資源簡(jiǎn)介

一氧化氮與二氧化氮教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材分析
本節(jié)是人教版第五章第二節(jié)氮及其化合物的第2課時(shí)，根據(jù)物質(zhì)類別研究氮的化合物，一氧化氮、二氧化氮的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化，并以工業(yè)制硝酸的生產(chǎn)原理為載體，應(yīng)用氧化還原反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)含氮化合物的轉(zhuǎn)化，以此構(gòu)建合成化學(xué)物質(zhì)的思維模型，提升“變化觀念”等學(xué)科核心素養(yǎng)，最后探究氮氧化物對(duì)環(huán)境的危害和NO的生理作用，了解化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的價(jià)值和對(duì)環(huán)境的影響，有意識(shí)地滲透資源合理利用和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版2020年修訂)》對(duì)本節(jié)的要求：結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究，了解氮及其重要化合物的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)這些物質(zhì)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)金屬、非金屬及其化合物的多樣性，了解通過化學(xué)反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)中的重要價(jià)值。其情景素材建議為：“雷雨發(fā)莊稼”；氮的循環(huán)與氮的固定；工業(yè)合成氨、工業(yè)制硫酸（或硝酸）；氮肥的生產(chǎn)與合理使用；氯氣、氨氣等泄漏的處理；酸雨的成因與防治；汽車尾氣的處理。
教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)
【教學(xué)目標(biāo)】
1.通過實(shí)驗(yàn)探究，了解NO與O2反應(yīng)、NO2與水反應(yīng)等性質(zhì)，感受化學(xué)變化的奇妙。
2.了解氮氧化物對(duì)環(huán)境的危害，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。
3.了解NO的生理作用，培養(yǎng)學(xué)生辯證看待物質(zhì)的思維。
【核心素養(yǎng)】
宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)的視角研究氮元素及其化合物的性質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題。
變化觀念：能認(rèn)識(shí)物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)和變化的，知道化學(xué)變化需要一定的條件，并遵循一定規(guī)律；能多角度、動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)變化，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題。
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：具有證據(jù)意識(shí)，能基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實(shí)或證偽；建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系。知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。
科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：具有安全意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，深刻認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)創(chuàng)造更多物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富、滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要的巨大貢獻(xiàn)；具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，從自身做起，形成簡(jiǎn)約適度、綠色低碳的生活方式；能對(duì)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題作出正確的價(jià)值判斷，能參與有關(guān)化學(xué)問題的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。
教學(xué)重點(diǎn) 一氧化氮、二氧化氮的化學(xué)性質(zhì)
教學(xué)難點(diǎn) 含氮化合物的轉(zhuǎn)化
課前準(zhǔn)備 多媒體、注射器、NO
教學(xué)過程
【新課引入】
多媒體播放黨的二十大關(guān)于糧食增產(chǎn)的新聞報(bào)道。評(píng)：關(guān)注祖國(guó)的各個(gè)方面，點(diǎn)出思政元素
【過渡】糧食的增產(chǎn)離不開化肥的使用，作為重要的一種化肥，氮肥是如何生產(chǎn)的呢？
NH4+NO3-
【師】由N2怎樣轉(zhuǎn)化為NH4+ NO3- ？
【過渡】讓我們先來看一下自然界中肥料。大氣中的氮在雷電作用下最終變?yōu)橄跛猁}被植物吸收，我們知道，在雷電作用下，N2和O2生成NO，NO最終如何變?yōu)橄跛猁}的呢？它具有怎樣的性質(zhì)呢？本節(jié)課讓我們一起來探究氮氧化物的性質(zhì)。
我們先來一起完成一個(gè)魔術(shù)小實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們注意觀察現(xiàn)象，并基于宏觀現(xiàn)象做出合理的假設(shè)，并通過分析推理加以證實(shí)。
