高中化学人教版第四章非金属及其化合物第三节硫和氮的氧化物 市赛获奖

第1课时（一）本课教学目标设计知识与技能：1、了解二氧化硫的物理性质，了解可逆反应的概念。2、掌握二氧化硫的化学性质。过程与方法：1、通过实验探究体验科学研究的一般过程，了解科学研究的基本方法，进一步形成交流、反思的学习习惯。2、以二氧化硫的知识学习为线索，通过多种活动，使学生进一步掌握学习物质及其化学性质的一般方法，提高自主学习能力。情感态度与价值观：1、通过化学知识在生活中的应用，引发学生学习化学的兴趣。2、通过设置适宜难度的问题情境，激发学生探究的欲望，获得探究成功的体验，同时培养学生的科学态度和科学精神。教学重点：二氧化硫的化学性质。教学难点：可逆反应；通过实验探究体验科学研究的一般过程，了解科学研究的基本方法。教学方法：问题讨论、实验探究。教学内容安排：教学内容安排为三课时，本节教学为第一课时。（二）教学过程与教学资源设计教学流程图：师生互动师生互动，从组成预测SO2的性质,讨论设计实验方案学生操作实验、观察现象、探究SO学生操作实验、观察现象、探究SO2的物理性质教师展示图片，创设问题情景，导入新课师生互动，从氧化还原理论预测SO2师生互动，从氧化还原理论预测SO2的性质,讨论设计实验方案学生动手操作，观察现象，汇报结果。分析反应前后元素价态变化，得出结论学生分组实验，观察现象，汇报结果，得出结论学生实验操作，发现SO2学生实验操作，发现SO2的特性学生练习，提高知识迁移及应用能力师生互动，整理SO2的性质，总结研究物质性质的科学方法注：表示课堂教师行为表示课堂学生行为表示课堂师生互动行为教学过程：教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课【创设情景】展示图片：重点城市空气质量报告、二氧化硫对植物的侵蚀、酸雨及二氧化硫污染造成的经济损失。【引言】二氧化硫既是化工原料又是一种污染物，我们如何合理利用它呢？首先我们要了解它的性质。观看图片并从中获取有关二氧化硫的重要信息。培养学生关心社会和生活实际的积极态度以及获取信息的能力。引入新课。实验探究SO2的物理性质【讲述】对于一种化学物质，我们通常从物理性质和化学性质两方面研究，下面先来研究SO2的物理性质。【指导】教师巡视，指导实验。分组实验，探究二氧化硫的物理性质：1、观察试管中SO2的色态，打开胶塞，扇闻气味。2、把试管倒立在水中，打开胶塞并轻摇试管；在水下用胶塞塞紧试管并取出。3、描述实验现象并归纳SO2的物理性质。培养学生观察、动手能力。教学环节教师活动学生活动设计意图实验探究SO2属于酸性氧化物【过渡】接下来，我们讨论SO2的化学性质。首先从组成上看，SO2属于什么氧化物？【启发】CO2是我们熟悉的酸性氧化物，它有什么化学性质？请你推测SO2的化学性质。【设问】你如何设计实验证明SO2是酸性氧化物呢？师生共同评价方案。教师巡视指导。【介绍】讲述可逆反应的概念。思考、回答：SO2是酸性氧化物，应具有与CO2相似的化学性质。与水反应生成酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物生成盐。小组讨论实验方案，并汇报交流：1、用pH试纸测SO2溶液的pH值。2、向SO2溶液中滴入2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色的变化。3、向装有SO2的试管中加入NaOH（含酚酞）溶液，观察溶液颜色的变化。4、向装有SO2的试管中加入澄清石灰水，观察现象。分组实验，填写实验记录，描述现象汇报结果，得出结论。完成上述反应的方程式。概括可逆反应的特征，并能根据其特征判断反应是否为可逆反应。指导学生从物质类别所具有的通性预测某具体物质的性质，并培养学生类比迁移能力。培养学生设计实验方案的能力。感受获得成功的愉悦，学会合作与分享。了解可逆反应。实验探究SO2的氧化性、还原性【过渡】以上我们讨论了SO2作为酸性氧化物的化学性质。分析SO2中S元素所处的化合价，结合氧化还原理论预测SO2还有什么化学性质？【引导】你如何设计实验证明SO2具有还原性呢？教师巡视指导。【投影】1、SO2与酸性KMnO4溶液反应的方程式。2、分析在下列反应中SO2起什么作用？