高中化學(xué)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(xué)目標(biāo)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(yīng)的概念。2、掌握二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)。過程與方法：1、通過實驗探究體驗科學(xué)研究的一般過程，了解科學(xué)研究的基本方法，進一步形成交流、反思的學(xué)習(xí)習(xí)慣。2、以二氧化硫的知識學(xué)習(xí)為線索，通過多種活動，使學(xué)生進一步掌握學(xué)習(xí)物質(zhì)及其化學(xué)性質(zhì)的一般方法，提高自主學(xué)習(xí)能力。情感態(tài)度與價值觀：1、通過化學(xué)知識在生活中的應(yīng)用，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。2、通過設(shè)置適宜難度的問題情境，激發(fā)學(xué)生探究的欲望，獲得探究成功的體驗，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。教學(xué)重點：二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)。教學(xué)難點：可逆反應(yīng)；通過實驗探究體驗科學(xué)研究的一般過程，了解科學(xué)研究的基本方法。教學(xué)方法：問題討論、實驗探究。教學(xué)內(nèi)容安排：教學(xué)內(nèi)容安排為三課時，本節(jié)教學(xué)為第一課時。（二）教學(xué)過程與教學(xué)資源設(shè)計教學(xué)流程圖：師生互動師生互動，從組成預(yù)測SO2的性質(zhì),討論設(shè)計實驗方案學(xué)生操作實驗、觀察現(xiàn)象、探究SO學(xué)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(dǎo)入新課師生互動，從氧化還原理論預(yù)測SO2師生互動，從氧化還原理論預(yù)測SO2的性質(zhì),討論設(shè)計實驗方案學(xué)生動手操作，觀察現(xiàn)象，匯報結(jié)果。分析反應(yīng)前后元素價態(tài)變化，得出結(jié)論學(xué)生分組實驗，觀察現(xiàn)象，匯報結(jié)果，得出結(jié)論學(xué)生實驗操作，發(fā)現(xiàn)SO2學(xué)生實驗操作，發(fā)現(xiàn)SO2的特性學(xué)生練習(xí)，提高知識遷移及應(yīng)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(xué)方法注：表示課堂教師行為表示課堂學(xué)生行為表示課堂師生互動行為教學(xué)過程：教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)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(xué)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(xué)物質(zhì)，我們通常從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)兩方面研究，下面先來研究SO2的物理性質(zhì)?！局笇?dǎo)】教師巡視，指導(dǎo)實驗。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(xué)生觀察、動手能力。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)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(xué)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(xué)性質(zhì)？請你推測SO2的化學(xué)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(dǎo)?！窘榻B】講述可逆反應(yīng)的概念。思考、回答：SO2是酸性氧化物，應(yīng)具有與CO2相似的化學(xué)性質(zhì)。與水反應(yīng)生成酸；與堿反應(yīng)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(yīng)的方程式。概括可逆反應(yīng)的特征，并能根據(jù)其特征判斷反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)。指導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)類別所具有的通性預(yù)測某具體物質(zhì)的性質(zhì)，并培養(yǎng)學(xué)生類比遷移能力。培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗方案的能力。感受獲得成功的愉悅，學(xué)會合作與分享。了解可逆反應(yīng)。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(xué)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(yù)測SO2還有什么化學(xué)性質(zhì)？【引導(dǎo)】你如何設(shè)計實驗證明SO2具有還原性呢？教師巡視指導(dǎo)?！就队啊?、SO2與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的方程式。2、分析在下列反應(yīng)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(xué)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(yīng)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(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)的知識，同時培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用已有知識分析解決問題的能力。教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生設(shè)計方案的能力以及學(xué)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(xué)知識的價值，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感?？偨Y(jié)【整理與歸納】1、本節(jié)課學(xué)習(xí)了SO2哪些性質(zhì)？2、通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你認為研究物質(zhì)的基本思路有哪些？思考、回答。培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)能力以及研究物質(zhì)性質(zhì)的科學(xué)方法。練習(xí)【練習(xí)】課堂練習(xí)。練習(xí)。培養(yǎng)學(xué)生遷移應(yīng)用知識能力。作業(yè)【作業(yè)】1、課本書后習(xí)題。2、設(shè)計實驗驗證下列反應(yīng)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(xí)：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(xué)反思從實際效果看，整節(jié)課學(xué)生的積極性高，有較高的參與度。通過學(xué)生預(yù)測性質(zhì)和設(shè)計實驗進行驗證，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)方法、科學(xué)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(xué)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(yīng)該再精練，多給學(xué)生些思考的時間。第二課時[三維目標(biāo)]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(xué)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(xué)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(yīng)，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(yīng)教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)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(xué)家RobertF.Furchgott,Louisgnarro和FeridMurad獲取了1998年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)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(xué)作用三位科學(xué)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(dǎo)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(yù)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(yīng)，但氮氣在一定條件下還可以與氧氣反應(yīng)。［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(yīng)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(yīng)，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(xué)性質(zhì)呢？下面讓我們一起來探究一下。［板書］3、化學(xué)性質(zhì)［講］NO不與水反應(yīng)，在常溫下易與O2化合生成NO2。［板書］（1）NO與氧氣反應(yīng)：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(yīng)：2NO2N2O4［講］NO僅能與氧氣反應(yīng)，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(yīng)，NO2難被氧氣氧化，易與水反應(yīng)生成HNO3［板書］(3)NO2與水反應(yīng)［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(yīng)?？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(yīng)，生成二氧化氮，二氧化氮和水反應(yīng)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(fēng)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(yīng)的化學(xué)方程式。N2+O2===2NO2NO＋O2＝＝2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO［科學(xué)探究］現(xiàn)給你一試管預(yù)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(xué)總結(jié)實驗步驟現(xiàn)象解釋(可用化學(xué)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(yīng)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(yīng)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(yīng)的方程式［板書］4NO2+O2+2H2O==4HNO3［講］那么，若是把NO2看到NO和O2反應(yīng)的產(chǎn)物，再次將兩個反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，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(yīng)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(yīng)，而參加反應(yīng)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(yīng)，而過量的NO2還會和H2O繼續(xù)反應(yīng)，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(yīng)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(xué)習(xí)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(yīng)。［自我評