2013年高中化学第4章 第3节 硫和氮的氧化物 第2课时教案 新人教版必修1
三维目标
知识与技能
1.初步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质，实验探究由二氧化氮制硝酸的可能方法，学会有关氮氧化物溶于水的计算方法。
2.熟悉氮在五种不同氧化物中的化合价。
3.培养学生观察能力、自学能力、资料、信息处理能力及科学抽象能力，对学生进行内因与外因辩证统一的教育。
过程与方法
1.会对有关物质的性质进行分析、归纳。
2.通过介绍“模拟生物固氮”“硝酸的工业制法”等研究工作，培养学生运用已有的课本知识解决实际问题的能力。并设计实验来证明，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。使学生初步掌握研究物质的方法——结构分析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、分析现象、得出结论，再辩证地分析结论的适用范围。
情感、态度与价值观
1.通过氮化合物性质的学习，对学生进行量变到质变、对立统一规律等辩证唯物主义观点教育。
2.通过介绍“模拟生物固氮”“硝酸的工业制法”等研究工作，激发学生热爱科学、献身科学的精神。
3.了解氮氧化物对环境的污染，增强环保意识。通过对汽车尾气的超标排放给人体健康造成的危害和对大气造成污染的调查，培养学生关注社会、关注人类生存环境的意识，培养学生对事物的分析要一分为二，辩证看待的观念。
教学重点
1.掌握一氧化氮和二氧化氮的性质
2.认识研究某物质的程序和方法
教学难点
1.培养学生用新知识解决实际问题的能力
2.培养学生设计实验、动手实验、观察现象，并根据实验现象得出可能的规律的能力
教具准备
1.多媒体、N2的球棍模型、试管、玻璃管、水槽、胶塞、N2的氧化实验装置。
2.药品：NO2气体。
教学过程
资料导课投影：信使分子——NO
三位美国药理学家Robert F.Furch gott，Louis J.I gnarro和Ferid Murad获取了1998年诺贝尔生理学或医学奖。他们发现“NO是心血管系统的信号分子”， NO却在哺乳类动物及人类机体起着广泛的重要的生物学作用。
三位科学家发现NO在人体血管内具有传递信号的功能，使血管处于持续的舒张状态，血压降低。NO可抑制VSMC和心肌细胞增殖，维持其正常的有丝分裂；少量NO有正性心肌收缩力及心输出量的作用，并抑制白细胞黏附、浸润而减轻炎症介导的心肌细胞坏死，进而在心肌缺血再灌注损伤中发挥细胞保护作用。
［思考］NO被视为大气污染物，没想到它会在生命过程中有如此重要的作用，这会给我们什么启示？
［板书］二、二氧化氮和一氧化氮
师：欲认识两种氮氧化物，我们还要从大家最熟悉的氮气入手。
师：空气中氮气的体积分数为多少？
生：氮气在空气中的体积分数为78%。
师：自然界中的氮主要以游离态存在于大气中，生物体中蛋白质含有化合态氮，土壤中有硝酸盐，如KNO3、Ca(NO3)2等。所以有人说“氮是生命元素”。
［动画模拟］工业上用分离液态空气法制氮气的原理和操作。
师：预测氮气的性质活泼与否。
生：在通常情况下，氮气不活泼，不与氧气反应，但氮气在一定条件下还可以与氧气反应。
［板书］1.NO的生成及与NO2转化
多媒体演示，N2和O2在放电条件下的反应。
［练习］书写化学方程式并评价书写情况。
［板书］ N2+O22NO 2NO+O2====2NO2
师：这种把游离态的氮转化为化合态的氮的方法叫做氮的固定，简称固氮。
［演示］NO2溶于水实验。
操作：用带橡皮手套的拇指堵住试管口，将试管从水中取出，把试管正立起来，移开拇指，向试管中滴入1～2滴紫色石蕊试液。
［动画模拟］NO2溶于水实验
生：（学生观察实验现象和动画）一氧化氮难溶于水；二氧化氮溶于水，气体体积减少2/3，生成的气体接触空气又变成红棕色，水溶液滴入石蕊变红色。
师：3NO2+H2O====2HNO3+NO（引导学生分析氧化剂、还原剂及电子转移情况）。
师：NO2是否是硝酸的酸酐呢？说明理由。（不是，因为氮的化合价不是+5）。
师：您能否总结出二氧化氮有哪些物理性质呢？
生：二氧化氮是红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水（和水反应）。
［动画模拟］“雷雨发庄稼”的动画。