【演示實(shí)驗(yàn)】
操作1：用注射器向NO集氣瓶中注入空氣評(píng)：能否換成帶橡膠塞的大試管、兩支；此處加做一個(gè)NO水溶性
操作2：用注射器繼續(xù)向NO集氣瓶中注入蒸餾水，振蕩
【分析推理】學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，完成分析推理，并完成化學(xué)方程式。
【師】小結(jié)，多媒體投影。
評(píng)：點(diǎn)出思政要素，尊重事實(shí)，科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?br/>一氧化氮和二氧化氮
1、物理性質(zhì)（反思：氣味說明，可僅操作聞的方法）
物質(zhì) 顏色 狀態(tài) 氣味 毒性 水溶性
NO 無色 氣體 無味 有毒 溶于水
NO2 紅棕色 氣體 刺激性氣味 有毒 溶于水
2、化學(xué)性質(zhì) 2NO + O2= 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
反思：如何知道生成物是HNO3+ NO，這里可深入探討結(jié)論：在一定條件下，NO與NO2可以相互轉(zhuǎn)化。
【過渡】以N2為主要原料（其他試劑任選）設(shè)計(jì)氮肥NaNO3的合成路線
【生】小組討論，得出結(jié)論。
【師】投影總結(jié)思維建模：物質(zhì)類別的變化 非金屬單質(zhì)→氧化物→酸→鹽合成化學(xué)物質(zhì)設(shè)計(jì)方法：確定需要合成的物質(zhì)的類別，依據(jù)物質(zhì)變化規(guī)律設(shè)計(jì)合成路線，無化合價(jià)變化的，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)尋找轉(zhuǎn)化原理；有化合價(jià)變化的，根據(jù)氧化還原反應(yīng)尋找轉(zhuǎn)化原理。
【過渡】化肥給農(nóng)作物帶來豐收的同時(shí)，化肥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了有毒氣體NO與NO2。
【多媒體投影】
資料：氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染
(1)光化學(xué)煙霧：NOx在紫外線作用下，與碳?xì)浠衔锇l(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了一種有毒的煙霧。
(2)酸雨：NOx排入大氣中后，與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，隨雨雪降到地面。
(3)破壞臭氧層：NO2可使平流層中的臭氧減少，導(dǎo)致地面紫外線輻射量增加。
(4)NO與血紅蛋白結(jié)合使人中毒。
【師】如何防止和減少NO、NO2帶來的危害呢？有哪些措施？
請(qǐng)同學(xué)們分析價(jià)類二維圖，設(shè)計(jì)可能的轉(zhuǎn)化方案。
【生】小組討論，選取代表，匯報(bào)成果。
【師】對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，小結(jié)反思：最好學(xué)生互評(píng)，學(xué)生總結(jié)后老師完善和補(bǔ)充
【多媒體投影】防止和減少NO、NO2帶來的危害的措施。
1、工業(yè)及工廠廢氣用堿液吸收 2NO2＋2NaOH ==== NaNO2＋NaNO3＋H2O NO2＋NO＋2NaOH ==== 2NaNO2＋H2O
2、在汽車尾氣中安裝三相催化劑可消除CO和NO的污染 2CO+2NO2 ==== 2CO2+N2
評(píng)：點(diǎn)出思政元素 努力學(xué)習(xí)，為國(guó)分憂
【多媒體投影】NO在治療疾病中的突出應(yīng)用。硝化甘油，患有動(dòng)脈硬化的病人，因血塊堵住了動(dòng)脈的血管，血肌供氧量的減少，引起胸部的疼痛，有時(shí)甚至導(dǎo)致心肌梗塞。服用硝化甘油，就是提供了NO，擴(kuò)大了心肌血管，增大了血流量。伊格納羅博士和他的兩位工作伙伴(芬奇戈特博士、穆拉博士）成功發(fā)現(xiàn)氧化氮（國(guó)內(nèi)稱一氧化氮）是一種可以傳遞信息的氣體，它可以通過細(xì)胞薄膜(membrane)，去調(diào)節(jié)另一細(xì)胞的功能；他們的發(fā)現(xiàn)，開創(chuàng)生物系統(tǒng)(biological systems)信息傳遞的新理論。正是這一重大發(fā)現(xiàn)和對(duì)氧化氮的研究使伊格納羅博士獲得1998年諾貝爾生物醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
評(píng)：點(diǎn)出思政要素 對(duì)立統(tǒng)一，事物的兩面性
【生】小結(jié)這節(jié)課的收獲。（反思：從知識(shí)、能力、思政態(tài)度）
【師】評(píng)價(jià)，小結(jié)。
【課堂練習(xí)】
1、二十四節(jié)氣是中國(guó)歷法的獨(dú)特創(chuàng)造，四月農(nóng)諺“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是節(jié)氣谷雨。下列元素在自然界中的轉(zhuǎn)化與“雷雨肥田”有關(guān)的是（ ）
A.K B.N C.P D.C
2、據(jù)研究，NO廣泛分布于生物體內(nèi)各組織中，可將積存在血管壁上的脂肪、膽固醇帶走，被稱為“血管清道夫”。下列關(guān)于NO的敘述正確的是(　　)
A．一氧化氮是一種紅棕色氣體
B．常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合
C．一氧化氮可由氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下直接化合得到
D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集
3、NO中混有少量的NO2，正確的除去方法為( )
A.通過盛有濃H2SO4的洗氣瓶
B.通過盛有無水CaCl2的干燥管
C.先通過盛有濃H2SO4的洗氣瓶，然后再通過盛有水的洗氣瓶
D.先通過盛有水的洗氣瓶，然后再通過盛有濃H2SO4的洗氣瓶
【課后討論】
根據(jù)價(jià)類二維圖，討論還有哪些氮氧化物尾氣處理方法，討論處理方法的可行性，并在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料。
