高中化學人教版第四章非金屬及其化合物第三節(jié)硫和氮的氧化物 市賽獲獎

第1課時（一）本課教學目標設(shè)計知識與技能：1、了解二氧化硫的物理性質(zhì)，了解可逆反應的概念。2、掌握二氧化硫的化學性質(zhì)。過程與方法：1、通過實驗探究體驗科學研究的一般過程，了解科學研究的基本方法，進一步形成交流、反思的學習習慣。2、以二氧化硫的知識學習為線索，通過多種活動，使學生進一步掌握學習物質(zhì)及其化學性質(zhì)的一般方法，提高自主學習能力。情感態(tài)度與價值觀：1、通過化學知識在生活中的應用，引發(fā)學生學習化學的興趣。2、通過設(shè)置適宜難度的問題情境，激發(fā)學生探究的欲望，獲得探究成功的體驗，同時培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神。教學重點：二氧化硫的化學性質(zhì)。教學難點：可逆反應；通過實驗探究體驗科學研究的一般過程，了解科學研究的基本方法。教學方法：問題討論、實驗探究。教學內(nèi)容安排：教學內(nèi)容安排為三課時，本節(jié)教學為第一課時。（二）教學過程與教學資源設(shè)計教學流程圖：師生互動師生互動，從組成預測SO2的性質(zhì),討論設(shè)計實驗方案學生操作實驗、觀察現(xiàn)象、探究SO學生操作實驗、觀察現(xiàn)象、探究SO2的物理性質(zhì)教師展示圖片，創(chuàng)設(shè)問題情景，導入新課師生互動，從氧化還原理論預測SO2師生互動，從氧化還原理論預測SO2的性質(zhì),討論設(shè)計實驗方案學生動手操作，觀察現(xiàn)象，匯報結(jié)果。分析反應前后元素價態(tài)變化，得出結(jié)論學生分組實驗，觀察現(xiàn)象，匯報結(jié)果，得出結(jié)論學生實驗操作，發(fā)現(xiàn)SO2學生實驗操作，發(fā)現(xiàn)SO2的特性學生練習，提高知識遷移及應用能力師生互動，整理SO2的性質(zhì)，總結(jié)研究物質(zhì)性質(zhì)的科學方法注：表示課堂教師行為表示課堂學生行為表示課堂師生互動行為教學過程：教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖導入新課【創(chuàng)設(shè)情景】展示圖片：重點城市空氣質(zhì)量報告、二氧化硫?qū)χ参锏那治g、酸雨及二氧化硫污染造成的經(jīng)濟損失?！疽浴慷趸蚣仁腔ぴ嫌质且环N污染物，我們?nèi)绾魏侠砝盟?？首先我們要了解它的性質(zhì)。觀看圖片并從中獲取有關(guān)二氧化硫的重要信息。培養(yǎng)學生關(guān)心社會和生活實際的積極態(tài)度以及獲取信息的能力。引入新課。實驗探究SO2的物理性質(zhì)【講述】對于一種化學物質(zhì)，我們通常從物理性質(zhì)和化學性質(zhì)兩方面研究，下面先來研究SO2的物理性質(zhì)?！局笇А拷處熝惨暎笇嶒?。分組實驗，探究二氧化硫的物理性質(zhì)：1、觀察試管中SO2的色態(tài)，打開膠塞，扇聞氣味。2、把試管倒立在水中，打開膠塞并輕搖試管；在水下用膠塞塞緊試管并取出。3、描述實驗現(xiàn)象并歸納SO2的物理性質(zhì)。培養(yǎng)學生觀察、動手能力。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖實驗探究SO2屬于酸性氧化物【過渡】接下來，我們討論SO2的化學性質(zhì)。首先從組成上看，SO2屬于什么氧化物？【啟發(fā)】CO2是我們熟悉的酸性氧化物，它有什么化學性質(zhì)？請你推測SO2的化學性質(zhì)?！驹O(shè)問】你如何設(shè)計實驗證明SO2是酸性氧化物呢？師生共同評價方案。教師巡視指導?！窘榻B】講述可逆反應的概念。