人教版 (2019)必修 第二冊第二節(jié) 氮及其化合物精品教案設計

這是一份人教版 (2019)必修 第二冊第二節(jié) 氮及其化合物精品教案設計，共9頁。教案主要包含了學習目標，核心素養(yǎng)，實驗探究，實驗5-8，觀看視頻，資料卡片，思考與交流，研究與實踐等內容，歡迎下載使用。
第2節(jié) 氮及其化合物


第3課時 硝酸和酸雨及防治





本節(jié)是人教版第五章第二節(jié)氮及其化合物的內容。本節(jié)內容主要包括：氮及氮的固定、一氧化氮和二氧化氮、氨和銨鹽、硝酸、酸雨及其防治。教材首先根據(jù)氮的原子結構知識，應用前一節(jié)掌握的研究非金屬單質性質的基本思路預測氮的化學性質，滲透條件對化學反應的影響，引出氮的固定對人類生存的重要意義。之后，根據(jù)物質類別研究氮的化合物，包括一氧化氮、二氧化氮、硝酸、氨和銨鹽的化學性質。以工業(yè)合成氨、工業(yè)制硝酸的生產原理為載體，應用氧化還原反應原理，設計含氮化合物的轉化，使學生認識到從一種原料轉化成多種產品，路徑之一是通過氧化還原反應改變主要元素的化合價，提升“變化觀念”等學科核心素養(yǎng)。教材設置銨根離子的檢驗、實驗室制取氨的實驗活動，讓學生根據(jù)氨、銨根離子的性質和反應，選擇合適的試劑，設計檢驗或者制取物質的方案，提升其科學探究的能力。最后，教材編入“酸雨及其防治”內容以及“測定雨水的pH”的研究與實踐活動，綜合運用硫和氮及其化合物的相關知識，尋求證據(jù)參與社會性議題的討論，分析硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)對社會發(fā)展的價值和對環(huán)境的影響，有意識地滲透資源合理利用和環(huán)境保護的意識。


《普通高中化學課程標準(2017版)》對本節(jié)的要求：結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解氮及其重要化合物的主要性質，認識這些物質在生產中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。結合實例認識金屬、非金屬及其化合物的多樣性，了解通過化學反應可以探索物質性質、實現(xiàn)物質轉化，認識物質及其轉化在自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值。其情景素材建議為：“雷雨發(fā)莊稼”；氮的循環(huán)與氮的固定；工業(yè)合成氨、工業(yè)制硫酸（或硝酸）；氮肥的生產與合理使用；氯氣、氨氣等泄漏的處理；酸雨的成因與防治；汽車尾氣的處理。因此內容安排三個課時：第一課時為氮氣與氮的固定，一氧化氮和二氧化氮，第二課時為氨和銨鹽，第硝酸和酸雨及防治。本節(jié)為第二課時的內容：硝酸和酸雨及防治。





【學習目標】


1、能運用氧化還原反應知識理解硝酸的氧化性。


2、認識硝酸在相關反應中體現(xiàn)的性質，了解硝酸的保存方法。


3、了解SO2、NO2對大氣質量的影響，特別是酸雨的成因、危害及防治措施。


【核心素養(yǎng)】


1、通過學習硝酸的性質及原子守恒法、電子守恒法的應用，培養(yǎng)學生論據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。


2、通過酸雨的形成及防治認識化學對人類的作用，培養(yǎng)學生科學態(tài)度與社會責任的化學核心素養(yǎng)。





硝酸的物理和化學性質。


酸雨形成的原因和防治。





多媒體、硝酸、銅絲、NaOH、具支試管等





【引入】為什么硝酸泄漏會有黃色的氣體產生？





【講解】


一、硝酸


1、物理性質：無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體


2、化學性質：


(1) HNO3的不穩(wěn)定性


a. 濃硝酸見光或受熱時發(fā)生反應


4HNO3(濃) eq \(===,\s\up7(△)) 4NO2↑+O2↑+2H2O


b. 貯存：一般將濃硝酸保存在棕色玻璃瓶中，并避光放置于冷暗處


(2) HNO3的強氧化性


① 與Cu反應


【實驗探究】


【實驗5-8】


如圖5-14所示，在橡膠塞側面挖一個凹槽，并嵌入下端卷成螺旋狀的銅絲。向兩支具支試管中分別加入2mL濃硝酸和稀硝酸，用橡膠塞塞住試管口，使銅絲與硝酸接觸，觀察并比較實驗現(xiàn)象。向上拉銅絲，終止反應。





【觀看視頻】


Cu+4HNO3(濃) === Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O


3Cu+8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O


硝酸的濃度不同，與金屬反應的產物也不同。


濃硝酸的還原產物為NO2，稀硝酸的還原產物為NO


② 常溫下濃硝酸能使Fe、Al發(fā)生鈍化


Al + 6HNO3(濃) eq \(===,\s\up7(△)) Al(NO3)3+ 3NO2↑+ 3H2O


Fe+6HNO3(濃)eq \(===,\s\up7(△))Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O


③ 與非金屬反應


C+4HNO3（濃）eq \(===,\s\up7(△)) 2H2O+4NO2↑+CO2↑


S+6HNO3(濃) eq \(===,\s\up7(△)) H2SO4+6NO2↑+2H2O


【資料卡片】





勞厄和弗蘭克，曾獲得1914年和1925年的物理學獎，德國納粹政府要沒收他們的諾貝爾獎牌，他們輾轉來到丹麥，請求丹麥同行、1922年物理學獎得主玻爾幫忙保存。1940年，納粹德國占領丹麥，受人之托的玻爾急得團團轉。同在實驗室工作的一位匈牙利化學家赫維西（1943年化學獎得主）幫他想了個好主意：將獎牌放入“王水” 中，純金獎牌便溶解了。玻爾于是將溶液瓶放在實驗室架子上，來搜查的納粹士兵果然沒有發(fā)現(xiàn)這一秘密。戰(zhàn)爭結束后，溶液瓶里的黃金被還原后送到斯德哥爾摩，按當年的模子重新鑄造，于1949年完璧歸趙。


