课堂新坐标教师用书高中化学 专题四 第二单元 生产生活中的含氮化合物教学设计 苏教版必修1.docx
《课堂新坐标教师用书高中化学 专题四 第二单元 生产生活中的含氮化合物教学设计 苏教版必修1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课堂新坐标教师用书高中化学 专题四 第二单元 生产生活中的含氮化合物教学设计 苏教版必修1.docx（64页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
课堂新坐标教师用书高中化学专题四第二单元生产生活中的含氮化合物教学设计苏教版必修1
第二单元
生产生活中的含氮化合物
第1课时 氮氧化物的产生及转化
（教师用书独具）
●课标要求
通过实验了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其对生态环境的影响。
●课标解读
1.了解N2的性质和氮氧化物的生成。
2．了解NO、NO2的相互转化及其应用。
3．了解氮氧化物对环境的影响。
●教学地位
氨氧化法制备硝酸的过程中涉及到NO和NO2的转化关系，故NO、NO2的生成、性质、转化及其应用非常重要，也成为高考命题特别关注的内容之一。
（教师用书独具）
●新课导入建议
农民有句谚语叫“雷雨发庄稼”，指的是某年若雷雨天较多时，庄稼往往长的很旺盛，你知道这其中的化学反应原理吗？
本课时来讨论相关的化学知识内容。
●教学流程设计
【课前预习安排】：
建议课前用10分钟预习完成【课前自主导学】和“思考交流”⇒步骤1：
新课引入，分析教学地位⇒步骤2：
对“思考交流1”要给学生明确排空法收集气体的原理和条件。
对“思考交流2”要学生熟悉“雷雨发庄稼”的化学原理。
⇒步骤3：
对“探究1”建议教师给学生一种“加合思想”进行有关基本计算，但不要讲的太难，只要求学生掌握基本计算和产物的判断。
结合“例1”给学生明确分析方法思路。
最后让学生完成“变式训练1”。
对“教师备课资源”中的例题，根据学生和基础情况可选择补充。
⇓
步骤6：
5～7分钟完成“当堂双基达标”，然后教师提问、点评。
⇐步骤5：
回顾课堂听讲内容，点评归纳“课堂小结”。
⇐步骤4：
对“探究2”建议引导学生熟悉常见的环境污染，并猜想如何防治。
然后学生通过讨论完成“例2”和“变式训练2”。
教师提问、点评。
课 标 解 读
重 点 难 点
1.了解氮氧化物产生的反应原理及应用。
2.了解NO、NO2的性质及应用。
3.了解氮氧化物的污染与防治。
1.NO、NO2的产生原理。
（重难点）2.NO、NO2的性质和转化。
（重点）
3.光化学烟雾、硝酸型酸雨的形成。
（重点）
氮氧化物的产生
1.氮元素的存在
氮元素
游离态，如空气中的氮气
化合态，如铵盐、硝酸盐、蛋白质
2．氮气的性质
N2是无色无味的气体，难溶于水
N2
N2＋3H2
2NH3
N2＋3Mg
Mg3N2
N2＋O2
2NO
1．收集N2能否用排空气法？
为什么？
【提示】 不能，N2与空气的密度差别很小，不能用排空气法收集N2。
氮氧化物的转化与污染
1.氮氧化物的性质与转化
（1）NO、NO2的物理性质比较
NO
NO2
色态
无色气体
红棕色气体
气味
无味
刺激性气味
毒性
有毒
有毒
（2）相互转化（用化学方程式表示）
①NO→NO2：
2NO＋O2===2NO2。
②NO2→NO：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
2．氮氧化物的污染与防治
（1）污染原理
①硝酸型酸雨的形成
NO
NO2
HNO3
②光化学烟雾的形成
O3
有毒烟雾
（2）预防和控制措施
①使用洁净能源，减少氮氧化物的排放。
②为汽车安装尾气处理装置。
③对化肥厂、硝酸厂排放的废气进行处理。
2．“雷雨发庄稼”的主要反应原理是什么？
用化学方程式表示。
【提示】 N2＋O2
2NO
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
氮氧化物溶于水的基本计算与判断
【问题导思】
①将一充满NO2气体的试管倒插在水槽中的水中，有何现象？
剩余气体体积占试管容积的几分之几？
【提示】 液面上升，气体由红棕色变成无色，剩余气体体积占试管的
。
②如将一充满NO气体的试管倒插在水槽中的水中，然后在试管内通入氧气，有何现象？
【提示】 液面逐渐上升，后来液面又下降。
有关化学方程式和数量关系
①2NO＋O2===2NO2
②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
由①②可得
③4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
④4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
1．根据反应方程式②可知，NO2溶于水，V（NO）＝
V（NO2），剩余气体为NO