师：引导学生思考“雷雨发庄稼”的原理及涉及的可能反应。
生：空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，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。
［小结］
N2NONO2HNO3氮肥（可溶性的硝酸盐）
［思考］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。这是为什么？试写出相关反应的化学方程式。
［小结］N2+O22NO
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
师：在上面的反应中，涉及两种氮的重要化合物，即一氧化氮和二氧化氮，除此之外还有其他几种氮的氧化物，请同学们填表。
生：填表（用媒体展示答案，及时检查）：
氧化物 N2O NO N2O3 NO2 N2O4 N2O5
化合价
是否是酸酐
［小结］氮的化合价：－3、+1～+5。
总结：①从N2的化学性质不活泼,推出N2分子结构很稳定。
②在高温、放电时，氮气比较活泼，可参加许多反应。这要从氮原子最外层电子排布特点理解，分析氮元素化合价变化的可能性。根据学过的化学方程式写出如下关系链。
③关系：
（NH3） （N2） （NO） （NO2） （HNO3）
［科学探究］现给你一试管二氧化氮，其他药品、仪器自选。
1.设计实验，要求尽可能多地使二氧化氮被水吸收。
2.你的设计对工业生产硝酸有什么启示？
（用实物投影检查学生的设计方案，公布学生设计最优方案）
［动画模拟］NO2溶于水实验后不断通入O2的现象（由不足到过量，试管内液体的体积变化）
生：练习写出二氧化氮全被吸收的化学反应方程式。
［小结］4NO2+2H2O+O2====4HNO3
师：若参加反应的为NO呢？
［小结］4NO+2H2O+3O2====4HNO3
［例题剖析］
（例1）将20 mL充满NO和NO2的混合气体的试管倒立于盛水的水槽中，充分反应后，剩余气体的体积变为10 mL，求原混合气体中NO和NO2各占多少毫升。
生:本题的解题关键在于正确把握所发生的化学反应，只有NO2溶于水并与水反应生成HNO3和NO。我认为本题还是要抓住剩余气体的成分来分析：NO不溶于水，NO2溶于水并与水反应生成HNO3和NO。所以玻璃筒内剩下10 mL气体全部为NO,有原混合气体中的NO，也有NO2与水生成的NO。
教师精讲：
解法一：设原混合气体中含NO2的体积为x，则含NO的体积为（20 mL－x）。
3NO2+H2O====2HNO3+NO
3 1
x x
由题意：20 mL－x+x=10 mL 解得x=15 mL
则原NO的体积：20 mL-15 mL=5 mL
答案：原混合气体中含NO气体5 mL，NO2气体15 mL。
解法二：（差量法）设原混合气体中含NO2气体体积为x。
3NO2+H2O====2HNO3+NO ΔV
3 3-1
x （20－10） mL
解得x=15 mL
师：有关NO、NO2、O2的混合气体和水反应的计算，一直是高考考查的热点，它所涉及的有关基本化学反应的方程式为：
2NO+O2====2NO2 ①
3NO2+H2O====2HNO3+NO ②
只有熟练掌握了这个反应，才可能正确地解决问题。
师：NO2和O2的混合气体与水的反应也是一个重要考点，当NO2与O2的体积满足什么比例时，可以完全转化为硝酸呢？（生：4NO2+O2+2H2O====4HNO3即NO2和O2体积比为4∶1）
［学生讨论］如果NO2与O2的比例不是4∶1时，剩余气体分别是什么呢？
［小结投影］
NO2与O2的体积比 发生的化学反应 剩余气体
=4∶1 4NO2+O2+2H2O====4HNO3 无
<4∶1 4NO2+O2+2H2O====4HNO3 O2
>4∶1 4NO2+O2+2H2O====4HNO33NO2+H2O====2HNO3+NO NO
（例2）将充满NO2和O2混合气体的量筒倒置于水中，充分反应后，水上升至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中NO2和O2的体积比是多少？
生：本题所涉及的问题正是刚才所讨论的，问题的关键在于如果NO2与O2的体积比是4∶1时，应该没有气体剩余，水充满量筒；现在水上升至量筒体积的一半处停止了，说明NO2与O2的体积比一定不是4∶1。
