2019-2020年人教版化學必修1 第4章第3節(jié) 硫和氮的氧化物 教案（共3課時） 教材分析本單元放在基本實驗和基礎理論、以及第三章金屬及其化合物之后，我認為教材這樣的用意有三：通過這些知識的學習，一方面可以形成完整元素及其化合物知識體系，一方面以元素化合物為載體鞏固離子反應、氧化還原反應等基礎知識，另一方面為元素性質(zhì)的遞變規(guī)律、元素周期表的形成以及化學反應及其能量變化的感性認識積累材料。本單元的化學學科知識體系遵循著:硫二氧化硫-氮-二氧化氮-二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染學生可形成對硫元素和氮元素及其化合物的總體認識，形成知識網(wǎng)絡。實現(xiàn)了課程標準對本部分教學內(nèi)容的要求。 教學目標【知識與能力目標】1、了解SO2的物理性質(zhì)，掌握SO2水溶液酸性，水溶液漂白性等化學性質(zhì)；2、了解SO3的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)；3、進一步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性質(zhì)；4、 熟悉氮在五種不同氧化物中的化合價；5、了解酸雨的形成和危害?！具^程與方法目標】1、培養(yǎng)實驗設計、觀察、分析能力，訓練知識應用能力；2、培養(yǎng)學生觀察能力、自學能力及資料；3、培養(yǎng)學生信息處理及科學抽象能力。【情感態(tài)度價值觀目標】1、對學生進行內(nèi)因與外因辯證統(tǒng)一的教育；2、通過實踐活動認識保護環(huán)境的重要性，增強環(huán)保意識。 教學重難點【教學重點】1、SO2的化學性質(zhì)；2、進一步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性質(zhì)?！窘虒W難點】1、SO2的還原性和漂白性；2、氮的氧化物與水反應及其計算。 課前準備 NO2溶于水的視頻；二氧化硫漂白性實驗視頻；酸雨危害的相關資料；NO2溶于水的實驗演示，二氧化硫氣體實物展示；硫單質(zhì)實物展示。 課時安排3課時 教學過程第一課時【導入】點擊網(wǎng)頁：zhb.gov.cn/quality/air_s.php3【學生活動】當天空氣日報的污染指數(shù)及首要污染物、空氣質(zhì)量級別、空氣質(zhì)量狀況?！緦嵨镎故尽糠勰盍蚣皦K狀硫。【學生活動】 總結硫的物理、化學性質(zhì)：易溶于CS2,微溶于酒精，與鐵生成硫化亞鐵、與銅生成硫化氬銅?！窘處熤v解】二氧化硫的物理性質(zhì):無色、有刺激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水(140)，易液化(10)?！緦嶒炑菔尽繉⒁患瘽MSO2的試管倒置于水槽中，晃動、觀察、橡皮塞塞上后，取出水面，用PH試紙測酸堿性。【觀察現(xiàn)象】經(jīng)測量PH<7，說明溶液呈酸性，這是由于SO2溶于水和H2O反應生成H2SO3。這同CO2溶于水極為相似，亞硫酸也只能存在于溶液中，很不穩(wěn)定，易分解成SO2和H2O?！窘處熆偨Y】SO2H2O H2SO3?！緦W生活動】既然SO2是酸性氧化物，它應具有酸性氧化物的通性，對比寫出SO2同NaOH溶液反應的化學方程式。SO22NaO=Na2SO3+H2O； SO2NaOH=NaHSO3?！咎釂枴款A測將SO2通入澄清石灰水至過量的現(xiàn)象并寫出化學方程式。【學生活動】SO2通入澄清使石灰水先渾濁后澄清。SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O；CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2 。 【教師講解】作為酸性氧化物的SO2還可以與堿性氧化物反應如SO2+CaO=CaSO3 ?！咎釂枴磕苡贸吻迨宜畽z驗氣體為CO2還是SO2?【學生回答】CO2和SO2均為酸性氧化物，與澄清石灰水反應的現(xiàn)象相同，無法鑒別?！