2．根据反应方程式③可知：
NO和O2混合溶于水
①当V（NO）∶V（O2）＝4∶3时，完全反应，无气体剩余。
②当V（NO）∶V（O2）＜4∶3时，O2过量，剩余O2。
③当V（NO）∶V（O2）＞4∶3时，NO过量，剩余NO。
3．根据反应方程式④可知：
NO2和O2混合溶于水
①当V（NO2）∶V（O2）＝4∶1，完全反应，无气体剩余。
②当V（NO2）∶V（O2）＜4∶1，O2过量，剩余O2。
③当V（NO2）∶V（O2）＞4∶1，NO2过量，剩余NO。
有关NO、NO2、O2混合气体与H2O反应后剩余气体的问题，因NO2与H2O反应，NO与O2反应，所以剩余的气体只可能为NO或O2中的一种。
在相同温度和压强下，将20mLNO2和10mLO2的混合气体通入足量的水中，充分反应，则剩余的气体是________，其体积为________mL。
【解析】 根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3反应
＝
＜
，故O2过量。
剩余的V（O2）＝10mL－20mL×
＝5mL。
【答案】 O2 5
1．有一充有O2和NO2混合气体的试管，倒置于盛有水的水槽中，充分反应后，有无色气体剩余，则原混合气体中O2和NO2的体积比范围是（ ）
A.
B．＞
C．＜
D．＞
或＜
【解析】 剩余的无色气体可能是O2也可能是NO，根据4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，O2和NO2的体积比可能＞
也可能＜
。
【答案】 D
【教师备课资源】
标准状况下，有一容积为12mL的试管内充满O2和NO2的混合气体，将试管倒立于水槽中充分反应。
（1）若无气体剩余，则原混合气体中NO2和O2的体积分别为多少？
（2）若剩余气体的体积为2mL（标准状况下），原混合气体中NO2和O2的体积分别为多少？
【解析】
（1）若无气体剩余时，则原混合气体中V（NO2）∶V（O2）＝4∶1。
依据 4NO2 ＋ O2＋2H2O===4HNO3
4 1
V（NO2） 12mL－V（NO2）
则V（NO2）∶[12mL－V（NO2）]＝4∶1，
V（NO2）＝9.6mL，V（O2）＝12mL－9.6mL＝2.4mL。
（2）若剩余2mL为O2，则
4NO2 ＋ O2＋2H2O===4HNO3
4 1
12mL－V（O2） V（O2）－2mL
4∶1＝[12－V（O2）]∶[V（O2）－2mL]
得V（O2）＝4mL，V（NO2）＝12mL－4mL＝8mL。
若剩余2mL为NO，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
3 1
V（NO2）余2mL
3∶1＝V（NO2）余∶2mL
V（NO2）余＝3×2mL＝6mL。
4NO2 ＋ O2＋2H2O===4HNO3
4 1
V（NO2）－6mL 12mL－V（NO2）
4∶1＝[V（NO2）－6mL]∶[12mL－V（NO2）]
V（NO2）＝10.8mL，V（O2）＝12mL－10.8mL＝1.2mL。
【答案】
（1）V（NO2）＝9.6mL，V（O2）＝2.4mL
（2）若剩余气体为O2，V（NO2）＝8mL，V（O2）＝4mL
若剩余气体为NO，V（NO2）＝10.8mL，V（O2）＝1.2mL
解答这方面问题要注意：
（1）明确四个基本反应式及对应的物质的量之比；
（2）这一类题目中，若最后剩余气体，有两种可能：
NO或O2，要考虑全面；
（3）从得失电子角度分析，NOx与O2通入水中，N元素全部转入HNO3中时，则NOx失去电子数目等于O2得到电子数目，可利用电子守恒法解答。
常见的环境污染问题
【问题导思】
①引起酸雨的污染气体有哪些？
【提示】 SO2、NO、NO2
②常见的温室气体是什么气体？
【提示】 CO2
环境污染
污染源
污染物
防治措施
酸雨
煤、石油等化石燃料的燃烧，汽车尾气等工厂废气
SO2、NOx
开发利用新能源；化石燃料脱硫或固硫，废气用氨水、碱液吸收
温室效应
煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧
CO2等温室气体
减少化石燃料的使用；开发利用新能源；植树造林
光化学烟雾
汽车尾气、化肥厂、硝酸厂废气中的氮氧化物、碳氢化合物
氮氧化物等
减少汽车尾气中有毒气体的排放；对工厂废气进行吸收处理
臭氧层空洞物等
使用含氟冰箱、空调等
氮氧化
限制或停止氟利昂的使用
随着社会的进步和人民生活水平的提高，环境问题越来越受到人们的关注。
下列名词中与环境问题无关的是（ ）
①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学烟雾 ⑤臭氧空洞 ⑥潮汐 ⑦富营养化 ⑧白色污染
A．②⑥⑦B．⑥
C．①③⑤D．⑥⑦⑧
【解析】 凡是在环境中产生的能影响人类生活和生产，甚至影响人类生存的种种问题都属于环境问题。