思考、回答：SO2是酸性氧化物，應具有與CO2相似的化學性質(zhì)。與水反應生成酸；與堿反應生成鹽和水；與堿性氧化物生成鹽。小組討論實驗方案，并匯報交流：1、用pH試紙測SO2溶液的pH值。2、向SO2溶液中滴入2~3滴石蕊試液，觀察溶液顏色的變化。3、向裝有SO2的試管中加入NaOH（含酚酞）溶液，觀察溶液顏色的變化。4、向裝有SO2的試管中加入澄清石灰水，觀察現(xiàn)象。分組實驗，填寫實驗記錄，描述現(xiàn)象匯報結(jié)果，得出結(jié)論。完成上述反應的方程式。概括可逆反應的特征，并能根據(jù)其特征判斷反應是否為可逆反應。指導學生從物質(zhì)類別所具有的通性預測某具體物質(zhì)的性質(zhì)，并培養(yǎng)學生類比遷移能力。培養(yǎng)學生設(shè)計實驗方案的能力。感受獲得成功的愉悅，學會合作與分享。了解可逆反應。實驗探究SO2的氧化性、還原性【過渡】以上我們討論了SO2作為酸性氧化物的化學性質(zhì)。分析SO2中S元素所處的化合價，結(jié)合氧化還原理論預測SO2還有什么化學性質(zhì)？【引導】你如何設(shè)計實驗證明SO2具有還原性呢？教師巡視指導?！就队啊?、SO2與酸性KMnO4溶液反應的方程式。2、分析在下列反應中SO2起什么作用？2H2S+SO2=3S+2H2O思考、回答：SO2中的S為+4價，處于S元素的中間價態(tài)，根據(jù)前面所學的氧化還原理論推測SO2既有氧化性，又有還原性。小組討論，得出方案：向裝有SO2的試管中加入少量酸性KMnO4溶液，觀察溶液顏色的變化。動手操作并描述實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。分析反應前后元素化合價的變化，判斷SO2的作用。得出結(jié)論：SO2既有氧化性又有還原性。從氧化性、還原性來研究物質(zhì)的性質(zhì)。復習氧化還原反應的知識，同時培養(yǎng)學生應用已有知識分析解決問題的能力。教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖實驗探究SO2的漂白性【提問】從以上實驗和前面所學知識，我們知道SO2與CO2通入石灰水中都能使石灰水變渾濁。如何鑒別SO2、CO2兩種氣體？【過渡】除此之外，我們還可利用SO2的特性鑒別。請大家做好下面實驗，發(fā)現(xiàn)SO2的特性?！静シ拧慷嗝襟w動畫?！就队啊慷趸蚺c氯水漂白性的區(qū)別?！窘榻B】SO2漂白紙漿、毛、絲、草編制品?！咎釂枴繉嶋H生活中，某些不法商販卻利用SO2漂白食物，對人體造成傷害。你如何利用化學知識辨別是否添加了SO2？小組討論實驗方案，并匯報交流：1、收集SO2、CO2各一瓶，聞氣體氣味；2、分別將SO2、CO2氣體通入酸化的KMnO4溶液中。動手操作，觀察實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論。觀看、思考。填表比較。傾聽。思考、回答。培養(yǎng)學生設(shè)計方案的能力以及學以致用的意識。加深對二氧化硫漂白性的認識。了解SO2的用途。感受化學知識的價值，培養(yǎng)學生的社會責任感。總結(jié)【整理與歸納】1、本節(jié)課學習了SO2哪些性質(zhì)？2、通過本節(jié)課的學習，你認為研究物質(zhì)的基本思路有哪些？思考、回答。培養(yǎng)學生歸納總結(jié)能力以及研究物質(zhì)性質(zhì)的科學方法。練習【練習】課堂練習。練習。培養(yǎng)學生遷移應用知識能力。作業(yè)【作業(yè)】1、課本書后習題。2、設(shè)計實驗驗證下列反應中產(chǎn)物的存在：C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O拓展提高。