生产生活中的含氮化合物（第一课时）教学设计［设计思想］本节课首先由老师提供情景“雷雨发庄稼的FLASH”然后学生会自己发现问题一雷雨天为什么会发庄稼？，通过分组讨论，他们会产生一些问题并且设计出方案—模拟放电！由于模 拟放电实验需要的时间较长，于是我事先收集了一瓶 NO ，然而该气体与雷雨天观察到的截然2 不同，于是学生又会产生问题—雷雨天除了 N 与 O 放电之外，是否还有其他的反应很自然22 学生会设计向红棕色气体中加水的实验通过观察，学生自己又会产生很多问题：1、水可以 加进去，但这是由于 NO 溶于水还是发生了化学反应？2、为什么加到 3/2 的地方就加不进去2 了？3、反应生成了什么？怎么通过实验来验证产物？这样一个一个的问题由学生自己产生， 然后又由学生自己去解决这些问题，学生的积极性被极大的刺激了出来，整个课堂都是在问题 —验证—问题—验证中完成！最后嫦娥一号火箭发射的视频激发了所有学生的爱国之心，他们在自豪、骄傲的同时又产 生了一个问题：嫦娥一号火箭发射时尾部产生的红棕色的烟雾是什么？会不会是 NO ？带着这2 个问题，课后他们一定会去查阅资料解决这个问题！［教学目标］1、知识与技能1、 认识氮氧化合物的性质与用途，知道含氮化合物的应用对社会生产的积极作用和对人类环 境的影响。
2、 知道氮氧化合物对环境的污染及防治，形成良好的环境保护意识2、过程与方法 通过二氧化氮与水反应的实验与探究，使学生体验实验探究的过程于乐趣通过交流、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、 通过认识氮氧化合物对环境危害和防治原理，进一步培养学生环境保护意识，形成于自然 友好相处，促进对可持续发展的正确认识，感受科学的使用化学物质的意义，逐步树立珍惜美 好大自然，爱护环境，合理使用化学物质的意义2、 通过一些实践活动，引起他们对环境问题的关注，同时培养他们的探究能力、思维能力、 表达能力、组织活动能力、与人交流的能力等，同时也可以培养他们的科学方法、科学态度和 科学精神等［教学重点］氮氧化合物对环境危害和防治［教学难点］ 氮氧化合物与水反应的实验探究［教学过程］［引入］在我们的生产生活中，氮元素无处不在，发挥着不可取代的作用那同学们知道， 氮元素存在哪些地方，有什么作用呢？［回答］空气中含有大量的氮气，可以做保护气，冷冻剂［引入］那么如果氮元素只存在在氮气中，只能做保护气，那么怎么能说氮元素在我们生活 生产中发挥着不可取代的作用同学们还记不记得蛋白质中有几种主要元素？［回答］C,H,O,N［ 引入］那是不是意味着蛋白质中也有氮元素，也就说明氮元素是生命中不可或缺的元素。
大家还记得几年前的三鹿奶粉事件吗？不法厂商是往奶粉中加入了一种什么物质呢？［ 回答 ］ 三聚氰胺［ 引入 ］ 那为什么厂商要往奶粉中加入三聚氰胺呢？这主要是因为奶粉中含有大量的蛋白 质，蛋白质中含有氮元素，而三聚氰胺分子式C3H6N6,其中氮元素的含量远比蛋白质中的含氮量要 高得多，那么这样在视频检测是，即使奶粉中蛋白质很少，只需加入三聚氰胺，含氮量就会达标然而实 际上这个三聚氰胺虽然含氮量高，但是完全不能代替蛋白质的作用，反而还对人体有害同时由于植物的生长也需要蛋白质，还有植物中的叶绿素也含有氮元素，所以氮元素对植物的生长也 是必不可需的还有氮元素在航天方面也应用非常广泛其中航天飞机的燃料就是含氮化合物［过渡］ 刚才我们提过，氮元素对植物的生长是必不可需的，但是大多数植物并不能直接吸收 空气中存在的％,只有“固定”下来的化合态的氮元素经过一定形式的转化，才有可能被植物 吸收利用这个将氮气转化为化合态的氮的这一过程就称为固氮过程 固氮过程可分为三个：1.生物固氮2.自然固氮3.人工固氮 生物固氮是生物学家研究的东西，这是利用根瘤菌来将氮气转化为化合态的氮 自然固氮和人工固氮是我们化学要研究的东西。