具^渡】分析SO2中S的價態(tài)，推測它可能具有的性質(zhì)。SO2中S為+4價，既可的電子顯氧化性，又可失電子顯有還原性。【教師講解】SO2具較強的還原性，可被X2、O2、KMnO4、HNO3等許多氧化劑氧化。SO2的還原性應表現(xiàn)在它與氧化劑的反應上，可通過與O2、KMnO4（H）、鹵素單質(zhì)水溶液等氧化劑的反應來證明。二氧化硫可以使氯水、溴水、碘水褪色。反應的方程式分別為SO2Br22H2O=H2SO42HBr；SO2I22H2O=H2SO42HI; SO2Cl22H2O=H2SO42HCl。催化劑 二氧化硫可以酸性高錳酸鉀溶液褪色，反應的方程式為5SO22KMnO42H2O=K2SO42MnSO42H2SO4。二氧化硫還可以在應一定條件下被氧氣氧化，反應的方程式為2SO2O2 = 2 SO3。 【學生活動】例舉說明SO2的氧化性：SO22H2S=3S2H2O。2CaSO3+O2=2CaSO4 ?！窘處熤v解】SO2的氧化性較弱，只在少數(shù)反應中體現(xiàn)?！緦嶒炑菔尽吭赟O2水溶液中，滴入幾滴品紅溶液，震蕩，觀察顏色變化，加熱試管，再觀察。【觀察現(xiàn)象】滴入品紅溶液，紅色立刻褪去。加熱后，紅色恢復?！窘處熤v解】SO2具有漂白性，但生成的無色物質(zhì)不穩(wěn)定，受熱易分解，使顏色恢復。值得我們注意的是注意:SO2的漂白具有選擇性，如能漂白品紅，某些指示劑是不能選擇的。【圖片展示】一些二氧化硫用于漂白的圖片如草帽，書本等。【提問】能用品紅鑒別CO2和SO2嗎？【學生回答】可以。因為SO2具有漂白性性而CO2沒有漂白性?！緦W生活動】總結鑒別CO2和SO2的方法。1. 用澄清石灰水，CO2和SO2不能用澄清石灰水直接鑒別，現(xiàn)象都是先沉淀后溶解。但是加上氣味的鑒別項可以。例如，無色無味的氣體遇用澄清石灰水先沉淀后溶解可以確定氣體為CO2，無色有刺激性的氣體遇用澄清石灰水先沉淀后溶解可以確定氣體SO2。利用SO2具有還原性但CO2沒有還原性鑒別CO2和SO2，如能使溴水褪色的是SO2，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的是SO2。利用SO2具有漂白性但CO2沒有漂白性鑒別CO2和SO2，如能使品紅褪色的是SO2?！窘處熆偨Y】提醒同學們注意的是，SO2使溶液褪色的原因不能“張冠李戴”。例如SO2使溴水褪色的是還原性，SO2使酸性高錳酸鉀褪色的是還原性，SO2使品紅褪色的是漂白性?！窘處熖釂枴咳绾舞b別氣體中既有SO2又有CO2？【設計實驗】是氣體依次通過盛有品紅溶液、酸性高錳酸鉀溶液，品紅溶液、澄清石灰水的洗氣瓶。第一個品紅溶液的作用是鑒別是否有SO2，酸性高錳酸鉀溶液的作用是除去氣體中的，SO2第二個品紅溶液的作用是檢驗SO2是否除凈、澄清石灰水的的作用是檢驗是否有CO2。若第一個品紅溶液褪色，第二個品紅溶液不褪色，澄清石灰水變渾濁則可以正品氣體中既有SO2又有CO2。【教師講解】比較SO2的漂白性和氯水漂白性的異同。氯水漂白是因Cl2溶于水后產(chǎn)生的HClO有強氧化性，可將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)而漂白，實質(zhì)為氧化還原反應，這種漂白效果是永久性的。SO2漂白是因為它與有色物質(zhì)反應生成一種不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，這種無色物質(zhì)見光遇熱易分解，從而使有色物質(zhì)恢復原色。實質(zhì)為非氧化還原反應，這種漂白結果是暫時的。氯水與二氧化硫漂白性的比較氯水二氧化硫原理氯水中HClO將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)SO2溶于水產(chǎn)生的H2SO3與有色物質(zhì)直接結合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)實質(zhì)氧化還原反應非氧化還原反應效果永久性暫時性范圍可漂白大多數(shù)有色物質(zhì)，能使紫色石蕊試液褪色漂白某些有色物質(zhì)，不能使紫色石蕊試液褪色（石蕊變紅）【過渡】下面我們學習硫的另一種氧化物SO3的性質(zhì)?！