高中化学4.3硫和氮的氧化物(第2课时)教案2

第二课时二氧化氮和一氧化氮、二氧化氮对大气的污染
错误!
三维目标
1．知识与技能
（1）了解氮气的性质；
（2）了解NO、NO2的物理性质;
（3)掌握氮氧化物之间的转化;
（4）了解氮氧化物对空气的污染及防治措施。

2．过程与方法
通过交流研讨、观察、思考等过程训练科学的学习方法。

3．情感态度与价值观
(1)通过认识硝酸型酸雨的形成、危害和防治原理，进一步培养环境保护意识，形成与自然友好相处,促进对可持续发展的正确认识，感受科学地使用化学物质的意义；
（2)通过对于光化学烟雾的了解，增强学生的环境保护意识和健康意识;
(3)培养学生辩证认识事物两面性的哲学观点。

教学重点
NO、NO2的产生及两者的转化,NO2与H2O的反应。

教学难点
NO、NO2的产生及两者的转化，NO2与H2O的反应。

课前准备
所用实验用品：充满NO2的试管、水槽、导气管、O2.
所用课件：①有关“魔鬼谷”的图片。

②有关“雷雨发庄稼"的Flash.
错误!
导入新课
［投影］①有关“魔鬼谷”的图片
情景1：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.
②有关“雷雨发庄稼”的Flash
［提问](1）为什么魔鬼谷内牧草茂盛，四季常青？
（2）雷雨过后，庄稼为什么生长茂盛?
[交流讨论］庄稼牧草茂盛需要水和化肥,雷雨过后,可能产生某种化肥。

［分析]自然界中大部分氮元素以游离态存在于空气中，仅有少数植物能将游离态的氮转化为可吸收的化合态的氮，我们把游离态氮转变为化合态氮的方法称为“固氮作用"。

这也是我们这节课要研究的内容。

推进新课
［分析］通常情况下，空气中的N2和O2不发生反应，但在放电或高温下二者可以直接化合生成NO，NO很容易在常温下与空气中的O2化合生成NO2，NO2溶于水又可以生成NO.
一、二氧化氮和一氧化氮
1．一氧化氮和二氧化氮的生成
N2＋O2错误!2NO(无色气体)
2NO＋O2===2NO2（红棕色气体）
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
[设问］NO、NO2是氮的两种重要的化合物,那它们有什么样的性质呢？
2．一氧化氮和二氧化氮的物理性质
一氧化氮：无色无味的气体，有毒,不溶于水，密度比空气略大二氧化氮:红棕色有刺激性气味的气体,有毒，密度比空气大，可溶于水并与水反应
3．一氧化氮和二氧化氮的化学性质
一氧化氮：不与水反应，在通常情况下易被氧气氧化成二氧化氮。

2NO＋O2===2NO2
二氧化氮：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
［思考]1．如何鉴别NO和CO气体？
2．NO2气体和溴蒸气都是红棕色，能否用淀粉碘化钾试纸区别NO2和溴蒸气?如果不能，应如何鉴别？
[分析］1．分别让NO、CO气体与氧气接触，如由无色气体变成红棕色的，则为一氧化氮气体。

2．不能，因为溴蒸气可以使淀粉碘化钾试纸变蓝，二氧化氮气体溶于水后生成的硝酸具有强氧化性，也能使淀粉碘化钾试纸变蓝。

可以把它们分别溶于水，得到无色溶液的是二氧化氮气体，得到橙色溶液的是溴蒸气；或者让它们分别溶于硝酸银溶液中，得到淡黄色沉淀的是溴蒸气，无明显变化的是二氧化氮气体。

[思考］从上面可知NO2与H2O能反应，但不能被完全吸收转化为HNO3，怎样可使NO2完全转化为HNO3？
［回答］通入氧气。

[活动探究］NO2被H2O充分吸收的条件：
实验步骤:(1)将充满NO2的试管倒立于盛有水的水槽中；
(2）当试管中液面不再上升时，通过导气管通入少量O2，停一会儿,等待液面上升；
（3)反复(2)的操作直至液体充满试管。

现象：（1）液面进入试管,慢慢上升，试管中气体由红棕色变为无色，上升到试管的2/3处停止；
(2)气体迅速由无色变为红棕色且溶于水，液面上升，气体又变为无色；
(3)液体充满试管。