那么大家知道大自然是如何将游离态的氮转化为化合态的再被植物所吸收呢？ 首先请大家看下面一则资料［情景 1］ 魔鬼谷：在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的 晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击倒下奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青， 被当地牧民称为“魔鬼谷”［提问］那么大家注意到魔鬼谷中，比较特别的是不是闪电比较多，植物特别的旺盛 为什么植物会特别的旺盛呢？［回答］植物长得茂盛可能是由于营养足够丰富［猜想］我们刚才已经提到过，氮气如果转化为化合态的氮，就能被植物很好的吸收也就是说 能使它营养充足由于闪电发生在空气中，会不会使空气中的稳定氮气在闪电这个剧烈的条件 转化为化合态？［提问］ 那么氮气应该最可能是和空气中的什么反应变成化和态的氮呢？［过渡］大家见过最高价的氮，是几价的？［回答］+5 价的硝酸［提问］那氮气是零价，是不是意味着氮气具有还原性那么空气中最可能氧化氮气的物质应该 是什么？［回答］氧气［疑问］那么同学们会不会有这样的疑问，氮气和氧气不是会在空气中很稳定的存在吗？怎么可 能会发生反应，请同学们注意了，我们猜测氮气和氧气反应，是考虑在放电这和剧烈的条件下 的。
［提问］那同学们想想要怎么去探究氮气与氧气在自然闪电的时候会发生怎么样变化？我们总 不能在闪电的时候去收集一下，闪电周围的气体，来检测到底生成什么物质吧有没有同学有 什么好的想法？［提示］我们能不能把这个自然现象搬到实验室来，用实验室的装置来模拟大自然闪电的过程 ［展示］这是一个三颈烧瓶，里面装的是氮气和氧气的混合气体这两端的电极在通电的时候， 会开始放电，这就模拟了自然界闪电的一个过程下面我们就来看看，到底氮气和氧气在放电 的条件下会发生什么？请仔细观察大家容器里气体的颜色有什么变化？［实验探究视频］ 氮气与氧气在放电的条件下反应［提问］ 有没有同学愿意说一说，在不同的时间里，看到的反应现象有什么不同呢？［观察回答］ 几分钟之后，容器内气体颜色逐渐变成红棕色气体［讨论］ 那是不是说明了氮气会和氧气反应生成新的物质？而且老师可以告诉大家这个红棕色 气体是 NO2但并不是意味着氮气和氧气反应直接生成二氧化氮，因为在放电的条件下，二氧化氮不稳定， 而是先生成无色的一氧化氮，一氧化氮在常温下就可以再被氧气氧化生成红棕色的二氧化氮 就像碳和氧气在高温条件下反应是先生成一氧化碳，一氧化碳在和氧气反应生成二氧化碳。
所 以说这个实验总的过程的化学方程式应该这样子写大家在回头看看这视频，氮气和氧气在放电的条件下反应，大概在这个区域，会先生成无色的 一氧化氮，但是因为一氧化氮是无色的，所以我们看不见，接着是一氧化氮运动到其他地方与 氧气结合生成红棕色的二氧化氮一氧化氮和氧气反应这个过程并不是在放电条件下进行的[学生总结] —上 讥 '匸 2NO +O2===== 2NO2[ 实验验证 ] 刚才我们说无色的一氧化氮在常温下就会变成二氧化氮，但是貌似在这个放电反 应中看的不是很清楚，下面请大家看一个小视频，大家就能够非常清楚的看到无色的一氧化氮 在空气下就会变成二氧化氮的过程[ 提示 ] 大家如果不看瓶子上的标签，会知道哪个是一氧化氮，哪个是二氧化氮吗？无色的应该 是一氧化氮，红棕色的应该是二氧化氮[ 总结 ] 事实证明一氧化氮在空气中，就能和空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮[ 提问 ] 通过这个实验视频，大家有没有得到什么启示呢？而且可以利用这个反应，用来鉴别 什么气体呢？[ 回答 ] 可以用来鉴别 NO. 因为其他的无色气体并不会与空气中的氧气反应生成红棕色气体[ 总结过渡 ] 那我们现在回到之前的氮气和氧气放电模拟实验，通过实验我们知道了，打雷的时 候发生了，氮气和氧气在放电的条件下反应生成无色的一氧化氮，一氧化氮在常温和氧气反应 生成红棕色的二氧化氮。