窘處熤v解】SO3的物理性質(zhì)：SO3是無色易揮發(fā)的晶體，熔點為16.8，沸點為44.8。SO3在標準狀況下是固體，在常溫常壓下是液體?！緦W生活動】根據(jù)SO3的特點預測SO3的化學性質(zhì)。SO3H2OH2SO4（放出大量熱）；SO3+CaO=CaSO4；SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O；SO32NaHSO3Na2SO42SO2H2O（除去SO2中混有的SO3氣體）。第二課時【導入】復習二氧化硫的物理化學性質(zhì)?！緢D片展示】投影：信使分子NO三位美國藥理學家Robert F. Furchgott，Louis J. Ignarro和Ferid Murad摘取了1998年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。他們發(fā)現(xiàn)“NO是心血管系統(tǒng)的信號分子”， NO卻在哺乳類動物及人類機體起著廣泛的重要的生物學作用。 三位科學家發(fā)現(xiàn)NO在人體血管內(nèi)具有傳遞信號的功能。使血管處于持續(xù)的舒張狀態(tài)，血壓降低。NO可抑制VSMC和心肌細胞增殖，維持其正常的有絲分裂；少量NO有正性心肌收縮力及心輸出量的作用，并抑制白細胞粘附、浸潤而減輕炎癥介導的心肌細胞壞死，進而在心肌缺血再灌注損傷中發(fā)揮細胞保護作用?！窘處熤v解】NO和NO2的物理性質(zhì)。NO是無色無味氣體，有毒，難溶于水，密度略大于空氣，NO用排水法收集，NO是不成鹽氧化物。NO2的物理性質(zhì)：紅綜色氣體，有毒，易溶于水，密度比空氣大，NO2用向上排空氣法收集。 【教師講解】NO與NO2的轉(zhuǎn)化。2NO + O2= 2NO2【提問】NO暴露在空氣中有何現(xiàn)象？【學生活動】NO暴露在空氣立刻變?yōu)榧t棕色的NO2?！緦嶒炑菔尽縉O2溶于水的實驗。【觀察現(xiàn)象】現(xiàn)象是：一氧化氮難溶于水；二氧化氮溶于水，氣體體積減少23，生成的氣體接觸空氣又變成紅棕色，水溶液滴入石蕊變紅色?！窘處熤v解】水溶液呈酸性是因為生成了硝酸。NO2溶于水的化學方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO?！咎釂枴恳蟊M可能多的使二氧化氮被水吸收？【學生回答】向試管中通入O2，讓NO與O2的反應繼續(xù)溶液水，如此循環(huán)?！窘處熤v解】通入O2多少能讓水恰好充滿試管沒有任何剩余。計算的結論是當NO2和O2的比例為4:1時能讓水恰好充滿試管沒有任何剩余。4NO2+O2+2H2O=4HNO3 ?！窘處熆偨Y】若任意比例的NO2和O2混合氣體溶于水會出現(xiàn)以下三種情況。 >4 NO氣體剩余 V(NO2)/ V(O2) =4 恰好無氣體剩余 <4 O2剩余【過渡】將NO與O2以多少比例混合讓水恰好充滿試管沒有任何剩余？【教師講解】計算的結論是當NO和O2的比例為4:3時能讓水恰好充滿試管沒有任何剩余。4NO+3O2+2H2O=4HNO3?！窘處熆偨Y】若任意比例的NO和O2混合氣體溶于水會出現(xiàn)以下三種情況。 >4/3 NO氣體剩余 V(NO)/ V(O2) =4/3 恰好無氣體剩余 <4/3 O2剩余【例題】例：50mL裝有NO2和O2的混合氣體的大試管，溶于水后，剩余氣體5mL,求原混合氣體NO2與O2的比值？【學生回答】若剩余氣體為O2：18:7；若剩余氣體為NO：43:7。【提問】NO和NO2是HNO3的酸酐(酸性氧化物)嗎？【回答】NO和NO2都不是HNO3的酸酐(酸性氧化物)。因為酸性氧化物與酸之間的關系是化合價一致。HNO3的酸酐應該是+5價的N元素形成的氧化物-N2O5?！究偨Y】農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有一句古話:雷雨發(fā)莊稼” 或“一場雷雨一場肥”。用化學方程式解釋其中的道理。