我认为本题还是要抓住剩余气体的成分来分析：这里要考虑到原混合气体的组成，量筒内剩余气体可能是NO，也可能是O2，对应的就是NO2过量或者是O2过量。所以本题宜分情况来讨论。
教师精讲：NO2和O2的体积比不等于4∶1，则需讨论NO2和O2分别过量时的两种情况。
设混合气体的体积为1，混合气体中NO2的体积为x，则O2为(1－x)。
(1)假定原混合气体中V(NO2)∶V(O2)<4∶1。
4NO2 + O2+2H2O====4HNO3
4 1
x
剩余的O2：1-xx=，解得x=
V(NO2)∶V(O2)=∶(1-)=2∶3
(2)假定原混合气体中NO2和O2的体积比大于4∶1。
4NO2 + O2+2H2O====4HNO3
4 1
4(1－x) 1－x
暂时剩余NO2：1－5(1－x)=5x－4
由反应式3NO2+H2O====2HNO3+NO可知最后余NO：(5x-4)
由(5x-4)= 解得x=（不合题意，舍去）
师：有关NO2和O2的混合气体与水反应，往往要紧扣剩余气体是什么，剩余气体的体积是解题的一个重要突破口。如果是NO与O2的混合气体溶于水，结果如何呢？
师：当NO2与O2的体积满足什么比例时，可以完全转化为硝酸呢？（生：4NO+3O2+2H2O====4HNO3）
［学生讨论］如果NO与O2的比例不是4∶3时，剩余气体分别是什么呢？
［小结投影］
NO与O2的体积比 发生的化学反应 剩余气体
=4∶3 4NO+3O2+2H2O====4HNO3 无
<4∶3 4NO+3O2+2H2O====4HNO3 O2
>4∶3 4NO+3O2+2H2O====4HNO3 NO
（例3）一定条件下，将等体积的NO和O2混合于一试管中，然后将试管倒立于盛有水的水槽中，充分反应后剩余气体的体积与原混合气体的体积之比是多少？
生：如果NO与O2的体积比是4∶3时，应该没有气体剩余，水上升至充满试管；现在NO与O2的体积比是1∶1，看来要从讨论剩余的气体是什么入手来解决这个问题。
我认为本题的剩余气体不需讨论，只能是O2，所以只要把计算式列出直接比较即可。
教师精讲：因为混合气体中NO和O2的体积比小于4∶3，则剩余气体为O2。
设混合气体中NO的体积为x，则O2的体积也为x。
4NO + 3O2+2H2O====4HNO3
4 3
x x
剩余的O2为xx=x
它与原混合气体的体积比为x∶2x=1∶8
师：刚才讨论了NO2和O2的混合气体与NO和O2的混合气体分别溶于水的情况，如果是NO2、NO、O2的混合气体与水反应的试题又该如何解决呢？
（例4）常温下盛有10 mL NO2和10 mL NO组成的混合气体的大试管倒立于水中，当向其中缓缓通入O2一段时间后，试管内残留2 mL气体，则通入O2体积可能为多少升？
师：NO2、NO、O2的混合气体与水反应在量上有何关系呢？
生：关系式：V(O2)=V(NO2)+V(NO)
师：当V(NO)∶V(NO2)∶V(O2)=1∶1∶1时，混合气体全部与水反应，无气体剩余。
解析:残留2 mL气体可能是NO也可能是O2,应予以讨论。
（1）若残留2 mL气体是NO，则转化为HNO3的NO为10 mL-2 mL=8 mL，则：
4NO2 + O2+2H2O====4HNO3
4 1
10 mL mL=2.5 mL
NO2转化为HNO3耗O2 2.5 mL
4NO + 3O2+2HNO3====4HNO3
4 3
8 mL ×8 mL=6 mL
共耗V(O2)=2.5 mL+6 mL=8.5 mL
（2）若残留2 mL气体是O2，则：
4NO + 3O2+2H2O====4HNO3
4 3
10 mL ×10 mL=7.5 mL
故通入O2体积为：7.5 mL+2.5 mL+2 mL=12 mL
答案：通入O2的体积可能为8.5 mL或12 mL。［课堂小结］
比较：氮的重要氧化物(见下表)
氮的重要氧化物
名称 一氧化氮 二氧化氮
化学式
物理性质 ______色气体，______溶于水 ______色气体，______溶于水，______毒
化学性质 与水反应 — NO2+H2O——
与O2反应 —
其他性质 — 2NO2N2O4
收集方法 _______法 _______法
相互转化
板书设计
二、二氧化氮和一氧化氮 例1：
