1、高一化学必修一第四章 第三节 硫和氮的氧化物( 一)教 案授课班级课题：第四章 第三节 硫和氮的氧化物(一)课 时知识与技能1、了解二氧化硫的物理性质和用途，掌握二氧化硫的化学性质2、了解可逆反应的概念，知道 SO2 的漂白原理过程与方法1、培养学生用新概念重新理解旧知识的能力(可逆反应概念)2、组织学生分组讨论，动手参与，培养学生设计实验、动手实验、观察现象的能力，并根据实验现象得出物质的化学性质。教学目的情感态度价值观1、结合二氧化硫的组成、结构和性质关系的教学过程，通过学生动手做实验，使他们获得新知，从而培养学生对科学研究的态度2、激发学生透过观察探究本质的兴趣，尊重科学以发展的眼光看待
2、科学 重 点 二氧化硫与水反应难 点 可逆反应知识结构与板书设计第三节 硫和氮的氧化物一、二氧化硫(sulphur dioxide)和三氧化硫(一)、硫(sulphur)俗称硫磺。1、硫的物理性质：淡黄色固体，难溶于水，可溶于酒精，易溶于 CS2 ，熔沸点都很低。2、 硫的化学性质 氧化性：与绝大多数金属反应与非金属反应：H 2+S H2S 还原性：与氧气发生反应 自身氧化还原反应 3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3 +3H2O (二) 二氧化硫1、物理性质：二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体。2、化学性质可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向
3、进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，叫可逆反应。(1) 酸性氧化物 -亚硫酐 二氧化硫与水反应 ：SO 2 + H2O H2SO3 (亚硫酸) 二氧化硫与碱的反应SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O ；SO 2 + NaOH = NaHSO3 SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O；Na 2SO3 + H2O + SO2 = 2NaHSO3 与碱性氧化物反应 SO2+CaO=CaSO3 (2) 二氧化硫的氧化性： SO2+2H2S = 3S + 2H 2O(3) 二氧化硫的还原性 与卤素单质反应：SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HB
4、rSO2 + Cl2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HCl 与某些强氧化剂的反应：2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 = K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4 SO 2的催化氧化 2SO 2+O2 催 化 剂 加 热 2SO3 (4) 漂白性(5) 用途：制 H2SO4 ；作漂白剂；杀菌，消毒(6) SO2的实验室制法 反应原理：Na 2SO3 + H2SO4= Na2SO4 +SO2+H 2O 制备装置：固体和液体不加热制备气体的装置净化干燥装置：盛放浓硫酸的洗气瓶 3收集方法：向上排空气法或排饱和 NaHSO3溶液 4检验：湿润的蓝色石蕊试纸-变红 湿润的品红试纸-褪色
5、 5尾气处理：用 NaOH 溶液和倒扣漏斗装置防倒吸 6(7) SO2的污染酸雨：空气中 SOX和 NOX随雨水下降成为酸雨，pHBr2 I2S离子还原性：Cl 板书二、二氧化氮(nitrogen dioxide)和一氧化氮问欲认识两种氮氧化物，我们还要从大家最熟悉的氮气入手，空气中氮气的体积分数为多少？78%讲自然界中的氮主要以游离态存在于大气中，生物体中蛋白质含有化合态氮，土壤中有硝酸盐，如 KNO3、Ca(NO 3)2 等。所以有人说“氮是生命元素”问工业上用分离液态空气法制氮气的原理和操作。请大家预测氮气的性质活泼与否通常情况下，氮气不活泼，不与氧气反应，但氮气在一定条件下还可以与氧气
6、反应。板书1、NO 和 NO2 的生成视频实验N 2 和 O2 在放电条件下的反应板书N 2 + O2 2NO 2NO + O2= 2NO2 实验室制法：Cu+4HNO3(浓 )=Cu(NO3)2+2NO2 +2H 2O 3Cu+8HNO3(稀)=3 Cu(NO3)2 +2NO+4H 2O 问通过实验观察，NO 和 NO2 可能具有什么样的物理性质呢？大家推测一下。板书2、物理性质：NO 是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。NO2 是一种红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空放电或 高温气大，易液化，易溶于水思考与交流可用什么样的方法收集 NO 和 NO2 呢NO 与空气密度相近且与空气中