濃硝酸和濃鹽酸按體積比為1∶3混合得到的混合物。


能使不溶于硝酸的金屬如金、鉑等溶解。


【思考與交流】


硝酸是重要的化工原料，用于制化肥、農藥、炸藥、染料等。工業(yè)上制硝酸的原理是將氨經過一系列反應得到硝酸，如下圖所示：





(1) 寫出每一步反應的化學方程式。


(2) 請分析上述反應中的物質類別和氮元素化合價的變化情況，以及每一步反應中含氮物質發(fā)生的是氧化反應還是還原反應。


寫出有關化學方程式:


N2→NH3: 。


NH3→NO: 。


NO→NO2: 。


NO2→HNO3: 。


【講解】


二、酸雨及防治


煤、石油和某些金屬礦物中含有硫，在燃燒或冶煉時往往會生成二氧化硫。在機動車發(fā)動機中，燃料燃燒產生的高溫條件會使空氣中的氮氣與氧氣反應，生成氮氧化物。它們會引起呼吸道疾病，危害人體健康，嚴重時會使人死亡。





1. 酸雨的形成


酸雨：主要指 pH小于5.6 的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸。





成因：主要是大氣中的SO2與NOx溶于水形成的。


硫酸型酸雨：S→SO2→SO3→H2SO4


硝酸型酸雨：NO2→HNO3


2. 酸雨的危害


(1)對人體的直接危害首先是它的刺激性，其次是它會形成硫酸霧和硫酸鹽霧，其毒性比SO2大，能浸入人的肺部，引起肺水腫等疾病而使人致死。


(2)引起河流、湖泊的水體酸化，嚴重影響水生動物生長。


(3)破壞土壤、植被、森林。


(4)腐蝕金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料等。


(5)滲入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中鋁、銅、鋅、鎘等對人體有害金屬元素的含量會偏高。


3. 酸雨的防治


(1)調整能源結構，積極開發(fā)新能源


(2)對煤（其中含硫為0.3%-5%)進行處理，如選洗加工、綜合開發(fā)、在煤中加入適量的生石灰、對排放的煙進行處理等


(3)種植能夠吸收SO2的有關樹木(如臭椿、垂柳、柳杉）等


(4)加強工廠廢氣的回收處理


(5)改進汽車尾氣的處理技術，控制尾氣排放


【研究與實踐】


測定雨水的pH


【研究目的】


酸雨對環(huán)境危害巨大，人們已經采取多種措施來防治酸雨。通過以下活動了解測定雨水pH的方法，認識酸雨的危害，激發(fā)保護環(huán)境的緊迫感。


【研究任務】


(1) 收集資料


a以“酸雨”為關鍵詞進行搜索，了解酸雨的形成原因、基本類型、相關危害及預防和治理措施。|圖5-17用出計測量水樣的酸度


(2) 測定雨水的pH根據(jù)收集的資料，確定測定雨水pH的過程和方法并進行實踐，對結果進行分析和討論。可參考如下過程：


①下雨時用容器直接收集一些雨水作為樣品，靜置，以蒸餾水或自來水作為參照，觀察并比較它們的外觀；


②用pH試紙（或pH計）測量雨水和蒸餾水的酸度并記錄；


③有條件的話，可連續(xù)取樣并測定一段時間（如一周）內本地雨水、地表水或自來水的pH，將得到的數(shù)據(jù)列表或作圖，確定你所在地區(qū)本時間段內雨水等的平均酸度。


【結果與討論】


【總結】





【課堂練習】


1. 下述實驗中均有紅棕色氣體產生，對比分析所得結論不正確的是 ( )





A.由①中的紅棕色氣體，推斷產生的氣體一定是混合氣體


B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應


C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性，生成的紅棕色氣體為還原產物


D.③的氣體產物中檢測出CO2，由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應


2.下列反應中硝酸既能表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性的是 ( )


A.使石蕊試液變紅


B.與銅反應放出NO氣體,生成Cu(NO3)2


C.與Na2CO3反應放出CO2氣體,生成NaNO3


D.與S單質混合共熱時生成H2SO4和NO2


3. 在標準狀況下將1.92 g銅粉投入一定量濃硝酸中,隨著銅粉的溶解,反應生成的氣體顏色逐漸變淺,當銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12 L,則混合氣體中NO的體積為 ( )


A.112 mL B.1 008 mL C.224 mL D.448 mL


4. 9.7 g Cu和Zn的合金與足量的稀硝酸反應,還原產物只有NO氣體,其體積在標準狀況下為2.24 L。將溶液稀釋為1 L,測得溶液的c(H+)=0.1 ml·L-1,此時溶液中NO3-的濃度為 ( )


A.0.3 ml·L-1 B.0.4 ml·L-1 C.0.2 ml·L-1 D.0.6 ml·L-1稀硝酸
濃硝酸
實驗


現(xiàn)象
反應緩慢,有少量氣泡產生,__________,試管口有紅棕色氣體產生
反應劇烈,有__________產生,__________,液面上有________氣體產生
實驗


結論
銅與稀硝酸常溫下緩慢反應生成_____氣體
銅與濃硝酸常溫下劇烈反應生成_____氣體