[ 提问 ] 那大家是不是觉得这就是雷雨发庄稼的全部过程了？[ 回答 ] 可能吧！[ 提问 ] 那老师就有这样一个问题了，这二氧化氮不是在高空生成的吗，树在地面上，怎么吸收 的到呢？[ 回答 ]（可能二氧化氮密度比空气大，慢慢运动到地面上，那就可能二氧化氮的量很大才有可 能到达地面而且雷雨的时候压根就没有看到大量的红棕色气体[ 提示 ] 大家都知道雷雨发庄稼，实际上并不只有打雷的过程，还有下雨的过程，有没有可能 是二氧化氮溶于雨，雨浇灌在树木上，树就长得很茂盛了呢？[ 提问 ] 要想知不知道二氧化氮会不会溶于水中？我们要怎么做实验来探究呢？[ 展示 ] 这是一瓶收集到的二氧化氮[ 方案 ] 加水[ 提问 ] 那是直接把玻璃盖打开 , 往里面加水吗 ?[ 回答 ] 不是[ 提示 ] 我们一般探究气体在水中的溶解度，是不是都要将集气瓶或者试管倒扣在水槽中这 样可以大致判断气体在水中的溶解度如果水倒吸的多，那就说明气体在水中的溶解度大［提示］ 大家看视频的时候，注意这几个问题：1.集气瓶内气体颜色的变化2. 集气瓶内的液面变化［思考］ 二氧化氮溶于水，是属于物理变化，还是化学变化［演示视频］ 加水［观察］ 大家可以说说观察到的实验现象吗？［回答］ 集气瓶中气体的颜色不断变浅，最终变成了无色气体。
集气瓶中的水到一定的程度就 不会上升了，集气瓶中的水大约占 1/2—2/3.［提问］ 那这个无色气体是新物质吗？那么现在大家可以告诉我，二氧化氮和水反应是物理变 化，还是化学变化？［讨论］ 化学变化，因为有反应过程有新物质生产 ［提问猜想］无色气体可能是什么？［回答］ N、O 等还有可能是之前刚接触过的一氧化氮无色气体.22［提问］ 那我们要怎么验证，这个无色气体是什么呢？如果是氢气，要怎么验证，氧气又该怎 么验证？一氧化氮又该怎么验证？［回答］ 氢气的话，可点燃产生蓝色的火焰，点燃不纯氢气会有爆鸣声，气体燃烧只生成水 氧气的话，应该用带火星的木条一氧化氮，在空气中就会变成红棕色［检验］ 那这边一氧化氮的检验最简单，我们直接打开集气瓶盖就能够验证无色气体是不是一 氧化氮了［实验验证］将无色气体挤进氧气，立刻出现红棕色气体［结论］学生分析可知这种无色气体不是N、O、H等，其实这种无色气体是NO［板书］NO+HO===NO+?（那说明二氧化氮和水反应的其中一个产物是一氧化氮，那大家猜测22一下，另一个产物又是什么?）［提问］ ?是什么?［ 回答 ］ 硝酸！［提问］你的理由?（氧化还原反应的原理）怎么验证反应生成了酸?［ 回答 ］ 石蕊试剂［ 演示 ］ 提供试剂［结论］溶液变红了，所以溶液是呈酸性的。
［提问］那现在老师请一个同学，把二氧化氮和水反应的化学方程式给写完整，同学们在下面也 动手写一些［总结］刚才我们是根据实验现象推出这个化学方程式，现在我们再来看看这个化学方程式是不 是完全符合实验现象首先我们一起来总结一下这个实验的实验现象（二氧化氮溶于水集气瓶的颜色怎么变 化，集气瓶中水的液面怎么变化，无色气体遇空气变红棕色，溶液遇紫色石蕊呈红色那我们先看 1.二氧化氮和水反应生成无色一氧化氮，与实验现象符合2.集气瓶内水的液面不断上升，集气瓶中的水最多不超过 2/3a.这个2/3哪里来的？有没有同学可以解释一下？（根据化学反应方程式，我们假设集气瓶的体积是V,也就是开始NO2的体积，根据在相同条件下物质的量比等于体积比，所以生成的NO 的体积应该是1/3V, NO是难溶于水的，也就是可以相当于集气瓶中的气体约为1/3V，那么集气瓶中剩余的 2/3V 的空间就被水占领了b.那按理论来说，水应该正好达到2/3,那么实际上水并没有超过2/3,这可能有哪些原因呢？ 有可能二氧化氮气体不纯因为二氧化氮是用向上排空气法收集的，难免会混有空气现在老师夸张一点，假设原来集气瓶中的气体是氮气和二氧化氮体积 1：1 的混合气体，那么将集气瓶倒扣在水槽中，最后集气瓶中的水占多少呢？大家思考一下）当然也有可能是操作过程不小心混入了空气，这些都会使反应后集气瓶的水，不超过 2/3.3. 我们在回头看看实验现象三，根据化学反应方程式，有一氧化氮和硝酸生成，所以无色 的一氧化氮气体与空气变红棕色的二氧化氮，溶液遇紫色石蕊变红，这个现象也是符合 化学反应方程式的。
