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2019-2020年高中化學(xué)必修一：第四章 第三節(jié) 第2課時 一氧化氮和二氧化氮教案 【新課導(dǎo)入】 1952年12月5～8日，一場災(zāi)難降臨到了英國倫敦。飛機被迫取消航班，汽車即便白天行駛也須打開車燈，行人走路都極為困難，只能沿著人行道摸索前行。 許多人都感到呼吸困難，眼睛刺痛，流淚不止。倫敦醫(yī)院由于呼吸道疾病患者劇增而一時爆滿，倫敦城內(nèi)到處都可以聽到咳嗽聲。僅僅4天時間，死亡人數(shù)達(dá)4000多人。就連當(dāng)時舉辦的一場盛大的得獎牛展覽中的350頭牛也慘遭劫難。一頭牛當(dāng)場死亡，52頭嚴(yán)重中毒，其中14頭奄奄待斃。2個月后，又有8000多人陸續(xù)喪生。為何會造成此種現(xiàn)象呢？ 【教材講解】 一、新課引入 大氣污染物，除二氧化硫以外，還有氮的氧化物，這節(jié)課我們重點學(xué)習(xí)氮及氮的氧化物的有關(guān)性質(zhì)。 學(xué)生閱讀材料1：空氣的組成中含4/5的氮氣，氮氣的大量存在，使鐵等金屬在干燥的空氣中不能生銹。使農(nóng)作物在雷雨天氣能夠得到氮肥的補充。液態(tài)氮的超低溫使金屬有了超導(dǎo)的性能，使生物細(xì)胞可以延長存活期…… 思考與交流：通過上邊關(guān)于氮氣材料的介紹，你對氮氣的性質(zhì)用途有些什么了解？ 二、新課教學(xué) 歸納整理并板書： （二）二氧化氮和一氧化氮 1．氮氣：在通常情況下，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，但在放電或高溫的條件下，可以與氧氣反應(yīng)。 N2 + O2 放電或高溫 2NO NO會污染空氣(與血紅蛋白結(jié)合引起中毒)，但是近年來發(fā)現(xiàn)少量的NO有擴張血管、免疫，增強記憶的功能。 思考與交流： （1）NO對環(huán)境有一定危害，但對生命又有很大的作用，談?wù)剬δ阌泻螁⑹荆? （2）你知道NO對人體的危害的主要原因嗎？ 實驗探究：展示一支充滿NO的試管，然后用注射器向其中注入空氣，觀察氣體顏色的變化。 歸納整理并板書： 2．一氧化氮 (1)物理性質(zhì)：無色氣體，不溶于水，可與血紅蛋白結(jié)合。 (2)化學(xué)性質(zhì)：在常溫下很容易與氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮 2NO + O2 = 2NO2(常用此法檢驗NO) 學(xué)生閱讀教材第92頁，了解NO2的性質(zhì)。 實驗探究：把一充滿NO2的試管倒立于水槽中，在水面下打開塞子，觀察現(xiàn)象。 歸納整理：試管中液面上升至約三分之二處，上端的氣體變?yōu)闊o色。 思考與交流：根據(jù)實驗現(xiàn)象推測NO2的水溶性及與水反應(yīng)的產(chǎn)物。 歸納整理并板書： 3．二氧化氮 (1)物理性質(zhì)：紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體、易溶于水。 (2)化學(xué)性質(zhì)：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 思考：從氧化還原的角度分析該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為多少？ 歸納：氧化劑與還原劑均為NO2，二者的物質(zhì)的量之比為1:2。 思考與交流： （1）解釋“雷雨發(fā)莊稼”的原理，寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。 （2）分析汽車尾氣中氮的氧化物產(chǎn)生的原因，寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。 學(xué)生思考交流回答，教師補充。 講述：俗語說“雷雨發(fā)莊稼”，原因是打雷時，在閃電的作用下，空氣中的N2和O2反應(yīng)生成NO，NO和O2生成NO2，NO2和雨水生成的硝酸隨雨水流入土壤，做了氮肥。汽車尾氣的產(chǎn)生是由于N2和O2在電火花的作用下生成NO，NO再與O2反應(yīng)生成NO2。 科學(xué)探究： 自行設(shè)計實驗：盡可能多的使NO2被水吸收，畫出你設(shè)計的實驗裝置圖。 學(xué)生交流設(shè)計方案，并動手做實驗，最后找兩組試驗成功的同學(xué)介紹他們的做法。 歸納整理并板書： 可向試管中不斷地通入氧氣，即可使試管充滿液體。 反應(yīng)原理：2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O =2HNO3 +NO 兩個反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行，NO2最終完全被水吸收?？杀硎緸?NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3。 知識鞏固： 例 將一充滿NO2和NO按1:1混合的氣體倒立水槽中，充分反應(yīng)后，試管中液面上升的高度為試管高度的幾分之幾？(答案：1/3) 過渡：近幾十年來，隨著工業(yè)的發(fā)展，大氣污染的問題日益嚴(yán)重，其中煤和石油的燃燒、金屬的冶煉、汽車尾氣所產(chǎn)生的SO2、NO2尤為嚴(yán)重。 PPT展示圖片：酸雨對森林、建筑物、金屬雕塑的危害。 板書： 四、板書設(shè)計 二、二氧化氮和一氧化氮 1．