2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第五章第二节 氮及其化合物（第1课时） 教案

课题：第二节氮及其化合物第1课时课标要求能从物质类别和元素化合价的角度，预测氮气及氮的氧化物的性质及转化教学目标通过实验探究，了解氮的氧化物的主要性质，结合真实情境认识氮的氧化物在生产中的应用和对生态环境的影响。教学重难点一氧化氮和二氧化氮的主要性质及应用【情景导入】某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加，但树木、灌木、草等植被非常茂密，但很少有人敢进入这个山谷。你能解释该山谷植被茂密的原因吗？下面我们就来学习氮的氧化物。【问题探究1】1．NO和NO2分别采用什么方法收集？说明原因。提示：常温下NO能与O2反应，只能用排水法收集；NO2能与水反应生成NO，故只能用排空气法收集。2．NO2转化为NO的变化中，NO2只能作氧化剂吗？提示：NO2与水反应转化为NO的同时生成HNO3，NO2既作氧化剂又作还原剂。【问题探究2】某山谷经常电闪雷鸣、雷雨交加，但树木、灌木、草等植被非常茂密，但很少有人敢进入这个山谷。你能解释该山谷植被茂密的原因吗？提示：雷雨天时在闪电的作用下，空气中氮气与氧气反应生成NO，然后发生NO→NO2→HNO3的反应，HNO3随雨水进入土壤，为植被提供了丰富的氮肥。【问题探究3】1．要使充满NO2和O2混合气体的试管倒扣水槽中，让水充满试管，必须按什么样的体积比混合？提示：由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2得4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，即当NO2和O2的体积比为4∶1时可完全溶于水。2．将10mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应停止后试管内剩余2mL的无色气体，则原混合气体中O2为多少毫升？提示：①若剩余的是NO，由反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，得NO2体积为2mL×3＝6mL。则原有O2体积为(10mL－6mL)×eq\f(1,4＋1)＝0.8mL。②若剩余的是O2，则有10mL－2mL＝8mLNO2和O2的混合气体按反应4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3进行。所以NO2的体积为8mL×eq\f(4,4＋1)＝6.4mL，O2体积为10mL－6.4mL＝3.6mL。【课堂检测】1．(2020·涟水县第一中学高一月考)下列有关NO2的说法正确的是()A．NO2可由N2与O2反应直接制备B．NO2有毒，但因其易溶于水且与水反应，因此不属于大气污染物C．NO2既有氧化性也有还原性D．NO2为红棕色气体，因此将NO2通入水中，溶液显红棕色解析：选CN2和O2在放电或高温条件反应生成NO，A错误；NO2属于大气污染物之一，B错误；NO2与H2O反应生成HNO3和NO，说明NO2既有氧化性也有还原性，C正确；NO2通入水中，生成NO和HNO3，溶液无色，D错误。2．将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水中，经过足够长的时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中N2和NO2的体积比是()A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．3∶1解析：选C将试管倒立于水中，只有NO2和H2O反应，生成的NO与不反应的N2为剩余气体。设原气体的体积为V，设NO2的体积为x，根据差量法求解：3．下列对NO、NO2的描述，不正确的是 ()A．NO2是红棕色气体，易溶于水，不是酸性氧化物B．NO可以用排水法收集，但不能由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．NO、NO2都有毒，且NO是汽车尾气的有害成分之一解析：NO2是红棕色气体，易溶于水，与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，由于反应前后元素的化合价发生了变化，因此NO2不是酸性氧化物，A正确；NO不溶于水，可以用排水法收集，由于N2性质稳定，室温下不容易反应，但在放电时可由N2和O2直接化合而得到，B错误；NO与氧气发生反应会产生NO2；NO2溶于水反应产生硝酸和NO，因此二者在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物，C正确；NO、NO2都有毒，且在汽车发动时，在电火花作用下N2和O2化合产生NO，NO是汽车尾气的有害成分之一，D正确。【实践·素养形成】氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O①2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O②①在反应①中，还原剂是哪种物质？在反应②中，氧化产物和还原产物的物质的量之比为多少？②由反应②判断二氧化氮是否为酸性氧化物？解释原因。(2)汽车尾气中含有CO和NO，消除这两种物质对大气污染的方法是安装催化转化器，使它们发生反应得到空气中的成分，从而消除污染，试写出该反应的化学方程式。[解析](1)①在反应①中NO中的氮元素化合价升高作还原剂；在反应②中氧化剂和还原剂都是NO2，它们对应还原产物NaNO2与氧化产物NaNO3的