7、的氧气反应，但 NO 不溶于水，因此可用排水法收集NO2 溶于水，密度比空气大，故用向上排空气法收集。讲氮除了-3、0 外，其正价从 +1 到+5，NO 和 NO2 是氮较为典型的氧化物，除此之外，还有 N2O，俗称笑气。N 2O3，是亚硝酸的酸酐。N2O5，是硝酸的酸酐。过那么 NO 和 NO2 究竟有哪些化学性质呢？下面让我们一起来探究一下。板书3、化学性质讲NO 不与水反应，在常温下易与 O2 化合生成 NO2 。板书 （1）NO 与氧气反应：2NOO 22NO 2 讲NO 2 在通常状况下，能自身相互结合生成无色的 N2O4 气体，且在加热时气体颜色加深板书(2) NO2 的聚合反应：
8、2NO 2 N2O4 讲NO 仅能与氧气反应，但 NO2 的 N 处于中间价态，有弱还原性和强氧化性。NO 2 具有较强的氧化性，可使湿润的 KI 淀粉试纸变蓝板书(3) NO2 的氧化性：4NO2 +2KI =2NO + 2KNO3 + I2 NO2 + SO2 + H2O = H2SO4 + NO讲NO 和 NO2 有毒，污染环境，不能直接排放，但可以用碱液进行尾气吸收。板书(4) 与碱反应：NONO 2 2NaOH=2NaNO 2 +H2O2NO2 +2NaOH=NaNO3 +NaNO2+H2O 讲NO 2 溶于水，且能与水反应，NO 2 难被氧气氧化，易与水反应生成 HNO3 板书(5
9、) NO2 与水反应视频实验NO 2 溶于水实验板书3NO 2+H2O=2HNO3+NO思考与交流NO 2 是否是硝酸的酸酐呢？不是，因为 N 的化合价不是+5 价思考与交流俗话说“雷雨发庄稼” ，请思考这其中的原理及涉及的可能反应。空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐，成为氮肥被植物吸收。思考与交流在新疆与青海交界处有一山谷，人称“魔鬼谷” ，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青，这是为什么？试写出相关反应的化学方程式。N2 + O2 =2NO 2NOO 22N
10、O 2 3NO2+H2O=2HNO3+NO科学探究现给你一试管预先制好的 NO2，其他药品和仪器自选。请你设计实验，要求尽可能多地使 NO2 被水吸收。并填写教材上的表格投影填写表格并请同学总结实验步骤 现象 解释( 可用化学方程式表示)(1) 将一支充满NO2 的试管倒放在盛有水的水槽中红棕色气体逐渐消失，水位上升，最后水充满整个试管的 2/3，无色气体充满试管的1/3(上部)3NO2+H2O=2HNO3+NONO2 为红棕色气体，易溶于水，NO 为无色气体，难溶于水(2) 制取少量氧气2H2O2 =2H2O +O2(3) 将氧气慢慢地通入步骤(1)的试管中无色气体变为红棕色气体，又变为无色
11、气体，但气体体积逐渐减小，液面不断上升2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO思考与交流你的实验设计对工业上生产 HNO3 有什么启示？(从原料的充分利用，减少污染物的排放等方面考虑)NO2 与水的反应可知，只有 2/3 的 NO2 转化为 HNO3，而 1/3 的NO2 转化为 NO。因此，硝酸工业常在吸收反应进行过程中补充一些空气，使生成的 NO 再氧化为 NO2，NO 2 溶于水又生成 HNO3 和 NO。经地这样多次的氧化和吸收，NO 2 可以比较完全地被水吸收，尽可能地转化为 HNO3 讲工业上循环利用 NO 制 HNO3 ，那么将 NO 做为中间产物对方程式叠加，可
12、得到 NO2 和 O2 的混合气体共同与水反应的方程式板书4NO 2+O2+2H2O=4HNO3讲那么，若是把 NO2 看到 NO 和 O2 反应的产物，再次将两个反应叠加，又会得到什么呢？对，可以得到 NO 和 O2 的混合气体共同与水反应的方程式板书4NO + 3O 2+2H2O=4HNO3讲氮氧化物溶于水的计算是常见的考点，有时需要讨论，并且需要讲究技巧。板书三、NO 2、NO 和 O2 的混合气体跟 H2O 反应的相关计算1、NO 2 溶于水的问题讲依据原理：3NO 2+H2O=2HNO3+NO，若有气体剩余，应为NO。投影例 1、将 20mL NO 和 NO2 的混合气体的试管倒立于
