高一年级上册《氮及其化合物-第三课时硝酸及酸雨》教学设计

高一—人教版—化学—必修第二册—第五章第二节《氮及其化合物——第三课时硝酸及酸雨》教学设计一.教学目标1.预测浓硝酸受热分解的产物，学习硝酸的特性——不稳定性。2.预测硝酸的主要化学性质，通过简易实验分析硝酸和铜的反应，理解硝酸浓度与氧化性强弱的关系。3.通过手持技术探究浓硝酸与木炭加热反应的产物，运用硝酸的强氧化性分析产物的来源。4.运用价类二维图小结：从N2出发制备硝酸的途径，并分析酸雨的危害及防治。二.教学重、难点硝酸作为一种重要的化工原料，应用非常广泛，常用来制备氮肥、染料、塑料、炸药和硝酸盐等。教材从实验入手，通过引导学生对比观察浓、稀硝酸与铜反应时的不同现象，加深对硝酸强氧化性的认识，对硝酸与金属反应不产生氢气的感知和理解。学生容易理解、掌握铜与浓硝酸和稀硝酸反应的化学方程式，也有利于学生形成化学中的量变引起质变的观念。硝酸的氧化性教学是本节课的难点和重点。重点：硝酸的不稳定性和强氧化性，酸雨的概念。难点：硝酸的强氧化性。三.教学结构环节情境线任务线知识线素养线评价线环节一①常用浓硝酸为何呈黄色？②实验室应怎样贮放浓硝酸？预测浓硝酸受热分解的产物，并完成方程式书写硝酸的不稳定性硝酸分解反应的产物及符号表征宏观辨识与微观探析证据推理与模型认知评价学生基于实验事实，通过课本信息提取研究物质特殊性质的水平层次环节二①预测硝酸的主要化学性质②通过简易实验分析硝酸和铜的反应完成铜与浓、稀硝酸反应方程式书写分析钝化产生的原因硝酸的强氧化性和浓度的影响钝化原理及应用宏观辨识与微观探析证据推理与模型认知评价学生对于分析元素化合物的水平层次环节三通过手持技术探究浓硝酸与木炭加热反应的产物通过实验现象和手持数据曲线，完成方程式书写浓硝酸与木炭加热反应的原理及符号表征科学探究与创新意识评价学生分析实验现象的角度和思路环节四②小结自然固氮和人工固氮，并书写氮及其化合物的相互转化及应用变化观念与平衡思想科学态度与社会责任评价学生对氮及其化合物转化过程的认识水平，诊断并发展学生对化学学科价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角）四.教学实施教学活动与问题链教学过程与师生互动教学评价与学生表现环节预测浓硝酸受热分解的产物，学习硝酸的特性——不稳定性。【引入】同学们对硝酸有哪些了解？教师展示浓硝酸样品并投影图片。【思考】①常用浓硝酸为何呈黄色？②实验室应怎样贮放浓硝酸？【思考】预测浓硝酸受热分解的产物，并写出反应的化学方程式。

【学生】回忆并描述硝酸的相关性质，例如硝酸是无色、刺激性气味的液体，强酸，有挥发性，见光易分解等。【学生1】浓硝酸会溶有少量分解产生的NO2而略显黄色。【学生2】一般将浓硝酸保存在棕色试剂瓶中，并放置在阴凉处。【教师】硝酸在常温下见光会分解，加热时分解的更快；浓度越大，越容易分解。【学生3】硝酸分解时N元素化合价降低，还要有元素化合价升高，应该是HNO3中-2价的O元素被氧化成O2。【学生】讨论并根据氧化还原知识分析书写反应的化学方程式。评价学生通过图片信息分析研究物质特殊性质的水平层次：水平1：无法提取信息并分析。水平2：能提取信息，找到原因——溶有少量NO2而略显黄色。3价的认识角度分析，并写出反应的化学方程式。大部分学生处于水平2示下能从化合价的认识角度预测浓硝酸受热分解产生二氧化氮少部分学生能准确预测分解产物中有二氧化氮、氧气和水。环节通过简易实验分析硝酸和铜的反应，学习硝酸和金属单质的反应。【过渡】初中已经学习过金属和酸的置换反应，可以生成盐和氢气，铜可以发生类似的反应吗？【思考】硝酸和铜可以反应吗？预测铜和硝酸反应的产物。【演示实验1】教师使用针筒和输液袋演示铜与浓硝酸、稀硝酸的简易实验，并指导学生有序观察实验现象。【思考】通过硝酸和铜反应现象，分析反应过程中的产物。【思考】为什么向输液袋内注入氢氧化钠溶液？注入空气后颜色变化不明显说明什么呢？【思考】根据刚才分析的反应过程，完成铜与浓、稀硝酸的反应方程式。【课本实验5-8】（课本图5-14）指导学生整理实验现象，并重点关注反应速率和硝酸浓度的关系。【学生4】铜是不活泼金属，不和盐酸、稀硫酸反应。【学生】讨论，有同学认为铜和硝酸反应生成硝酸盐和氢气；也有同学认为硝酸有氧化性，与金属反应不会生成氢气，但不清楚具体产物。【学生5】硝酸有强氧化性，所以硝酸与铜的反应是氧化还原反应，铜升价、硝酸中的氮元素降价，反应不产生氢气。【教师】化学的任何结论都需要实验事实来证明，我们以铜为例看金属能否与硝酸反应生成氢气。【学生6】硝酸与铜反应时不需要加热，反应不产生氢气。【学生7】浓硝酸与铜反应溶液变绿色，产生红棕色气体，绿色应该是NO2溶解所导致的。【学生8】加水后溶液变蓝，浓硝酸被稀释，铜丝继续反应产生气泡，气体颜色变浅，应该是生成了无色的NO。【学生9】加NaOH溶液是为了吸收有毒的氮氧化物，氮氧化物吸收完全，注入空气后颜色变化不明显。【学生10】根据氧还原理和实验现象书写反应的方程式。【教师】根据气体的颜色和气泡产生的密集程度可以判断，浓硝酸的还原产物是NO2且反应较快，稀硝酸的还原产物是NO且开始时反应较慢，一段时间后接触空气变为NO2显红棕色。评价学生对于分析元素化合物性质的水平层次：1为铜和硝酸反应生成硝酸铜和氢气。2：从化合价的角度分析，N水平3：从类别和化合价的角度分析，预测硝酸能将铜氧化为硝酸铜，硝酸被还原为氮氧化物，硝酸同时体现氧化性和酸性。大部分学生达到水平2。少部分学生能准确预测反应产物并完成方程式的书写。【思考】铁、铝是比铜活泼的金属，能与浓硝酸发生类似的反应吗？【演示实验2】Fe浸泡在冷的浓硝酸中发生钝化。

