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哈工大附中高中部2011——2012（二）教学设计学科化学课题氮的氧化物（1课时）授课时间 3.26 授课班级高一2班授课教师范巍课型新授课教学目标通过观察实验视频及设计二氧化氮与水反应的实验，掌握一氧化氮和二氧化氮的部分物理性质和化学性质及硝酸的制取方法，了解酸雨的形成，提高获取知识、分析知识、评价知识的能力，培养自身严谨的科学态度和辩证分析事物的能力。教学重点二氧化氮与水的反应，二氧化氮对大气的污染教学难点二氧化氮与水的反应二氧化氮教学策略实验视频，观察思考启发引导归纳总结练习巩固教学环节教学过程内容师生活动设计意图引入新课列举问题思考结论问题思考结论问题探究结论引导探究练习学生总结巩固练习［科学视野］神舟七号发射升空的推动力来自于下列反应 C2H8N2+2N2O4=2CO2↑+3N2↑+4H2O↑ 偏二甲肼第三节第二课时氮的氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5 氮的固定：游离态的氮转化成化合态的氮农家有一句谚语：“一场雷雨一场肥”,大胆猜想，雷雨所产生的肥料的成分可能是什么？它是如何生成的?(结合初中学过的肥料种类、空气成分) 放电或高温 [视频]模拟自然界放电 N2+ O2 2NO无色无味气体，难溶于水，剧毒 [视频] 2NO + O2 = 2NO2红棕色刺激性气味气体，有毒，与水反应［科学史话］ NO使人中毒的原理 1998年，伊格纳罗发现NO是人体内保护机体抵抗心血管疾病与其他疾病的信号分子而获得诺贝尔奖。 [视频]3NO2 + H2O =2HNO3 +NO 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电弧法制硝酸对工业生产硝酸有什么启示？现给你一试管二氧化氮，其他药品和试剂自选，请设计实验，要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收实验方法步骤一、将充满NO2的试管倒立在盛有水的水槽中步骤二、将氧气慢慢的通入步骤一反应后的试管中实验现象红棕色气体逐渐消失，水位上升，最后充满试管的2/3，无色气体充满试管上部的1/3 无色气体变为红棕色气体，又变为无色气体，气体体积减少，液面不断上升解释 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO [视频] 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 将盛有20mlNO2和5mlO2混合气体的试管倒置于水槽中，求剩余气体成分和试管内液面上升的高度。 2、若为8mlNO2和3mlO2呢？ 3、若为7mlNO2和1mlO2呢？附后指导学生看视频并进行思考学生思考并回答学生观看教师评价学生观看引导学生通过观察现象推测反应方程式，学生板演学生思考并回答学生观看思考教师引导学生总结学生动手练习通过资料激发学生学习兴趣提问，引导学生思考通过资料激发学生学习兴趣进一步分析思考通过科学探究，思考NO2与水反应，突出本节课重点练习巩固练习巩固融会贯通课后反思学生的智慧性的火花不断碰撞，不仅仅在于基于化学学科的本身，重要的是课堂教学的本身，如何让学生获得更好的一种成长与发展。在学生发展的同时，教师收获的对学科本质的一种理解以及理解后的一种愉悦。现就《氮氧化物的产生与转化》这节课的本身，阐述几点自己的教学思考：（1）教材中，为什么只选择NO和NO2这两种氮氧化物？ N元素有多种化合价，其主要化合价为－3、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5等，是化合价最为丰富非金属元素之一。其氧化物有N2O、NO、N2O3、NO2（N2O4）、N2O5六种，选择研究NO和NO2的大致意图，是其比较常见。