2H2S+SO2=3S+2H2O思考、回答：SO2中的S为+4价，处于S元素的中间价态，根据前面所学的氧化还原理论推测SO2既有氧化性，又有还原性。小组讨论，得出方案：向装有SO2的试管中加入少量酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色的变化。动手操作并描述实验现象，得出结论。分析反应前后元素化合价的变化，判断SO2的作用。得出结论：SO2既有氧化性又有还原性。从氧化性、还原性来研究物质的性质。复习氧化还原反应的知识，同时培养学生应用已有知识分析解决问题的能力。教学环节教师活动学生活动设计意图实验探究SO2的漂白性【提问】从以上实验和前面所学知识，我们知道SO2与CO2通入石灰水中都能使石灰水变浑浊。如何鉴别SO2、CO2两种气体？【过渡】除此之外，我们还可利用SO2的特性鉴别。请大家做好下面实验，发现SO2的特性。【播放】多媒体动画。【投影】二氧化硫与氯水漂白性的区别。【介绍】SO2漂白纸浆、毛、丝、草编制品。【提问】实际生活中，某些不法商贩却利用SO2漂白食物，对人体造成伤害。你如何利用化学知识辨别是否添加了SO2？小组讨论实验方案，并汇报交流：1、收集SO2、CO2各一瓶，闻气体气味；2、分别将SO2、CO2气体通入酸化的KMnO4溶液中。动手操作，观察实验现象，得出结论。观看、思考。填表比较。倾听。思考、回答。培养学生设计方案的能力以及学以致用的意识。加深对二氧化硫漂白性的认识。了解SO2的用途。感受化学知识的价值，培养学生的社会责任感。总结【整理与归纳】1、本节课学习了SO2哪些性质？2、通过本节课的学习，你认为研究物质的基本思路有哪些？思考、回答。培养学生归纳总结能力以及研究物质性质的科学方法。练习【练习】课堂练习。练习。培养学生迁移应用知识能力。作业【作业】1、课本书后习题。2、设计实验验证下列反应中产物的存在：C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O拓展提高。板书设计课堂练习：1.关于SO2的下列说法不正确的是（）A.是无色无味的气体B.具有氧化性和还原性C.水溶液具有强酸性D.能使品红溶液褪色2、能证明SO2具有漂白性的事实是（）A.溴水中通入SO2气体后，橙色消失B.滴加酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后，红色褪去C.酸性高锰酸钾溶液中通入SO2气体后，紫色消失D.品红溶液中通入SO2气体后，红色消失3.为检验SO2中是否混有少量的CO2气体杂质,以下方法正确的是()A、通入澄清石灰水中B、先通入澄清石灰水中，再通入品红溶液中C、先通入足量酸性高锰酸钾溶液中,再通入澄清石灰水中（四）教学反思从实际效果看，整节课学生的积极性高，有较高的参与度。通过学生预测性质和设计实验进行验证，培养了学生的科学方法、科学态度和以及实验操作能力。通过小组讨论全班交流，提高了学生的表达能力，合作分享能力，较好地解决了本节的重点和难点。本节课的不足之处是有些环节设计得不够精彩，语言上应该再精练，多给学生些思考的时间。第二课时[三维目标]知识与技能1、初步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质，实验探究由二氧化氮制硝酸的可能方法；2、酸雨的形成与防治，自主探究分析空气污染的原因，自主探究雨水pH3、培养学生观察能力、信息处理能力。过程与方法会对有关物质的性质进行分析、归纳情感、态度与价值观1、了解氮氧化物对环境的污染，增强环保意识；2、通过酸雨利弊两方面的分析，对学生进行辨证唯物主义观点的教育。重点二氧化氮与水的反应，二氧化硫和二氧化氮对大气的污染难点二氧化氮与水的反应教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动［投影］资料卡片：信使分子------NO三们美国药理学家RobertF.Furchgott,Louisgnarro和FeridMurad获取了1998年诺贝尔生理学或医学奖，他们发现“NO”是心血管系统的信号分子，NO却在哺乳类动物及人类机体起着广泛的重要的生物学作用三位科学家发现NO在人体血管内具有传递信号的功能，使血管处于持续的舒张状态，血压降低，NO可抑制VSMC和心肌细胞增殖，维持其正常的有丝分裂；少量NO有正性心肌及心输出量的作用，并抑制白细胞黏附、浸润而减轻炎症介导的心肌细胞坏死，进而在心肌缺血再灌注操作中发挥细胞保护作用［思考］NO被视为大气污染物，没想到它会在生命过程中有如此重要的作用，这会给我们什么样启示？