1.NO的生成及与NO2转化
N2+O22NO 例2：
2NO+O2====2NO2
3NO2+H2O====2HNO3+NO
2.二氧化氮物理性质：红棕色刺激性气味有毒气体，密度比空气大，易溶与水。
例3：
3.4NO2+2H2O+O2====4HNO3
4NO+2H2O+3O2====4HNO3
活动与探究
将学生分成若干小组，依据学生兴趣自主选取其中一个课题进行研究，研究成果将以小组为单位在课堂上交流。
1.查阅资料，了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响，重点交流讨论：如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响，如何减少氮氧化物对环境的影响。
2.查阅资料，了解人工固氮的研究方向、成果及研究固氮的意义。
3.通过对汽车尾气的超标排放给人体健康造成的危害和对大气造成污染的调查，试设计实验验证汽车尾气的成分，了解其重要的影响，并提出您个人为解决这一社会问题的构想，写成研究性小论文。
随堂练习
1.下列污染现象主要与NO2有关的是（ ）
A.臭氧空洞 B.水体富营养化 C.光化学烟雾 D.温室效应
答案:C
2.在相同条件下，将NO和O2按体积比1∶1混合，所得气体的平均相对分子质量应接近于（不考虑N2O4的生成）( )
A.31 B.41.3 C.46 D.62
答案:B
3.下列各组气体，通常条件下能稳定存在的是( )
A.NH3、O2、HCl B.N2、H2、HCl
C.CO2、NO、O2 D.H2S、O2、SO2
答案:B
4.上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法错误的是（ ）
A.NO是具有刺激性的红棕色气体
B.NO是汽车尾气的有害成分之一
C.NO在人体的血管系统内具有传送信号的功能
D.NO能够与人体血红蛋白结合，造成人体缺氧中毒
答案:A
5.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NO2的混合气体 D.只可能是NO2一种气体
答案:BC
6.盛有NO 和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中NO 和NO2的体积比是（ ）
A.3∶1 B.1∶3 C.2∶1 D.1∶2
答案:B
7.某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，把剩余气体排入空气中，很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断正确的是（ ）
A.肯定有SO2和NOB.肯定没有Cl2、O2和NO2
C.可能有Cl2和O2D.肯定只有NO
答案:AB
8.下列反应中,通入的气体物质只作为氧化剂的是( )
A.二氧化硫通入氢硫酸中B.氯气通入NaOH溶液中
C.少量氯气通入氯化亚铁酸性溶液中D.硫化氢通入溴水中
答案:AC
9.用仪器A、B和胶管组成装置收集NO气体
（①仪器A已经气密性检查；②除水外不能选用其他试剂）。
正确的操作步骤是：____________________________________________。
答案:在A中加满水，盖紧瓶塞，用胶管连接b和c接口，由a导入NO气体，水通过b和c排入B中
10.电闪雷鸣是自然界中司空见惯的现象，地球上每年平均发生31万余次闪电。
（1）当电闪雷鸣之时，空气会发生很多化学反应，试写出与氮元素有关的化学方程式。
（2）设某次雷电中放出的能量为1.5×10-7 kJ，空气中的氮气和氧气直接化合，已知1 mol O2和1 mol N2化合时要吸收180.74 kJ的能量，闪电时有1/1 000的能量用于这一反应，那么：①此次闪电所产生的NO的物质的量有多大 ②此次雷雨闪电的生成物相当于给土地施了多少尿素〔CO(NH2)2〕化肥
答案:(1)N2＋O22NO；2NO＋O2====2NO2；3NO2＋H2O====2HNO3＋NO
(2)①由（1）化学方程式，可知1 mol O2和1 mol N2化合生成2 mol NO，所以此次闪电所产生的NO的物质的量为×2 mol=165.98 mol
②设此次雷雨闪电的生成物相当于给土地施了质量为x的尿素化肥，可列方程式：