N2+O2 放電2NO；2NO+O2 = 2NO2；3NO2+H2O = 2HNO3+NO?！揪毩暋坷?、將20mL NO2與NO的混合氣體通入倒立在水槽中盛滿水的玻璃筒（帶刻度）后，筒內(nèi)剩下11mL氣體。求原混合氣體中NO和NO2的體積?！痉治觥浚篘O不溶于水，NO2溶于水并與水反應生成HNO3和NO。所以玻璃筒內(nèi)剩下11mL氣體有原混合氣體中NO，也有NO2與水生成的NO?！揪毩暋坷?. 我國研制的長征捆綁式火箭在第一、二級發(fā)動機中用“偏二甲（基）肼”和四氧化二氮作為液體燃料。（1）已知偏二甲（基）肼的相對分子質(zhì)量為60，其中含碳40%，含氫13.33%，其余為氮；（1）通過計算寫出偏二甲（基）肼的化學式：（2）在發(fā)動機中偏二甲（基）肼在四氧化二氮中充分燃燒，寫出該燃燒反應的化學方程式（反應中所有的氮元素均轉(zhuǎn)化為N2）第三課時【導入】投影：煤和石油燃燒時的滾滾濃煙：有關酸雨危害的記載【討論】濃煙中主要含哪些有害氣體？汽車尾氣中又含什么有害物質(zhì)？【講述】 二氧化硫和二氧化氮為大氣的主要污染物，能直接危害人體健康，引起呼吸道疾病，嚴重時會使人死亡。煤和石油中含雜質(zhì)硫，在燃燒中將排放酸性氣體 SO2；燃燒產(chǎn)生的高溫尚能促使助燃的空氣發(fā)生部分化學變化，氧氣與氮氣化合，也排放酸性氣體NOx。它們在高空中為雨雪沖刷，溶解，雨成為了酸雨；這些酸性氣體成為雨水中雜質(zhì)硫酸根、硝酸根和銨離子。【教師講解】酸雨：pH值小于5.65的雨水叫酸雨?！就队啊克嵊甑男纬蓤D片?！緦W生活動】根據(jù)圖片寫出形成酸雨的化學方程式。3NO2+H2O=2HNO3+NO；2SO2+O2=SO3；SO3+H2O=H2SO4。 【投影】酸雨的危害。SO2是主要的大氣污染物之一，它對人體的直接危害是引起呼吸道疾病。它還是形成酸雨的罪魁禍首之一，酸雨可謂“空中死神”，已成為全球性的環(huán)境問題。猖獗的酸雨嚴重地威脅著地球。據(jù)資料記載，僅在1980年一年內(nèi)，美國和加拿大就有5萬余人成了酸雨的獵物。比利時是西歐酸雨污染最為嚴重的國家，它的環(huán)境酸化程度已超過正常標準的16倍。在意大利北部，5%的森林死于酸雨。瑞典有15000個湖泊酸化。挪威有許多馬哈魚生活的河流已被酸雨污染。世界古跡、橋梁受酸雨腐蝕越來越快。號稱世界最大露天博物館智利復活島上的石雕人像，正面臨著解體和倒塌的威脅，美國每年花在修理受損古跡方面的費用超過了50億美元。聞名世界，代表我國古建筑精華的北京漢白玉石雕，近年來也遭到意想不到的損害，故宮太和殿臺階的欄桿上雕刻著各式各樣的浮雕花紋，50多年前圖案清晰可辨，如今卻大多模糊不清，甚至成光板。我國江蘇、安徽、湖北、福建、江西、浙江七省的農(nóng)田曾經(jīng)受酸雨影響造成經(jīng)濟損失一年達1380多萬元。【教師講解】酸雨危害：對人體健康造成直接危害；破壞森林、草原和農(nóng)作物；土壤酸性增強，湖泊酸化，生態(tài)環(huán)境受損；破壞建筑物?！窘處熆偨Y】酸雨的防護：調(diào)整能源結構，發(fā)展其功能界能源，優(yōu)化能源質(zhì)量，提高能源利用率，減少燃煤產(chǎn)生的二氧化硫和氮氧化物等。加強環(huán)境管理，強化環(huán)保執(zhí)法，嚴格控制二氧化硫的排放量。研究、開發(fā)適合我國國情的二氧化硫治理技術和設備。【投影】汽車尾氣中含有一氧化碳、氧化氮以及對人體產(chǎn)生不良影響的其他一些固體顆粒，尤其是含鉛汽油，對人體的危害更大。近幾年我國汽車保有量急劇增加,汽車排出的有害廢氣是產(chǎn)生大氣污染的主要根源,它不斷破壞著生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,危害著人體健康,損毀著城市形象并進而妨礙經(jīng)濟特別是城市經(jīng)濟的發(fā)展。自2004年7月1日起，在全國范圍內(nèi)開始實施相當于歐洲2號標準的國家機動車污染物排放標準第二階段限值（GB18352.2，下簡稱國2標準）,新標準的實施標志著我國的機動車污染防治進入了一個新的階段?！窘處熤v解】歷史上八大公害事件。 教學反思略。