所以说，这整个实验说明，二氧化氮和水发生了化学反应生成硝酸和水［总结］ 那么现在有没有同学愿意起来说一说雷雨发庄稼的一整个过程首先这里有个 flash 视频，我们先回顾雷雨发庄稼的过程 首先是氮气在放电的条件下和氧气反应，生成无色的一氧化氮，一氧化氮被空气中的氧气氧化 生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮和雨水反应生成硝酸，硝酸为化合态的氮可以被植物吸收一氧化氮和二氧化氮的性质［过渡］通过研究雷雨发庄稼的过程，我们接触到了两个新的气体，一氧化氮和二氧化氮现 在我们就来总结补充一下这两种气体有什么性质呢？物理性质［展示］一氧化氮和二氧化氮［提问］同学们还记得哪瓶是一氧化氮，哪一瓶是二氧化氮吗？ ［回答］一氧化氮无色，二氧化氮红棕色［讲述］除了我们可以看得见物理性质，实际上无色的一氧化氮也是无味的，有红棕色的二氧化 氮是有刺激性的气味的一氧化氮和二氧化氮都是大气污染物之一，当达到一定的浓度时，都是有毒的， 能够引发呼 吸道及肺部的疾病［提问］刚才在二氧化氮溶于水的实验中，老师告诉大家一氧化氮难溶于水，所以生成的气体占1/3，如果生成的气体易溶的话，那么一定是小于 1/3，那到底一氧化氮在水中的溶解度是多少呢？根据资料我们知道，一氧化氮，在20°C时，每100g水中可以溶解0.0056g，那么可以根 据这个得出一氧化氮在水中的溶解性是怎么样？［回答］ 难溶，因为这是溶解度小于 0.01g 的物质为难溶。
［提问］大家还记得根据溶解度怎么判断，物质为难溶，微溶，可溶吗？［回答］界限10g一1g一O.Olg,所以一氧化氮是属于难溶的［ 陈述 ］ 二氧化氮溶于水，发生的是化学变化，并不是物理变化，所以不在这边阐述二氧化氮 的溶解性一氧化氮和二氧化氮的化学性质［提问］现在我请一个同学起来总结一下，一氧化氮和二氧化氮的化学性质［回答］ 一氧化氮和氧气反应，可以生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮可以和水反应生成硝酸 和一氧化氮氮氧化物的污染和防治［过渡］其实氮氧化合物有很多，比如NO, NO , NO等，但是自然界中主要是NO, NO之前我2 2 3 2 5 2们说过氮氧化物有利于发庄稼，然而 NO， NO 等氮氧化合物对我们的环境也有一些影响，氮氧 化物对环境的影响是什么？ 2［阅读］ 学生总结：酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞！ ［陈述］既然氮氧化物对环境有一定的污染，那我们就要合理的防治［实例］可在尾气排放处加催化剂，使有毒气体变成无害的气体 还可以通过碱的吸收，使有毒气体变成盐［ 总结复习 ］ 放电 我们今天学习了雷雨发庄稼的过程，其中主要包括三个方程式 N +O ====2NO 222NO+O ==2NO223NO +H O==2HNO +NO2 2 3 这个过程主要有两种气体一氧化氮和二氧化氮，我们学习了它们的物理性质和化学性质 最后讲了氮氧化物的污染和防治。
这就是我们今天讲的整节课［ 课后探究 ］现给你一试管二氧化氮，将其倒置于水槽中，问试管内会有什么变化？若要使得试管内的水面上升到试管顶部，应该如何操作？［板书设计］第二单元 生产生活中的含氮化合物一、氮氧化合物的产生与发展N +O放电2NO222NO+O==2NO223NO+HO==2HNO+NO2 2 3二、氮氧化合物对环境污染的防治（1）来源：（2）防治：。