>［板书］二、二氧化氮(nitrogendioxide)和一氧化氮［问］欲认识两种氮氧化物，我们还要从大家最熟悉的氮气入手，空气中氮气的体积分数为多少？78%［讲］自然界中的氮主要以游离态存在于大气中，生物体中蛋白质含有化合态氮，土壤中有硝酸盐，如KNO3、Ca(NO3)2等。所以有人说“氮是生命元素”［问］工业上用分离液态空气法制氮气的原理和操作。请大家预测氮气的性质活泼与否通常情况下，氮气不活泼，不与氧气反应，但氮气在一定条件下还可以与氧气反应。［板书］1、NO和NO2的生成［视频实验］N2和O2在放电条件下的反应放电或高温［板书］N2+O放电或高温2NO+O2==2NO2实验室制法：Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O［问］通过实验观察，NO和NO2可能具有什么样的物理性质呢？大家推测一下。［板书］2、物理性质：NO是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。NO2是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水［思考与交流］可用什么样的方法收集NO和NO2呢NO与空气密度相近且与空气中的氧气反应，但NO不溶于水，因此可用排水法收集NO2溶于水，密度比空气大，故用向上排空气法收集。［讲］氮除了-3、0外，其正价从+1到+5，NO和NO2是氮较为典型的氧化物，除此之外，还有N2O，俗称笑气。N2O3，是亚硝酸的酸酐。N2O5，是硝酸的酸酐。［过］那么NO和NO2究竟有哪些化学性质呢？下面让我们一起来探究一下。［板书］3、化学性质［讲］NO不与水反应，在常温下易与O2化合生成NO2。［板书］（1）NO与氧气反应：2NO＋O2＝＝2NO2［讲］NO2在通常状况下，能自身相互结合生成无色的N2O4气体，且在加热时气体颜色加深［板书］(2)NO2的聚合反应：2NO2N2O4［讲］NO仅能与氧气反应，但NO2的N处于中间价态，有弱还原性和强氧化性。NO2具有较强的氧化性，可使湿润的KI淀粉试纸变蓝［讲］NO2溶于水，且能与水反应，NO2难被氧气氧化，易与水反应生成HNO3［板书］(3)NO2与水反应［视频实验］NO2溶于水实验［板书］3NO2+H2O==2HNO3+NO［思考与交流］NO2是否是硝酸的酸酐呢？不是，因为N的化合价不是+5价［思考与交流］俗话说“雷雨发庄稼”，请思考这其中的原理及涉及的可能反应。空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐，成为氮肥被植物吸收。［思考与交流］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，这是为什么？试写出相关反应的化学方程式。N2+O2===2NO2NO＋O2＝＝2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO［科学探究］现给你一试管预先制好的NO2，其他药品和仪器自选。请你设计实验，要求尽可能多地使NO2被水吸收。并填写教材上的表格［投影］填写表格并请同学总结实验步骤现象解释(可用化学方程式表示)(1)将一支充满NO2的试管倒放在盛有水的水槽中红棕色气体逐渐消失，水位上升，最后水充满整个试管的2/3，无色气体充满试管的1/3(上部)3NO2+H2O==2HNO3+NONO2为红棕色气体，易溶于水，NO为无色气体，难溶于水(2)制取少量氧气2H2O2==2H2O+O2↑(3)将氧气慢慢地通入步骤(1)的试管中无色气体变为红棕色气体，又变为无色气体，但气体体积逐渐减小，液面不断上升2NO+O2==2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO［思考与交流］你的实验设计对工业上生产HNO3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)NO2与水的反应可知，只有2/3的NO2转化为HNO3，而1/3的NO2转化为NO。