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2019-2020年高中化學必修一：第四章 第三節(jié) 第2課時 一氧化氮和二氧化氮教案 【新課導入】 1952年12月5～8日，一場災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4000多人。就連當時舉辦的一場盛大的得獎牛展覽中的350頭牛也慘遭劫難。一頭牛當場死亡，52頭嚴重中毒，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)課我們重點學習氮及氮的氧化物的有關性質。 學生閱讀材料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的性能，使生物細胞可以延長存活期…… 思考與交流：通過上邊關于氮氣材料的介紹，你對氮氣的性質用途有些什么了解？ 二、新課教學 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，化學性質比較穩(wěn)定，但在放電或高溫的條件下，可以與氧氣反應。 N2 + O2 放電或高溫 2NO NO會污染空氣(與血紅蛋白結合引起中毒)，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，談談對你有何啟示？ （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：無色氣體，不溶于水，可與血紅蛋白結合。 (2)化學性質：在常溫下很容易與氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮 2NO + O2 = 2NO2(常用此法檢驗NO) 學生閱讀教材第92頁，了解NO2的性質。 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的產(chǎn)物。 歸納整理并板書： 3．二氧化氮 (1)物理性質：紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體、易溶于水。 (2)化學性質：3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 思考：從氧化還原的角度分析該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為多少？ 歸納：氧化劑與還原劑均為NO2，二者的物質的量之比為1:2。 思考與交流： （1）解釋“雷雨發(fā)莊稼”的原理，寫出有關的化學反應方程式。 （2）分析汽車尾氣中氮的氧化物產(chǎn)生的原因，寫出有關的化學反應方程式。 學生思考交流回答，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反應生成NO2。 科學探究： 自行設計實驗：盡可能多的使NO2被水吸收，畫出你設計的實驗裝置圖。 學生交流設計方案，并動手做實驗，最后找兩組試驗成功的同學介紹他們的做法。 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。 反應原理：2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O =2HNO3 +NO 兩個反應循環(huán)進行，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、板書設計 二、二氧化氮和一氧化氮 1．氮氣：在通常情況下，化學性質比較穩(wěn)定，但在放電或高溫的條件下，可以與氧氣反應。 N2 + O2 放電或高溫 2NO 2．一氧化氮 (1)物理性質：無色氣體，不溶于水，可與血紅蛋白結合。 (2)化學性質：在常溫下很容易與氧氣反應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：紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水。 ⑵化學性質：3NO2+H2O =2HNO3+NO 三、SO2、NO2對大氣的污染 五、布置作業(yè) 課后習題1～11題 【當堂檢測】 1．病毒學研究證實，NO對SARS病毒有直接抑制作用。下列關于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．含等質量的氧元素的NO和CO的物質的量相等 D．NO易溶于水，不能用排水法收集 2．某研究性學習小組借助下面的裝置收集NO氣體，正確的操作是 （ ） A.從①口進氣，用排水法集氣 B.從①口進氣，用排氣法集氣 C.從②口進氣，用排水法集氣 D.從②口進氣，用排氣法集氣 3．在NO2被水吸收的反應中，發(fā)生還原反應和氧化反應的物質的質量之比為（ ） 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)定進京汽車尾氣排放必須符合國家標準。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，裝一個催化轉換器，它的特點是使CO和NO反應，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轉化。 (1)寫出NO和CO通過催化轉換器發(fā)生反應的化學方程式： ； (2)“催化轉換器”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。排水時應用短進長出。 3．C [解析]寫出反應方程式并標出電子的轉移：，可知氧化劑和還原劑均是NO2，所以發(fā)生還原反應和氧化反應的物質的質量之比為1︰2 。 4．C [解析]無論反應進行到什么程度,根據(jù)元素守恒,反應后的氮原子總數(shù)應該是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，則反應后剩余O2 1體積，所以充分反應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及碳氫化合物。CO是汽油不完全燃燒的產(chǎn)物，NOx是汽油爆裂時，進入的空氣中氮和氧化合而成。碳氫化合物中含有烷烴、烯烴和芳烴、醛等，有的是汽油原有成分，有的是氧化產(chǎn)物。讓學生明確汽車尾氣成分有利于認識尾氣對環(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：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“催化轉化器”，使之發(fā)生反應，NO與CO反應生成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)反應除生成了N2外，還生成了增加空氣酸度的CO2和SO3　　　(3)ab