环境问题中有一部分是自然原因造成的，但更多的是人为因素造成的，如滥采滥用自然资源，任意排放有害物质或不正确地使用化肥、农药，城市人口迅速膨胀而造成的垃圾、污水、噪音、汽车尾气、大型工程建设不当等。
其中赤潮是由于大量排放生活污水使海岸附近水域的藻类植物大量繁殖，使水生动物缺氧死亡；潮汐是一种地理现象；富营养化是水中含有大量N、P，使水生植物大量繁殖，水中缺氧。
【答案】 B
2．导致下列现象的主要原因与排放NO2无关的是
（ ）
A．酸雨B．光化学烟雾
C．臭氧空洞D．温室效应
【解析】 温室效应与CO2有关。
【答案】 D
1．掌握N2、NO、NO2相互转化的3个反应式
①N2＋O2
2NO
②2NO＋O2===2NO2
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2．了解NOx的3种污染
①酸雨
②光化学烟雾
③臭氧空洞
1．发射卫星的运载火箭的推进剂引燃后发生剧烈反应，从火箭尾部产生大量高温气体，引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2和NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟。
产生红烟的原因是
（ ）
A．高温下N2遇空气生成NO2
B．NO遇空气生成NO2
C．CO与NO反应生成C和NO2
D．NO和H2O反应生成H2和NO2
【解析】 NO性质不稳定，与O2反应生成红棕色的NO2，大量的红棕色气体就像是大量红烟。
【答案】 B
2.按如图进行实验，试管内装有12mLNO，然后间歇而缓慢地通入8mLO2，下面有关实验最终状态的描述正确的是（ ）
A．试管内气体呈红棕色
B．试管内气体为无色的NO
C．试管内气体为无色的O2
D．试管内充满了液体
【解析】 据题意在装有NO的试管内通入O2时依次发生反应2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，二者相加得总反应为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由于
＝
＝
>
，即NO过量，试管内剩余气体为无色的NO，液体无法充满试管。
【答案】 B
3．光化学烟雾是由一次污染物（如氮氧化物、碳氢化合物等）发生光化学反应后生成二次污染物引起的，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等。
下列有关光化学烟雾说法中错误的是（ ）
A．光化学烟雾具有氧化性
B．汽车尾气是造成光化学烟雾的主要原因之一
C．光化学烟雾对人体没有危害
D．光化学烟雾一般出现在强日照条件下
【解析】 据题给信息，光化学烟雾中含有臭氧，所以具有氧化性，A项正确；汽车尾气中含氮的氧化物和碳氢化合物（即未燃尽的汽油等），在光照下会形成光化学烟
雾，B项正确；据题给信息，光化学烟雾是一次污染物在光照条件下反应引起的，D项正确；光化学烟雾对植物的生长、人体的健康都有影响，C项错误。
【答案】 C
4．对于3NO2＋H2O===2HNO3＋NO反应，下列说法正确的是（ ）
A．NO2只作氧化剂
B．被氧化的物质与被还原的物质的质量比为1∶2
C．当生成0.5molNO时，转移的电子数为NA
D．H2O发生氧化反应
【解析】
3NO2＋H2O===2HN化合价升高，失2e－，被氧化O3＋N化合价降低，得2e－，被还原O
【答案】 C
5．工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染源之一。
近年来发现许多生物体组织中存在少量NO，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，成为当前生命科学的研究热点。
（1）NO在大气层中可发生反应：
NO＋O3→NO2＋O2，NO2＋O3→NO＋2O2，从反应过程中看，NO是一种________剂，从最终结果看NO是一种________剂。
（2）若使NO转化为无毒气体，据氧化还原反应原理，可选用NH3消除NO对环境的污染，该反应的化学方程式为________________________。
【解析】
（1）将两个反应相加得总反应为：
2O3===3O2。
在反应过程中，NO在第一个反应中以反应物参与反应，又在第二个反应中以生成物出现，总反应中NO的质量及性质都没有改变，符合催化剂的定义，所以NO是催化剂。
但是在第一个反应中，NO被氧化成NO2，作还原剂。
（2）NH3中氮元素显－3价，具有还原性，NO中氮元素显＋2价，具有氧化性，从理论上说，二者能够发生氧化还原反应，发生化合价“归中”反应，都变成无毒的N2，NH3中的氢元素和NO中的氧元素结合生成水。
【答案】
（1）还原 催化
（2）4NH3＋6NO一定条件,5N2＋6H2O
1．某城市人口密度大，汽车等交通工具向大气的对流层中大量排放碳氢化合物、氮氧化物等有害物质，则下列现象最有可能发生的是（ ）