分析：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2NO＋O2===2NO2
将两化学方程式合并得：
O2＋4NO2＋2H2O===4HNO3
[过渡］氮元素在生命活动中扮演着十分重要的角色，但是含氮化合物也给人类生活带来了一些负面影响，如氮氧化物导致空气污染等，那空气中氮氧化物的来源有哪些呢？氮氧化物的污染又表现在哪几方面？我们又采取哪些措施进行防治呢？
[指导阅读]指导学生阅读教材P93相关内容.
二、二氧化氮对大气的污染
1．氮氧化物的来源
氮肥生产、金属冶炼和汽车等交通工具排放的尾气
2．氮氧化物的危害
（1)硝酸型酸雨：N2＋O2错误!2NO
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(2)光化学烟雾
（3）臭氧层空洞
3．防治措施
（1)使用洁净能源减少氮氧化物的排放；
(2）为汽车等交通工具安装尾气转化装置（2NO＋2CO错误!N2＋2CO2）；
(3）对于生产化肥、硝酸工厂排放的废气进行处理.
课堂小结
氮氧化物对人类有有利的一面,但也有有害的一面,我们要辩证地看待它们,善用它们好的方面,采取有力的措施来防治它们有害的一面。

错误!
二氧化氮和一氧化氮、二氧化氮对大气的污染
一、二氧化氮和一氧化氮
1．一氧化氮和二氧化氮的生成
N2＋O2错误!2NO(无色气体)
2NO＋O2===2NO2（红棕色气体）
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2．一氧化氮和二氧化氮的物理性质
一氧化氮：无色无味的气体，有毒，不溶于水,密度比空气略大二氧化氮：红棕色有刺激性气味的气体，有毒，密度比空气大，可溶于水并与水反应
3．一氧化氮和二氧化氮的化学性质
一氧化氮：不与水反应，在通常情况下易被氧气氧化成二氧化氮
2NO＋O2===2NO2
二氧化氮：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
O2＋4NO2＋2H2O===4HNO3
二、二氧化氮对大气的污染
1．氮氧化物的来源
氮肥生产、金属冶炼和汽车等交通工具排放的尾气
2．氮氧化物的危害
（1)硝酸型酸雨：N2＋O2错误!2NO
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(2)光化学烟雾
（3)臭氧层空洞
3．防治措施
（1)使用洁净能源减少氮氧化物的排放；
催化剂（2）为汽车等交通工具安装尾气转化装置(2NO＋2CO=====
N2＋2CO2);
（3)对于生产化肥、硝酸工厂排放的废气进行处理。

错误!
1．实验室制备下列气体只能用排水法收集的是（）
A．NO2B．NO C．O2D．Cl2
2．下列现象的产生与人为排放大气污染物氮氧化物无关的是
（)
A．光化学烟雾B．臭氧层空洞C．酸雨
D．闪电
3．盛满NO2的试管倒置于水槽中,反应完毕后，液面上升的高
度是试管的（)
A．1/2 B．1/3 C．2/3 D．5/6
4．在标准状况下，将O2和NO2按1∶4的体积比充满干燥的烧
瓶并倒置于水中,瓶内体积逐渐上升。

假设瓶内溶液不扩散，最终烧
瓶内溶质的物质的量浓度为( )
A．1/14 mol·L－1B．4/5 mol·L－1
C．1/28 mol·L－1D．1/42 mol·L－1
5．汽车尾气(含有碳氢类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染源。

治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂钯合金作催化剂)。

它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。

(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式：________________________________。

(2)“催化转换器"的缺点是在一定程度上提高空气的酸度,其原因是______________.
（3）控制城市空气污染源的方法可以有________.
a．开发新能源
b．使用电动车
c．植树造林
d．戴上呼吸面具
［答案］1．B 2．D 3．C 4．C
5．（1）2NO＋2CO错误!N2＋2CO2
（2)反应中产生了CO2气体，所以在一定程度上提高了空气的
酸度(3)ab
错误!
本堂课主要讲解了有关氮氧化物产生及其转化的有关内容，其中一氧化氮、二氧化氮的性质是本课时的重点所在，而二氧化氮与水的反应又是学生理解的难点,针对这个难点，为了帮助学生更深刻地理解二氧化氮与水的反应，在教学过程中设计了相关的活动探究，让学生从实验现象能够分析出二氧化氮与水的反应，从而理解反应方程式O2＋4NO2＋2H2O===4HNO3的由来.
在教学过程中注重对学生归纳总结能力的培养，对于一些知识不采用教师直接灌输的方式，而是指导学生自己去阅读，从而自己去总结归纳，使学生快速提取并总结新信息的能力得到充分的锻炼。