板書設(shè)計課堂練習：1.關(guān)于SO2的下列說法不正確的是（）A.是無色無味的氣體B.具有氧化性和還原性C.水溶液具有強酸性D.能使品紅溶液褪色2、能證明SO2具有漂白性的事實是（）A.溴水中通入SO2氣體后，橙色消失B.滴加酚酞的NaOH溶液中通入SO2氣體后，紅色褪去C.酸性高錳酸鉀溶液中通入SO2氣體后，紫色消失D.品紅溶液中通入SO2氣體后，紅色消失3.為檢驗SO2中是否混有少量的CO2氣體雜質(zhì),以下方法正確的是()A、通入澄清石灰水中B、先通入澄清石灰水中，再通入品紅溶液中C、先通入足量酸性高錳酸鉀溶液中,再通入澄清石灰水中（四）教學反思從實際效果看，整節(jié)課學生的積極性高，有較高的參與度。通過學生預測性質(zhì)和設(shè)計實驗進行驗證，培養(yǎng)了學生的科學方法、科學態(tài)度和以及實驗操作能力。通過小組討論全班交流，提高了學生的表達能力，合作分享能力，較好地解決了本節(jié)的重點和難點。本節(jié)課的不足之處是有些環(huán)節(jié)設(shè)計得不夠精彩，語言上應該再精練，多給學生些思考的時間。第二課時[三維目標]知識與技能1、初步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性質(zhì)，實驗探究由二氧化氮制硝酸的可能方法；2、酸雨的形成與防治，自主探究分析空氣污染的原因，自主探究雨水pH3、培養(yǎng)學生觀察能力、信息處理能力。過程與方法會對有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)進行分析、歸納情感、態(tài)度與價值觀1、了解氮氧化物對環(huán)境的污染，增強環(huán)保意識；2、通過酸雨利弊兩方面的分析，對學生進行辨證唯物主義觀點的教育。重點二氧化氮與水的反應，二氧化硫和二氧化氮對大氣的污染難點二氧化氮與水的反應教學過程教學步驟、內(nèi)容教學方法、手段、師生活動［投影］資料卡片：信使分子------NO三們美國藥理學家RobertF.Furchgott,Louisgnarro和FeridMurad獲取了1998年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，他們發(fā)現(xiàn)“NO”是心血管系統(tǒng)的信號分子，NO卻在哺乳類動物及人類機體起著廣泛的重要的生物學作用三位科學家發(fā)現(xiàn)NO在人體血管內(nèi)具有傳遞信號的功能，使血管處于持續(xù)的舒張狀態(tài)，血壓降低，NO可抑制VSMC和心肌細胞增殖，維持其正常的有絲分裂；少量NO有正性心肌及心輸出量的作用，并抑制白細胞黏附、浸潤而減輕炎癥介導的心肌細胞壞死，進而在心肌缺血再灌注操作中發(fā)揮細胞保護作用［思考］NO被視為大氣污染物，沒想到它會在生命過程中有如此重要的作用，這會給我們什么樣啟示？>［板書］二、二氧化氮(nitrogendioxide)和一氧化氮［問］欲認識兩種氮氧化物，我們還要從大家最熟悉的氮氣入手，空氣中氮氣的體積分數(shù)為多少？78%［講］自然界中的氮主要以游離態(tài)存在于大氣中，生物體中蛋白質(zhì)含有化合態(tài)氮，土壤中有硝酸鹽，如KNO3、Ca(NO3)2等。所以有人說“氮是生命元素”［問］工業(yè)上用分離液態(tài)空氣法制氮氣的原理和操作。請大家預測氮氣的性質(zhì)活潑與否通常情況下，氮氣不活潑，不與氧氣反應，但氮氣在一定條件下還可以與氧氣反應。［板書］1、NO和NO2的生成［視頻實驗］N2和O2在放電條件下的反應放電或高溫［板書］N2+O放電或高溫2NO+O2==2NO2實驗室制法：Cu+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O［問］通過實驗觀察，NO和NO2可能具有什么樣的物理性質(zhì)呢？