A．酸雨 B．臭氧空洞
C．光化学烟雾D．温室效应
【解析】 引发酸雨的主要物质是硫的氧化物；导致臭氧空洞的主要物质是氟氯代烷；光化学烟雾主要是由氮的氧化物引发的；而温室效应则是因空气中二氧化碳、甲烷等物质过多而造成的。
【答案】 C
2．（2012·泉州市高一检测）下列说法正确的是（ ）
A．pH＜7的降雨是酸雨
B．氯气泄漏后应顺风向低处跑
C．SO2和HClO都具有漂白性，两者的漂白原理相同
D．我国城市环境中的大气污染物主要有SO2、NO2、CO、可吸入颗粒物等
【解析】 A项，正常雨水溶有CO2，形成H2CO3呈酸性pH＜7；B项，Cl2泄漏应逆风高处跑；C项，SO2漂白是化合作用，HClO漂白是强氧化性。
【答案】 D
3．实验室收集NO、NO2两种气体（ ）
A．均可用排水法
B．NO用向上排空气法，NO2用排水法
C．均可用向上排空气法
D．NO用排水法，NO2用向上排空气法
【解析】 NO2与H2O反应，NO与O2反应，与H2O不反应，故D项正确。
【答案】 D
4．在常温常压下，下列各组气体不能共存的是（ ）
A．SO2与O2 B．NO2与NO
C．O2与N2D．NO与O2
【解析】 2NO＋O2===2NO2，二者不能共存。
【答案】 D
5．在体积为VL的密闭容器中通入amolNO和bmolO2，反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为（ ）
A.
B.
C.
D.
【解析】 由原子守恒得：
amolNO含Namol，含O原子amol，bmolO2含O原子2bmol，因此反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为a（a＋2b）。
【答案】 C
6．对氮的氧化物下列叙述正确的是（ ）
A．氮的氧化物都是无色气体
B．氮的氧化物都不溶于水
C．氮的氧化物都是大气污染物
D．氮的氧化物都是酸性氧化物
【解析】 氮的氧化物中除NO2为红棕色气体外，其他氮的氧化物均为无色气体；氮的氧化物中除了N2O、NO不溶于水外，其他氮的氧化物都溶于水，氮的氧化物中只有N2O3和N2O5为酸性氧化物，其他氮的氧化物都不是酸性氧化物；氮的氧化物都有毒，他们都是大气污染物，故正确答案为C。
【答案】 C
7．如图所示，试管中盛装的是红棕色气体（可能是混合物），当倒扣在盛有水的水槽中时，试管内水面上升，但不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管中水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水充满，原来试管中盛装的可能是什么气体（ ）
A．可能是N2与NO2的混合气体
B．可能是O2与NO2的混合气体
C．可能是NO与O2的混合气体
D．只可能是NO2一种气体
【解析】 A项不可能，如有N2，水不可能全部充满；B项可能，发生总反应：
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，此种情况下要保证原有的NO2和O2的物质的量之比大于4∶1；C项不可能，因为NO与O2不能共存，且为无色；D项只可能为NO2是不正确的。
【答案】 B
8．（2012·陕西师大附中高一期末）NO与CO2的混合气体依次通过Na2O2和水之后，气体无剩余，则混合气体中NO与CO2的分子个数比为（ ）
A．1∶1B．2∶3
C．3∶2D．4∶3
【解析】 2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
上述反应可推知n（NO）∶n（CO2）＝2∶3时，恰好与H2O反应。
【答案】 B
9．（2012·徐州市高一期末）下表各组物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是（ ）
选项
a
b
c
A
Si
SiO2
H2SiO3
B
SO2
SO3
H2SO4
C
NaOH
Na2CO3
Na2SO4
D
NO
NO2
HNO3
【解析】 SiO2→H2SiO3不可能实现。
【答案】 A
10．将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，生成氧化铜和氮气，气体体积变为11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为（ ）
A．NO2B．N2O3
C．N2OD．N2O4
【解析】 设氮氧化合物的化学式为NxOy
2NxOy＋2yCu△,xN2＋2yCuO
2 x
22．4L 11.2L
＝
x＝1，利用排除法，可知本题选A。
【答案】 A
11．（2012·漳州市高一检测）硝酸生产中尾气的处理原理：
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，下列体积比的气体中，含氮气体不可能被过量NaOH溶液完全吸收的是（ ）