165.98 mol×30 g·mol-1×=x
解得x＝4 979.4 g
所以此次雷雨闪电的生成物相当于给土地施了4 979.4 g的尿素化肥。2013年高中化学 第4章 第3节 硫和氮的氧化物 第3课时教案 新人教版必修1
三维目标
知识与技能
1.了解酸雨的形成和危害，通过实践活动认识保护环境的重要性，增强环保意识。
2.认识光化学烟雾等环境保护事件，掌握环境保护知识。
3.培养学生观察能力、自学能力及资料、信息处理与科学抽象能力，对学生进行内因与外因辩证统一的教育。
过程与方法
1.通过对酸雨形成和危害的认识，培养学生理论联系实际的能力，激发学生学习化学的兴趣。
2.培养学生探索新知识的欲望，且在实验研究中培养求实、进取的优良品质。
情感、态度与价值观
通过SO2和氮化合物对环境危害的认识和学习，对学生进行量变到质变、对立统一规律等辩证唯物主义观点教育，更重要的是让学生了解氮氧化物对环境的污染，增强环保意识，激发学生热爱科学、献身科学的精神。促进学生关注社会生活，形成社会责任感和良好的社会公民意识。
教学重点
了解酸雨的形成和危害
教学难点
培养学生用新知识解决实际问题的能力
教具准备
多媒体视频、音频素材、有关酸雨的图片
教学过程
图片导课投影：煤和石油燃烧时的滚滚浓烟：
师：由于工农业生产的迅猛发展，空气受到了不同程度的污染，在工厂废气的滚滚浓烟中，主要含有哪些有害气体在危害我们的生活呢？
生：粉尘和气体（SO2、CO和氮氧化物等）
师：现在不少地区雨水的pH小于5.6，当雨水的pH小于5.6时，我们就称它为酸雨。我国是世界上三大酸雨区之一。
（视频）有关酸雨危害的纪录片
师：由刚才的材料，我们看到了酸雨对工农业生产和社会发展的危害性很大，下面让我们共同走进酸雨的发展历史。
（用多媒体展示文字资料和图片资料）
1.1872年，美国化学家Smith，首先提出了“酸雨”一词，直到本世纪40年代，酸雨问题才引起人们的广泛关注。
2.1972年6月5日，具有历史意义的人类环境会议在瑞典首都斯德哥尔摩召开，通过了著名的《人类环境宣言》，并确定每年6月5日为“世界环境日”。从1974年起，每年由联合国环境规划署确定一个主题，开展“世界环境日”的活动，其中1983年的主题是防治酸雨。
3.1985年，几场酸雨过后，我国四川奉节县9万亩华山松全部枯死，重庆南山2.7万亩马尾松死亡过半。
师：酸雨的危害如此之大，造成酸雨的罪魁祸首是谁呢？——是二氧化硫和氮氧化物等，二氧化硫、氮氧化物因为其巨大的危害已经被人们日益关注。
（录音资料）酸雨的危害
SO2是主要的大气污染物之一，它对人体的直接危害是引起呼吸道疾病，它还是形成酸雨的罪魁祸首之一。酸雨可谓“空中死神”，已成为全球性的环境问题。
猖獗的酸雨严重地威胁着地球。据资料记载，仅在1980年一年内，美国和加拿大就有5万余人成了酸雨的猎物。比利时是西欧酸雨污染最为严重的国家，它的环境酸化程度已超过正常标准的16倍。在意大利北部，5%的森林死于酸雨。瑞典有15 000个湖泊酸化。挪威有许多马哈鱼生活的河流已被酸雨污染。世界古迹、桥梁受酸雨腐蚀越来越快。号称世界最大的露天博物馆智利复活岛上的石雕人像，正面临着解体和倒塌的威胁，美国每年花在修理受损古迹方面的费用超过了50亿美元。闻名世界，代表我国古建筑精华的北京汉白玉石雕，近年来也遭到意想不到的损害，故宫太和殿台阶的栏杆上雕刻着各式各样的浮雕花纹，50多年前图案清晰可辨，如今却大多模糊不清，甚至成光板。我国江苏、安徽、湖北、福建、江西、浙江七省的农田曾经受酸雨影响造成经济损失一年达1 380多万元。
（图片）有关酸雨危害的图片
师：同学们，从以上材料中，我们已经认识了酸雨的危害，你能否总结酸雨的危害主要体现在哪些方面呢？（学生共同讨论，找一名同学汇报讨论结果，其他同学补充）
［小结投影］
3.酸雨危害
（1）对人体健康造成直接危害。
（2）破坏森林、草原和农作物。
（3）土壤酸性增强，湖泊酸化，生态环境受损。
（4）破坏建筑物。
……
师：同学们，从刚才的讨论中，我们已经认识了酸雨的危害，也明确了酸雨的主要成分是硫酸，硫酸型酸雨是如何形成的呢？我们如何防止或减少酸雨的形成呢？
（学生共同讨论，找一名同学汇报讨论结果，其他同学补充）
（视频）有关酸雨形成的纪录片
展示：有关酸雨形成的图片
师：同学们，从刚才的纪录片和图片中，你能否总结硫酸型酸雨是如何形成的呢？