错误!
1．NO——分子明星
一氧化氮（NO）是大家早已熟知的一种小分子化合物，被广泛的用于制造硝酸、化肥、炸药等。

NO在造福人类的同时,又严重地污染空气，给人类带来灾难。

但是自1987年以来，科学家发现NO 在各生化过程中起着关键作用-—具有神奇的生理调节功能。

美国Science杂志在1992年评选NO为一个对于科学发展和社会受益有重要影响的“明星分子"，并迅速成为当前最活越的生命科学研究热点。

美国纽约州立大学药学家法高特（Furchgott)加州大学洛杉矶分
校药学家依拿罗（Ignarro）和德克萨斯大学医学院药学家姆雷德（Murad），因发现NO生物信使分子，从而开辟了生物医学研究的一个新领域，这三位科学家因此获得1998年度诺贝尔医学奖。

NO是无色气体，在水中溶解度小（1.8×10－3mol·L－1)，是具有未配对电子的自由基，反应活性高，极易被氧化为NO2，是空气污染、光化学烟雾和臭氧层空洞的元凶.在生物体内该反应也能同样进行,不过很快形成NO－，2或NO错误!而失去活性。

因而在生理条件,NO存在的寿命很短，半衰期为5s。

NO溶于乙醇，具有脂溶性,相对分子质量小，使NO不需要任何中介机制就可快速扩散通过细胞膜，扩散性强，几乎遍及机体每个部位，在细胞之间发挥信息传递的重要作用。

这就是称NO是生物机体内的重要信使分子的缘由。

NO在机体中以适宜的节律和强度生成，并参与机体内各种重要的生理效应,维持机体细胞和组织正常的生命活动.如果NO生成过多，会成为诱发人类某些疾病的因素。

如，循环性休克、中风、糖尿病、神经溃变等疾病；如果NO生成过少，即NO的合成障碍，也会引起生物机体许多生理功能丧失，成为一些疾病的致病因素。

近年来的研究发现，高血压、动脉粥样硬化、冠心病、包性心肌梗死、糖尿病、肺肾疾病以及男性的性功能异常等，都与NO的合成障碍有关.进而,研究人员发现吸烟可以导致血液中NO浓度降低，其
与心、脑及外周血管性疾病发病有关，是动脉粥样硬化及血栓形成的一个主要危险因素.
NO在心血管系统中有信使作用.在血管中，血管内皮细胞在正常生理状态下可持续释放NO，由于在溶液中NO的浓度很低，与O2的反应非常慢，所以对血管张力、血压及气管血流量具有调节作用。

NO不仅有血管松弛，抗血小板聚集，神经元活动等重要生理功能,而且还参与杀灭微生物和杀伤肿瘤细胞的作用。

当机体感染时，会产生一种抗衡微生物入侵的巨噬细胞，巨噬细胞可以激活NO 合成酶,合成大量的NO，它对细菌、真菌、寄生虫、病毒、锥虫等有直接或间接的细胞生长停顿或杀伤作用.NO的抗肿瘤作用是抑制肿瘤代谢和封锁其生成，在免疫系统中发挥细胞间信息传递的作用。

鉴于NO神奇的生理调节作用，开发与NO相关的药物，来治疗许多人类至今无法攻克的病症，如高血压、偏头痛、动脉硬化、阳痿甚至癌症。

你也许知道有一种叫做硝酸甘油酯的药物，已经用了100 多年了，它可以用来治疗突发的心绞痛.其实，就是利用了这种药物在生理条件下释放出的一氧化氮，它或许是一氧化氮作为药物的最老应用。

即使这是偶然的。

由于L精氨酸是生物机体合成NO 的前提,对L精氨酸及其他一些NO供体，作为治疗与NO有关疾病
的药物,得到开发研究及应用。