氮氣：在通常情況下，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，但在放電或高溫的條件下，可以與氧氣反應(yīng)。 N2 + O2 放電或高溫 2NO 2．一氧化氮 (1)物理性質(zhì)：無色氣體，不溶于水，可與血紅蛋白結(jié)合。 (2)化學(xué)性質(zhì)：在常溫下很容易與氧氣反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮 2NO+O2=2NO2(常用此法檢驗NO) 3．二氧化氮 ⑴物理性質(zhì)：紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水。 ⑵化學(xué)性質(zhì)：3NO2+H2O =2HNO3+NO 三、SO2、NO2對大氣的污染 五、布置作業(yè) 課后習(xí)題1～11題 【當(dāng)堂檢測】 1．病毒學(xué)研究證實，NO對SARS病毒有直接抑制作用。下列關(guān)于NO的敘述正確的是 （ ） A．NO是一種紅棕色的氣體 B．常溫常壓下，NO不能與空氣中氧氣直接化合 C．含等質(zhì)量的氧元素的NO和CO的物質(zhì)的量相等 D．NO易溶于水，不能用排水法收集 2．某研究性學(xué)習(xí)小組借助下面的裝置收集NO氣體，正確的操作是 （ ） A.從①口進(jìn)氣，用排水法集氣 B.從①口進(jìn)氣，用排氣法集氣 C.從②口進(jìn)氣，用排水法集氣 D.從②口進(jìn)氣，用排氣法集氣 3．在NO2被水吸收的反應(yīng)中，發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量之比為（ ） A．3︰1 B．1︰3 C．1︰2 D．2︰1 4．在體積為VL的密閉容器中通入amolNO和bmolO2，反應(yīng)后容器中氮原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為（ ） A． B． C． D． 5．一定條件下，將等體積NO和O2充入一試管，并將試管倒立于水槽中，充分反應(yīng)后剩余氣體的體積約為原總體積的（ ） A． B. C. D. 6．北京市最近規(guī)定進(jìn)京汽車尾氣排放必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)。因為汽車尾氣(含烴類、CO、SO2與NO等有毒氣體)是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上，裝一個催化轉(zhuǎn)換器，它的特點是使CO和NO反應(yīng)，生成參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，并使汽油充分燃燒及SO2轉(zhuǎn)化。 (1)寫出NO和CO通過催化轉(zhuǎn)換器發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： ； (2)“催化轉(zhuǎn)換器”的缺點是在一定程度上提高了空氣的酸度。其原因是： ； (3)控制城市空氣污染源的方法有： 。 a．植樹造林　　b．開發(fā)氫能源　c．使用非機動車　d．控制汽車進(jìn)城　e．使用無鉛汽油 《參考答案》 1．C [解析]NO是一種無色難溶于水的氣體，可以用排水法收集。常溫常壓下，NO容易與氧氣直接化合生成NO2。 2．C [解析]NO遇空氣立即被氧化，故不能用排空氣法收集，只能用排水法收集。排水時應(yīng)用短進(jìn)長出。 3．C [解析]寫出反應(yīng)方程式并標(biāo)出電子的轉(zhuǎn)移：，可知氧化劑和還原劑均是NO2，所以發(fā)生還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量之比為1︰2 。 4．C [解析]無論反應(yīng)進(jìn)行到什么程度,根據(jù)元素守恒,反應(yīng)后的氮原子總數(shù)應(yīng)該是amolNO中所含的氮原子數(shù)amol,氧原子數(shù)為NO和O2中所含的氧原子數(shù)的總和:（a+2b）mol。所以氮原子數(shù)和氧原子數(shù)之比為: 。 5．C [解析]4NO +3 O2 + 2 H2O=4 HNO3 ；若NO和O2都取4體積，則反應(yīng)后剩余O2 1體積，所以充分反應(yīng)后剩余氣體的體積約為原總體積的。 6．[解析]一輛以汽油為燃料的汽車有幾個地方排出污染物，其中最主要的是尾部排出的廢氣。廢氣中主要含CO、NOx及碳?xì)浠衔?。CO是汽油不完全燃燒的產(chǎn)物，NOx是汽油爆裂時，進(jìn)入的空氣中氮和氧化合而成。碳?xì)浠衔镏泻型闊N、烯烴和芳烴、醛等，有的是汽油原有成分，有的是氧化產(chǎn)物。讓學(xué)生明確汽車尾氣成分有利于認(rèn)識尾氣對環(huán)境的污染，有利于要治汽車尾氣。大城市中汽車多，大氣中NO含量較高這是因為，汽車引擎在工作時產(chǎn)生高溫高壓使之發(fā)生如下反應(yīng)：N2＋O2=2NO，礦物油中硫在燃燒過程中產(chǎn)生SO2，不完全燃燒產(chǎn)生CO，治理方法是在汽車排氣管上裝一個用鉑、鈀合金作的“催化轉(zhuǎn)化器”，使之發(fā)生反應(yīng)，NO與CO反應(yīng)生成N2和CO2，SO2催化氧化為SO3?？刂瞥鞘锌諝馕廴驹吹母痉椒ㄊ侵矘湓炝趾烷_發(fā)無污染的氫能源。 【答案】(1)2CO＋2NON2＋2CO2　　2SO2＋O22SO3 (2)反應(yīng)除生成了N2外，還生成了增加空氣酸度的CO2和SO3　　　(3)ab