13、盛有H2O 水槽中，充分反应后，余于气体体积变为 10mL，求原混合气体中 NO 和 NO2 各占多少？解法一：设 NO 体积为 x mL，NO 2体积为 y mLx+y=203NO2 + H2O =2HNO3 + NO 3 1y y/3x+y/3=10 解之得，x=5 y=15讲利用差量法可帮助快速解题，可在题中寻找体积差解法二：设 NO2体积为 x mL3NO2 + H2O =2HNO3 + NO V3 1 2x 20-10=10x = 15讲若将 NO 和 O2 的混合气体通入水中，会发生反应4NO3O 22H 2O4HNO 3 板书2、NO 和 O2 的混合气体通入 H2O 讲通过方程
14、式分析可知，若 NO 过量则余下气体为 NO，若 O2 过量则余下气体为 O2， 解这类题的关键是分析过量并判断余下气体成份。投影例 2、一支试管中充有 20mLNO 气体，倒置于水槽中，现向其中通入一定量的 O2，试管内最终有 4mL 气体，则通入 O2的体积可能是多少？解：若最终余下气体的成份为 NO，则与水反应的 NO 为 20-416mL 4NO3O 22H 2O4HNO 3 4 316 X X=12 mL 若最终余下气体的成份为 O2，则 20mLNO 均与水反应 4NO3O 22H 2O4HNO 3 4 320 X X=15mL 此时，通入 O2的体积为 15+419mL 通入 O
15、2的体积可能是 12 mL 或 19 mL 点击试题一定条件下，将等体积的 NO 和 O2 混合于一试管中，然后将试管倒立于盛有 H2O 的水槽中，充分反应后剩余气体的体积与原混合气体的体积之比是多少？讲若将 NO2 和 O2 的混合气体通入水中，会发生反应4NO2O 22H 2O4HNO 3 板书3、NO 2 和 O2 的混合气体通入 H2O 讲通过这个反应可知，若 O2 过量则剩余气体为 O2，但是若 NO2过量，则过量的 NO2 还会和 H2O 继续反应，则余下气体为 NO。 投影例 3、在一支容积为 30mL 的试管内充满 NO2 和 O2 的混合气体，把试管倒置于水中，充分反应后余
16、5mL，则原混合气体中 NO2 和 O2 的体积各是多少？解：设原混合气体中 NO2的体积为 x mL ，O 2的体积为 y mL 则 x + y = 30 若 O2过量，则余下 5 mL 气体为 O2 ,则所有的 NO2全部参加反应，而参加反应的 O2的体积为(y 5) mL 4 NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 4 1x y-5 x = 4(y-5)解之得，x = 20 mL y = 10 mL 若 NO2过量，则 O2全部参加反应，而过量的 NO2还会和 H2O 继续反应，余下的 5 mL 气体为 NO，4 NO2 + O2 +2H2O = 4HNO3 4 14y y则过量的
17、 NO2体积为 (x-4y) mL3NO2 + H2O =2HNO3 + NO 3 1(x-4y) 5 则 x-4y = 15解之得，x = 27 mL y = 3 mL NO 2和 O2的体积是 20 mL 和 10 mL 或 27 mL 和 3 mL 点击试题将充满 NO2 和 O2 混合气体的量筒倒置于 H2O 中，充分反应后保持气体压强不变，水进入至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中 NO2 和 O2 的体积比是多少？小结本节学习了氮的氧化物，重点是 NO 和 NO2 的性质，尤其是NO 与氧气和 NO2 与 H2O 的反应。自我评价1、对于氮的氧化物的下列叙述中，正确的是( D
18、)A、氮的氧化物都是无色气体 B、氮的氧化物都不溶于水C、氮的氧化物都是酸性氧化物 D、氮的氧化物都是大气污染物2、将 5 mLNO 和 15 mL NO2 混合气体通入倒置水槽中充满水的试管里，最后在试管中能收集到的气体体积为( C )A、20 mL B、15 mL C、10 mL D、5 mL 3、在一定条件下，将 m 体积 NO 和 n 体积 O2 同时通入倒立于 H2O 中且盛满 H2O 的容器内，充分反应后，容器内残留 m/2 体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色气体，则 m/n=_(8：3)4、有一容积为 50 mL 带活塞的密闭容器，在常温下往此容器中充入30 mL NO 和 10 mL O2，待活塞停止后，容器体积为 ( D )A、40 mL B、30 mL V 40 mL C、30 mL D、20 mL V 30 mL 教学回顾：