大家推測一下。［板書］2、物理性質(zhì)：NO是一種無色、無味、難溶于水的有毒氣體。NO2是一種紅棕色、有剌激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水［思考與交流］可用什么樣的方法收集NO和NO2呢NO與空氣密度相近且與空氣中的氧氣反應，但NO不溶于水，因此可用排水法收集NO2溶于水，密度比空氣大，故用向上排空氣法收集。［講］氮除了-3、0外，其正價從+1到+5，NO和NO2是氮較為典型的氧化物，除此之外，還有N2O，俗稱笑氣。N2O3，是亞硝酸的酸酐。N2O5，是硝酸的酸酐。［過］那么NO和NO2究竟有哪些化學性質(zhì)呢？下面讓我們一起來探究一下。［板書］3、化學性質(zhì)［講］NO不與水反應，在常溫下易與O2化合生成NO2。［板書］（1）NO與氧氣反應：2NO＋O2＝＝2NO2［講］NO2在通常狀況下，能自身相互結(jié)合生成無色的N2O4氣體，且在加熱時氣體顏色加深［板書］(2)NO2的聚合反應：2NO2N2O4［講］NO僅能與氧氣反應，但NO2的N處于中間價態(tài)，有弱還原性和強氧化性。NO2具有較強的氧化性，可使?jié)駶櫟腒I淀粉試紙變藍［講］NO2溶于水，且能與水反應，NO2難被氧氣氧化，易與水反應生成HNO3［板書］(3)NO2與水反應［視頻實驗］NO2溶于水實驗［板書］3NO2+H2O==2HNO3+NO［思考與交流］NO2是否是硝酸的酸酐呢？不是，因為N的化合價不是+5價［思考與交流］俗話說“雷雨發(fā)莊稼”，請思考這其中的原理及涉及的可能反應?？諝庵械獨夂脱鯕庠诜烹娤律梢谎趸?，一氧化氮再和氧氣反應，生成二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸，硝酸與土壤中礦物質(zhì)作用形成可溶性硝酸鹽，成為氮肥被植物吸收。［思考與交流］在新疆與青海交界處有一山谷，人稱“魔鬼谷”，經(jīng)常電閃雷鳴，狂風暴雨，把人畜擊斃。然而谷內(nèi)卻是牧草茂盛，四季常青，這是為什么？試寫出相關(guān)反應的化學方程式。N2+O2===2NO2NO＋O2＝＝2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO［科學探究］現(xiàn)給你一試管預先制好的NO2，其他藥品和儀器自選。請你設(shè)計實驗，要求盡可能多地使NO2被水吸收。并填寫教材上的表格［投影］填寫表格并請同學總結(jié)實驗步驟現(xiàn)象解釋(可用化學方程式表示)(1)將一支充滿NO2的試管倒放在盛有水的水槽中紅棕色氣體逐漸消失，水位上升，最后水充滿整個試管的2/3，無色氣體充滿試管的1/3(上部)3NO2+H2O==2HNO3+NONO2為紅棕色氣體，易溶于水，NO為無色氣體，難溶于水(2)制取少量氧氣2H2O2==2H2O+O2↑(3)將氧氣慢慢地通入步驟(1)的試管中無色氣體變?yōu)榧t棕色氣體，又變?yōu)闊o色氣體，但氣體體積逐漸減小，液面不斷上升2NO+O2==2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO［思考與交流］你的實驗設(shè)計對工業(yè)上生產(chǎn)HNO3有什么啟示？(從原料的充分利用，減少污染物的排放等方面考慮)NO2與水的反應可知，只有2/3的NO2轉(zhuǎn)化為HNO3，而1/3的NO2轉(zhuǎn)化為NO。因此，硝酸工業(yè)常在吸收反應進行過程中補充一些空氣，使生成的NO再氧化為NO2，NO2溶于水又生成HNO3和NO。