这样的常见主要体现在这几个方面：（1）生产生活中常见，为汽车尾气的主要污染物含有这两种氧化物；某些地方是酸雨地区，其中就有硝酸型，也与它们相关；某些地方的光化学烟雾，也是与它们参与的化学反应相关。（2）与工业生产制取硝酸是密切相关的，它们是中间产物，它们的转化直接影响反应的进程和限度。（3）与硝酸的性质相关。硝酸的氧化性一般来说，其主要的还原产物是它们。这样我们也就能理解化学教材中选择某些物质的大致理由和依据了。再如，碳元素选择研究的是CO和CO2，硫元素选择研究的是SO2、SO3。我们也能理解为什么典型的非金属元素Cl，我们没有选择研究其氧化物，也许就是这个道理。（2）教学中，为什么要讲清楚N2＋O2＝2NO这个反应？这个反应比较重要，是基于这样几个方面的认识：一是大多数庄稼获得营养元素的重要途径，因为这些庄稼机体内没有固氮的基团，只能通过“雷雨”来“发庄稼”，但这毕竟是很少量的，而且是不可以预期的；二是空气中的主要成分是这两种，它们能够安然相处，足以说明它们的和谐与稳定，究其原因氮分子的结构导致的结果（源于氮分子、氧分子内的共价键的键能较大），同时也能说明氮气是不活泼的气体；三是为工业上为什么采用氨氧化法制硝酸而不直接使用这个反应，其原因是电弧法能使空气中的氮气和氧气直接化合生成NO，电弧法能使温度高达4000℃，但产率较低（平衡混合物中也仅含有5％的NO），同时耗费大量的电能。当氨氧化法问世之后，电弧法制硝酸也就逐渐被淘汰了。（3）用怎样的观点认识氮氧化物的产生与转化的过程？主要有几个观点，一是氧化还原的观点，当然可以在这里进一步巩固氧化还原的相关概念，还可以用氧化还原的观点来统摄氮氧化物的产生与转化，更为重要进一步提炼认识非金属氧化物的氧化还原性，高价态的具有氧化性，低价态的具有还原性，这同样在CO和CO2， SO2和SO3的性质中有所体现，这样的归纳与演绎，能够起到举一反三的作用。二是可持续发展的观点。当今世界，有一个很重要的主题是对环境友好，或者说可持续（绿色化学），就拿汽车尾气处理来说，安装尾气处理装置，将CO、NO（NO2）转化成CO2和N2。三是系统的观点来认识它们的产生与转化，即将之放在氮的循环之中或者氮元素及其化合物之间的相互转化关系之中，构建知识网络图，在这样的位置中认识它们的性质与转化，或许更有意义与价值。四是基于学生的观点或经验。知识，不能传递，只能建构。所以我们的教学更应该建立在学生已有的生活经验和化学知识的基础上进行，在此基础上来建构知识，应用知识，学以致用，形成观念与经验。（4）这一主题，对非金属的学习有着怎样的提升作用？在现行教材的编排中，化学课本看似零散的一些知识点，没有逻辑关系的知识点，只是更多的是基于生活、基于社会的科普型化学知识。当我们如果深度地研究教材，不仅仅阅读教材表面的文章，事实上，有时我们对这些表面文章都没有认真阅读，只是凭一种感觉或经验，甚至是猜测，来进行教学活动或教学研讨，这种情形是十分可怕的、十分危险的。如此下去，我们的学科素养怎么能形成，学科大厦又怎么能建立？在这个主题中，是中学阶段最后学习的一个非金属。有一种重要的化学思想即是分类。在非金属学习中，分类的思想贯穿在整个过程中，只不过它不是明线，但是一个非常重要的暗线，即氢化物、氧化物、单质、酸、盐这样一种分类。对于典型元素而言，也没有面面俱到，但如果我们将这些重要的非金属元素Cl、O、C、S、N等进行罗列的话，我们就很容易发现，什么是化学学习方法？这就是化学学习方法。这样就能将散落在各处的珍珠，一个个串联起来，形成美丽的珍珠项链。正如，知名学者马寅初在一次演讲中谈到，学习和钻研，要注意两个不连良，一个是“营养不良”，没有一定的文史基础，没有科学理论上的准备，没有第一手资料的收集，搞出来的东西，不是面黄肌瘦，就是畸形发展；二是“消化不良”，对于书本知识，无论古人今人或某个权威的学说，要深入钻研，过细咀嚼，独立思考，切忌囫囵吞枣，人云亦云，随波逐流，粗枝大叶，浅尝辄止。真正好的教学，是从研究开始的。 - 4 -

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