观察 讨论 |
培养学生的实验探究能力情感态度与价值观;
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根据实验现象具体分析得出实验结果 |
引导学生进行分析：
1．为什么矿泉水瓶里的气体会由无色转变为棕红色？
2．加入蒸馏水、振荡后，为什么红棕色褪去?
3．所得的溶液使蓝色石蕊试纸变红，为什么？ |
根据实验现象，阅读有关内容、思考、形成结果 |
培养学生分析问题能力。 |
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氮氧化物的产生及转化 |
分析:在放电或高温的条件下，氮气和氧气发生如下反应：
N2+O2 2NO
2NO+O2＝＝ 2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
提问:现在明白雷雨发庄稼了吗?
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结合书本书写化学方程式
理解了：雨水中的硝酸渗入土壤后，硝酸根离子被植物的根系所吸收转化为植物生长所需的养料。 |
培养学生解决问题能力。 |
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过渡 |
从上面可知NO2与H2O能反应,但不能被完全吸收转化为HNO3,怎样可使NO2完全转化为HNO3? |
思考;回答:通入氧气 |
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[探究]NO2被H2O充分吸收的条件 |
探究过程：
1.将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中;
2.当试管中液面不再上升时,通过导气管通入少量O2,停一会儿,等待液面上升.
3.反复2的操作直至液体充满试管 |
观察 思考 回答
1.液面进入试管,慢慢上升,试管中气体由红棕色变为无色, 上升到试管的2/3处停止
2.气体迅速由无色变为红棕色且溶于水,液面上升, 气体又变为无色,
3.液体充满试管 |
通过实验培养学生的科学探究能力，让学生在实验中掌握科学探究的方法，体验科学探究的过程，享受探究的乐趣。培养合作精神
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分析: 3NO2+H2O=2HNO3+NO
2NO+O2＝＝ 2NO2
将两化学方程式合并得:
O2+4NO2+2H2O=4HNO3
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书写化学方程式
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归纳NO和NO2的性质 |
请同学阅读信息提示归纳NO和NO2的性质 |
阅读课文，总结 |
培养学生归纳,语言表达能力。 |
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过渡 |
投影展示：NO---分子明星
问题:NO NO2是人类的好朋友吗?
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了解 思考 |
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氮氧化物对环境影响
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播放视频: <<光化学烟雾>>
<<臭氧层破坏的原理和危害>>
问题:NO NO2还能发生那些反应?对环境会造成哪些影响? |
观看 思考 结合书本知识回答:
形成酸雨
对臭氧层破坏
形成光化学烟雾 |
让学生意识到NO NO2,对人类的积极性和反作用,培养学生真确分析观 |
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预防和控制氮氧气物对环境的污染 |
氮氧化物对环境产生如此大的危害，我们应如何预防？
(引导学生从如何控制或减少氮的氧气物的排放量等方面进行分析）
进行总结
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讨论选几位代表发言。 |
培养学生环境保护意识,形成与自然友好相处,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.
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小结 |
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练习 |
投影练习
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练习 |
巩固 落实 |
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课后任务
以”氮氧化物对环境的污染”为题写一篇短文 |
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培养学生全面素质 |
六、巩固练习
1.下列环境问题与二氧化氮的排放有关的是( )
A.酸雨 B. 光化学烟雾 C.臭氧空洞 D.温室效应
2.下列气体中,易溶于水的无色气体是( )
A.N2 B.NO C.NO2 D.NH3
3. 下列气体都有毒,其使人中毒的原理与CO相似的是( )
A.Cl2 B.SO 2 C .NO D.NO2
4.当前城市空气质量恶劣的主要原因是汽车尾气的超标排放,你是否能应用氮元素的单质和化合物之间的关系,设计除去汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物(NO NO2)等的理论构想?其中包括:确定无害化过程及产物,选择无害化试剂及反应条件等
(1)将有害物质转化为什么物质即可完成无害化过程?
(2)应根据什么化学原理完成无害化过程?
(3)在完成无害化过程,选择试剂的原则是什么?
(4)对无害化过程反应条件的确定原则是什么?
(5)如果无害化过程反应是在充分利用汽车尾气中自有的成分并在催化剂的条件下发生化学反应而实现的,那么写出有关化学反应的方程式
板书设计:
氮氧化物的产生及转化
<一>氮氧化物的产生及转化
1. 产生: N2+O2 2NO
2.转化: 2NO+O2＝＝ 2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO O2+4NO2+2H2O=4HNO3
<二>氮氧化物的性质
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NO |
NO2 |
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物理性质 |
无色 无味有毒的气体 难溶于水 密度比空气略大 |
红棕色 有刺激性味有毒的 气体 密度比空气大 |
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化学性质 |
2NO+O2＝＝ 2NO2 |
3NO2+H2O=2HNO3+NO
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<三>氮氧化物对人类的影响
1. 有利的:
2. 有害的:
3. 防治措施:
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