A．V（NO2）∶V（O2）＝4∶1
B．V（NO2）∶V（NO）＝1∶0
C．V（NO2）∶V（NO）＝1∶2
D．V（NO2）∶V（NO）∶V（O2）＝1∶1∶1
【解析】 由题中反应可知当V（NO2）∶V（NO）＞1∶1时，含氮的气体可被NaOH溶液完全吸收。
【答案】 C
12．（2011·山东高考节选）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为__________________________________________________________。
利用反应6NO2＋8NH3
7N2＋12H2O也可处理NO2。
当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是________L。
【解析】 根据题给方程式可知当6molNO2全部参加反应时，转移电子6mol×（4－0）＝24mol，故转移1.2mol电子时，消耗NO20.3mol，即6.72L。
【答案】 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 6.72
13．NO分子因污染空气而臭名昭著。
近年来，发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管，免疫、增强记忆的功能，成为当前生命科学研究的热点，NO亦被称为“明星分子”。
请回答下列问题：
（1）NO对环境和人体的危害在于________（填以下项目的编号）。
A．破坏臭氧层
B．温室效应
C．造成酸雨
D．与人体血红蛋白结合
（2）在含Cu＋（亚铜离子）的酶的活化中心，亚硝酸根离子可转化为NO，写出Cu＋和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式：
__________________________________________________________。
【解析】
（1）温室效应是CO2造成的。
（2）由题意可知，反应物应为：
Cu＋、NO
、H＋（酸性条件），产物应为：
NO、Cu2＋和水，可写出反应的离子方程式。
【答案】
（1）ACD
（2）Cu＋＋NO
＋2H＋===Cu2＋＋NO↑＋H2O
14．（2012·唐山高一期末）已知5NH4NO3△,4N2↑＋9H2O＋2HNO3。
下面是甲、乙两位同学设计的两种制备少量氮气的不同实验方案的示意图，箭头表示气体流向。
甲：
空气→红磷
（点燃）→水→碱石
灰→铜粉
（灼热）→集气
瓶
乙：
NH4NO3
（加热）→浓硫酸→镁粉
（灼热）→集气瓶
试回答下列问题：
（1）________（甲或乙）方案不能制得N2，其原因及改正办法是_________________________________________________
__________________________________________________________。
（2）甲方案中所用的碱石灰是否可换成浓硫酸？
______（填“能”或“不能”）请说明理由_________________________________________________
__________________________________________________________。
【解析】 甲方案制备N2的途径为：
空气红磷,除O2碱石灰,除CO2和H2O
除O2，最后得到N2。
乙方案制备N2的途径为：
NH4NO3△,N2＋H2O浓H2SO4,除去H2O，最后得N2。
【答案】
（1）乙 N2通过灼热的镁粉时生成了Mg3N2，故不能得到N2。
应将通过灼热镁粉这一步骤取消
（2）不能。
甲方案中碱石灰除干燥空气外，还要吸收空气中的CO2。
而浓H2SO4只能吸水，不能吸收CO2
第2课时 氮肥的生产和使用
（教师用书独具）
●课标要求
通过实验了解氮的重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用。
●课标解读
1.了解NH3的工业合成原理。
2．了解NH3、铵盐的主要性质和应用。
3．了解氮肥的使用。
●教学地位
铵盐是一类不含金属离子的盐，也是农作物必需的含氮化合物，铵盐的制备和性质也是我们必须清楚的。
因此这些化合物的主要性质及其应用也成为高考命题的重要考点。
（教师用书独具）
●新课导入建议
农民朋友为了提高农作物的产量，经常给农作物追加氨水、硫酸铵、硫酸氢铵等氮肥，你知道这些氮肥如何使用吗？
这些氮肥有哪些性质？
使用时应注意什么吗？
要解决上述问题，我们本课时就来讨论这些问题。
●教学流程设计
【课前预习安排】：
建议课前用18分钟预习完成【课前自主导学】和“思考交流”⇒步骤1：
新课导入，分析教学地位⇒步骤2：
对“思考交流1”指出NH3·H2O的可逆电离，明确氨水中的粒子成分。
对“思考交流2”建议“加热”
升级会员 