經(jīng)地這樣多次的氧化和吸收，NO2可以比較完全地被水吸收，盡可能地轉(zhuǎn)化為HNO3［講］工業(yè)上循環(huán)利用NO制HNO3，那么將NO做為中間產(chǎn)物對方程式疊加，可得到NO2和O2的混合氣體共同與水反應的方程式［板書］4NO2+O2+2H2O==4HNO3［講］那么，若是把NO2看到NO和O2反應的產(chǎn)物，再次將兩個反應疊加，又會得到什么呢？對，可以得到NO和O2的混合氣體共同與水反應的方程式［板書］4NO+3O2+2H2O==4HNO3［講］氮氧化物溶于水的計算是常見的考點，有時需要討論，并且需要講究技巧。［板書］三、NO2、NO和O2的混合氣體跟H2O反應的相關(guān)計算1、NO2溶于水的問題［講］依據(jù)原理：3NO2+H2O==2HNO3+NO，若有氣體剩余，應為NO。［投影］例1、將20mLNO和NO2的混合氣體的試管倒立于盛有H2O水槽中，充分反應后，余于氣體體積變?yōu)?0mL，求原混合氣體中NO和NO2各占多少？解法一：設(shè)NO體積為xmL，NO2體積為ymLx+y==203NO2+H2O==2HNO3+NO31yy/3x+y/3==10解之得，x==5y==15［講］利用差量法可幫助快速解題，可在題中尋找體積差解法二：設(shè)NO2體積為xmL3NO2+H2O==2HNO3+NO△V312x20-10==10x=15［講］若將NO和O2的混合氣體通入水中，會發(fā)生反應4NO＋3O2＋2H2O＝＝4HNO3［板書］2、NO和O2的混合氣體通入H2O［講］通過方程式分析可知，若NO過量則余下氣體為NO，若O2過量則余下氣體為O2，解這類題的關(guān)鍵是分析過量并判斷余下氣體成份。［投影］例2、一支試管中充有20mLNO氣體，倒置于水槽中，現(xiàn)向其中通入一定量的O2，試管內(nèi)最終有4mL氣體，則通入O2的體積可能是多少？解：若最終余下氣體的成份為NO，則與水反應的NO為20-4＝16mL4NO＋3O2＋2H2O＝＝4HNO34316XX=12mL若最終余下氣體的成份為O2，則20mLNO均與水反應4NO＋3O2＋2H2O＝＝4HNO34320XX=15mL此時，通入O2的體積為15+4＝19mL∴通入O2的體積可能是12mL或19mL［點擊試題］一定條件下，將等體積的NO和O2混合于一試管中，然后將試管倒立于盛有H2O的水槽中，充分反應后剩余氣體的體積與原混合氣體的體積之比是多少？［講］若將NO2和O2的混合氣體通入水中，會發(fā)生反應4NO2＋O2＋2H2O＝＝4HNO3［板書］3、NO2和O2的混合氣體通入H2O［講］通過這個反應可知，若O2過量則剩余氣體為O2，但是若NO2過量，則過量的NO2還會和H2O繼續(xù)反應，則余下氣體為NO。［投影］例3、在一支容積為30mL的試管內(nèi)充滿NO2和O2的混合氣體，把試管倒置于水中，充分反應后余5mL，則原混合氣體中NO2和O2的體積各是多少？解：設(shè)原混合氣體中NO2的體積為xmL，O2的體積為ymL則x+y==30若O2過量，則余下5mL氣體為O2,則所有的NO2全部參加反應，而參加反應的O2的體積為(y–5)mL4NO2+O2+2H2O==4HNO341xy-5x==4(y-5)解之得，x=20mLy=10mL若NO2過量，則O2全部參加反應，而過量的NO2還會和H2O繼續(xù)反應，余下的5mL氣體為NO，4NO2+O2+2H2O==4HNO3414yy則過量的NO2體積為(x-4y)mL3NO2+H2O==2HNO3+NO31(x-4y)5則x-4y==15解之得，x=27mLy=3mL∴NO2和O2的體積是20mL和10mL或27mL和3mL［點擊試題］將充滿NO2和O2混合氣體的量筒倒置于H2O中，充分反應后保持氣體壓強不變，水進入至量筒體積的一半處停止了，則原混合氣體中NO2和O2的體積比是多少？［小結(jié)］本節(jié)學習了氮的氧化物，重點是NO和NO2的性質(zhì)，尤其是NO與氧氣和NO2與H2O的反應。［自我評