【思考】钝化现象产生的原因，为什么能用铁、铝槽车装运浓硝酸？【思考】铂和金不和硝酸反应，只能溶于王水，王水的组成是什么？【学生】阅读课本，提出疑问。【学生11】铁钉不能溶解的原因是因为在铁钉的表面形成了致密的氧化铁薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属单质的进一步反应。【学生12】钝化现象体现了浓硝酸的强氧化性。【教师】常温下浓硝酸和浓硫酸与铁或铝接触会发生钝化现象，但加热后可以发生反应。【学生】阅读课本，找出答案。【学生13】王水是将浓HNO3和浓HCl按体积比1:3混合所得的混合物。评价学生基于实验事实，并通过课本信息提取物质特殊性质的水平层次：水平1：无法根据实验事实提取课本信息。水平2：能根据实验事实提取课本信息，找到原因——钝化，但无法理解反应过程。3能根据实验事实提取课本信息，找到原因——钝化，清楚钝化使反应停止的原因。大部分学生达到水平2。环节手持技术探究浓硝酸与木炭加热反应的产物，学习浓硝酸和非金属单质的反应。【思考】木炭具有还原性，可以和浓硝酸反应吗？【演示实验3】木炭和浓硝酸加热反应，引导学生观察实验现象和CO2传感器数据（注意：浓硝酸要浸没木炭；而且为了保护CO2传感器，将生成的混合气体通入稀NaOH溶液中，本实验仅定性探究CO2的生成）【思考】实验过程中的红棕色气体NO2都是浓硝酸分解产生的吗？【思考】根据实验现象和手持数据分析反应产物并写出方程式。【学生14】加热一段时间后烧瓶内充满红棕色气体，二氧化碳传感器显示CO2气体不断增多。【学生15】浓硝酸浸没木炭，CO2气体是碳做还原剂，被浓硝酸氧化产生的。【教师】CO2传感器显示CO2明显增多，证明的确是木炭与浓硝酸发生反应。【学生16】讨论并根据氧化还原知识书写反应方程式。评价学生分析实验现象和手持实验数据的角度和思路的水平层次：水平1：不能完整描述看到的实验事实。水平2：能完整描述看到的实验事实，但不能分析实验现象和手持实验数据的联系。水平3：能完整描述看到的实验事实，并自主运用价态、类别等角度分析反应过程和实验数据。大部分学生达到水平2，少部分学生能分析并完成方程式书写，而且清楚利用手持实验数据探究该反应的意义。环节四：运用价类二维图小结从氮气出发制备硝酸的途径，学习氮及其化合物的相互转化。【过渡】酸雨对环境危害巨大，人们已经采取多种措施来防治酸雨。【思考】酸雨的pH值为什么是小于5.6？酸雨的主要成分是什么？【思考】根据所学的二氧化硫、氮氧化物和酸雨的成分，有哪些防治酸雨方法？【学生】在价类二维图上用箭头标注出转化途径。【学生17】因为【学生】讨论并书写反应方程式。①氮气发生还原反应②氨气发生氧化反应③NO发生氧化反应④NO2既做氧化剂，又做还原剂【学生18】正常雨水由于溶解了二氧化碳，其pH值约为5.6。【学生19】SO2来自煤、石油和某些含硫的金属矿物的燃烧或冶炼，NOx来自汽车的尾气。【学生】讨论酸雨的防治措施：例如调整能源结构，积极开发新能源，对煤进行脱硫处理，加强工厂废气的回收处理等等。通过对工业制硝酸的反应原理和对酸雨成因及治理的分析讨论，评价学生对氮及其化合物转化过程和对化学学科价值的认识水：1雨和加剧雾霾天气的形成。2酸雨的形成原因，但不清楚含氮物质转化的氧化还原过程。水平3：能够从物质类别和氮元素化合价的变化情况分析含氮物质转化的氧化还原过程，并提出消