【多媒體投影】
視頻：黨的二十大報(bào)告解讀—推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生
【板書設(shè)計(jì)】略
【教學(xué)反思】
一、聯(lián)系實(shí)際，凸顯化學(xué)立德樹人的功能價(jià)值。本節(jié)課，從人們關(guān)心的糧食安全問題入手，將化學(xué)與環(huán)境、合成氨的發(fā)展歷史、我國(guó)在仿生固氮領(lǐng)域的成就融入課堂，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真切感受到化學(xué)的巨大作用。本節(jié)課結(jié)尾回歸黨的二十大報(bào)告提出的“推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生”的主題，落實(shí)科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)立德樹人的目標(biāo)。
二、問題驅(qū)動(dòng)，關(guān)注學(xué)生。思維進(jìn)階教學(xué)設(shè)計(jì)，從身邊熟悉的自然界中氮循環(huán)的認(rèn)識(shí)切入，逐步呈現(xiàn)氮循環(huán)中涉及的主要物質(zhì)，通過“物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化如何實(shí)現(xiàn)”的問題，引發(fā)學(xué)生的思考，進(jìn)而構(gòu)建“價(jià)-類”二維圖，從化合價(jià)變化的視角分析物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)的深化，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生認(rèn)識(shí)的進(jìn)階。
三、巧設(shè)情境，實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的提升。本教學(xué)設(shè)計(jì)，設(shè)置了自然界中氮循環(huán)和高氮化肥硝酸銨的合成設(shè)計(jì)的情境。將“變化觀念”和“模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)融入其中。通過合成路線的設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生初步建立“逆合成”的思想。通過對(duì)合成中“物質(zhì)間有化合價(jià)變化的轉(zhuǎn)化和無化合價(jià)的轉(zhuǎn)化”分別從“物質(zhì)類別和氧化還原的視角”尋求轉(zhuǎn)化方式，建立物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的思維模型。有效落實(shí)了核心素養(yǎng)提升的目標(biāo)。
點(diǎn)評(píng)：本節(jié)課從人們關(guān)心的糧食安全問題入手，視頻播放二十大有關(guān)糧食增產(chǎn)的報(bào)道，提出糧食的增產(chǎn)離不開化肥的合理使用，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真切感受到化學(xué)對(duì)推動(dòng)人類社會(huì)發(fā)展的巨大作用。在教學(xué)過程中，先從身邊熟悉的自然界中氮循環(huán)的認(rèn)識(shí)切入，逐步呈現(xiàn)氮循環(huán)中涉及的主要物質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)探究一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì)，在初步認(rèn)識(shí)一氧化氮和二氧化氮性質(zhì)的基礎(chǔ)上，設(shè)置了硝態(tài)氮肥硝酸鈉的合成設(shè)計(jì)的情境，引發(fā)學(xué)生的思考。通過合成路線的設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生初步建立“逆合成”的思想，引導(dǎo)學(xué)生分別從“物質(zhì)類別”和“氧化還原”的視角尋求轉(zhuǎn)化方式，建立物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的思維模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)的深化，進(jìn)而構(gòu)建“價(jià)-類”二維圖，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生認(rèn)識(shí)的進(jìn)階，將“變化觀念”和“模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)融入其中，有效落實(shí)了核心素養(yǎng)提升的目標(biāo)。隨后，聯(lián)系實(shí)際，以資料的形式介紹了氮氧化物帶來的環(huán)境問題，讓同學(xué)們依照“價(jià)-類”二維圖探究、小組討論如何防止和減少氮氧化物帶來的環(huán)境問題，同學(xué)們提出了可能的轉(zhuǎn)化途徑及轉(zhuǎn)化思路。緊接著，介紹了NO的生理學(xué)功能，將化學(xué)與環(huán)境、社會(huì)責(zé)任、事物具有兩面性，辯證看待事物等思政元素融入課堂，突出化學(xué)課程中的思政元素，凸顯化學(xué)立德樹人的功能價(jià)值。最后，本節(jié)課結(jié)尾回歸黨的二十大報(bào)告提出的“推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生”的主題，引導(dǎo)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，積極探索，以執(zhí)著的信念、優(yōu)良的品德、豐富的知識(shí)、過硬的本領(lǐng)，擔(dān)負(fù)起歷史重任，創(chuàng)造美好的未來，落實(shí)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)立德樹人的目標(biāo)

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