因此，硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的NO再氧化为NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO。经地这样多次的氧化和吸收，NO2可以比较完全地被水吸收，尽可能地转化为HNO3［讲］工业上循环利用NO制HNO3，那么将NO做为中间产物对方程式叠加，可得到NO2和O2的混合气体共同与水反应的方程式［板书］4NO2+O2+2H2O==4HNO3［讲］那么，若是把NO2看到NO和O2反应的产物，再次将两个反应叠加，又会得到什么呢？对，可以得到NO和O2的混合气体共同与水反应的方程式［板书］4NO+3O2+2H2O==4HNO3［讲］氮氧化物溶于水的计算是常见的考点，有时需要讨论，并且需要讲究技巧。［板书］三、NO2、NO和O2的混合气体跟H2O反应的相关计算1、NO2溶于水的问题［讲］依据原理：3NO2+H2O==2HNO3+NO，若有气体剩余，应为NO。［投影］例1、将20mLNO和NO2的混合气体的试管倒立于盛有H2O水槽中，充分反应后，余于气体体积变为10mL，求原混合气体中NO和NO2各占多少？解法一：设NO体积为xmL，NO2体积为ymLx+y==203NO2+H2O==2HNO3+NO31yy/3x+y/3==10解之得，x==5y==15［讲］利用差量法可帮助快速解题，可在题中寻找体积差解法二：设NO2体积为xmL3NO2+H2O==2HNO3+NO△V312x20-10==10x=15［讲］若将NO和O2的混合气体通入水中，会发生反应4NO＋3O2＋2H2O＝＝4HNO3［板书］2、NO和O2的混合气体通入H2O［讲］通过方程式分析可知，若NO过量则余下气体为NO，若O2过量则余下气体为O2，解这类题的关键是分析过量并判断余下气体成份。［投影］例2、一支试管中充有20mLNO气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的O2，试管内最终有4mL气体，则通入O2的体积可能是多少？解：若最终余下气体的成份为NO，则与水反应的NO为20-4＝16mL4NO＋3O2＋2H2O＝＝4HNO34316XX=12mL若最终余下气体的成份为O2，则20mLNO均与水反应4NO＋3O2＋2H2O＝＝4HNO34320XX=15mL此时，通入O2的体积为15+4＝19mL∴通入O2的体积可能是12mL或19mL［点击试题］一定条件下，将等体积的NO和O2混合于一试管中，然后将试管倒立于盛有H2O的水槽中，充分反应后剩余气体的体积与原混合气体的体积之比是多少？［讲］若将NO2和O2的混合气体通入水中，会发生反应4NO2＋O2＋2H2O＝＝4HNO3［板书］3、NO2和O2的混合气体通入H2O［讲］通过这个反应可知，若O2过量则剩余气体为O2，但是若NO2过量，则过量的NO2还会和H2O继续反应，则余下气体为NO。［投影］例3、在一支容积为30mL的试管内充满NO2和O2的混合气体，把试管倒置于水中，充分反应后余5mL，则原混合气体中NO2和O2的体积各是多少？解：设原混合气体中NO2的体积为xmL，O2的体积为ymL则x+y==30若O2过量，则余下5mL气体为O2,则所有的NO2全部参加反应，而参加反应的O2的体积为(y–5)mL4NO2+O2+2H2O==4HNO341xy-5x==4(y-5)解之得，x=20mLy=10mL若NO2过量，则O2全部参加反应，而过量的NO2还会和H2O继续反应，余下的5mL气体为NO，4NO2+O2+2H2O==4HNO3414yy则过量的NO2体积为(x-4y)mL3NO2+H2O==2HNO3+NO31(x-4y)5则x-4y==15解之得，x=27mLy=3mL∴NO2和O2的体积是20mL和10mL或27mL和3mL［点击试题］将充满NO2和O2混合气体的量筒倒置于H2O中，充分反应后保持气体压强不变，水进入至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中NO2和O2的体积比是多少？［小结］本节学习了氮的氧化物，重点是NO和NO2的性质，尤其是NO与氧气和NO2与H2O的反应。［自我评