［归纳小结］酸雨的形成（以硫酸型酸雨形成为例）
师：氮氧化物是如何形成酸雨的呢？（转化成硝酸3NO2+H2O====2HNO3+NO）
［板书］三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
生：二氧化硫和二氧化氮为大气的主要污染物，能直接危害人体健康，引起呼吸道疾病，严重时会使人死亡。煤和石油中含杂质硫，在燃烧中将排放酸性气体 SO2；燃烧产生的高温尚能促使助燃的空气发生部分化学变化，氧气与氮气化合，也排放酸性气体NOx。它们在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成为了酸雨。
（讨论）通过学习，你认为应该怎样控制酸雨的产生呢？你有哪些防治酸雨的措施呢？
生：酸雨的防治：1.控制酸性物质的排放；2.改变能源结构，开发利用清洁能源等等。
［阅读］资料卡片
防治酸雨的措施
1.调整能源结构，发展清洁能源，优化能源质量，提高能源利用率，减少燃煤产生的二氧化硫和氮氧化物等。
2.加强环境管理，强化环保执法，严格控制二氧化硫的排放量。
3.研究、开发适合我国国情的二氧化硫治理技术和设备。
（1）原煤脱硫技术，可以除去燃煤中大约40%~60%的无机硫。
（2）改进燃烧技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。
（3）对煤燃烧后形成的烟气脱硫。目前主要用石灰法，脱硫效果较好，可以除去烟气中85%~90%的二氧化硫，但是成本较高。
师：如果说酸雨的形成SO2、NO2是元凶的话，那么NO、NO2等氮氧化物在其他方面的危害也是巨大的。
（视频）日本东京和英国伦敦的光化学烟雾事件
师：NO、NO2造成的日本东京和英国伦敦的光化学烟雾事件，都位列世界十大公害事件，在历史上和今天认识它都有深远意义。由此可见NO、NO2和SO2等一旦污染空气，人类将无法逃避，无处可藏。为了我们的家园，为了人类自己，我们应从方方面面注意防止环境污染，保护环境。
师：不过事物都有两面性，二氧化硫及二氧化氮对环境有很大的危害，但同时在工业生产中，它们也有非常重要的应用。
生：（学生讨论总结NO2、SO2在工业中的应用）
（投影）
合成硫酸：2SO2+O2SO3 SO3+H2O====H2SO4
合成硝酸：4NO2+O2+2H2O====4HNO3
4NO+3O2+2H2O====4HNO3
［例题剖析］
（例1）酸雨是因过度燃烧煤和石油，生成硫和氮的氧化物溶于水，生成了H2SO4和HNO3的缘故。分析某次雨水的数据如下：
c()=2.0×10-6 mol·L-1
c(Na+)=3×10-6 mol·L-1
c(Cl-)=6×10-6 mol·L-1
c()=2.8×10-5 mol·L-1
c()=2.3×10-5 mol·L-1
则此次降雨雨水的pH接近于〔提示：pH=lgc（H+）〕( )
A.3 B.4 C.5 D.6
生：本题关键是求出溶液中的H+浓度是多少，这样就可以由pH的定义直接求解了。溶液中阳离子所带的正电荷总数应该等于阴离子所带的负电荷总数。根据电荷守恒就能够找到正确答案。
教师精讲：在溶液里，阳离子所带的正电荷总数应该等于阴离子所带的负电荷总数。根据电荷守恒的原则，有c(H+)+c()+c(Na+)=c(Cl-)+c()+2c()，求出c(H+)=8×10-5 mol·L-1，pH=-lg8×10-5≈4。
师：这是一道以酸雨为背景，考查溶液中电荷守恒的习题。请大家思考应该怎样测定酸雨的pH呢？（学生讨论实验方案）
［小结］
雨水的酸碱度的测定方法
方法：
1.用pH试纸。（把待测液滴在pH试纸上，然后把试纸显示的颜色跟标准比色卡对照）
2.用数字pH计。（浸入待测液即可读数，精度为0.1）
（例2）为了除去工业废气中的SO2，查得一个“将SO2转化为(NH4)2SO4”的资料。摘录于下：“一个典型实例：初步处理后的废气含0.2%(体积分数，下同)SO2和10% O2，在673 K时，废气以每小时5 m3的速度通过V2O5催化剂层与NH3(20 dm3·h-1)混合，再喷入水(290 g·h-1)，此时气体温度迅速由约673 K下降为473 K，在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体。”
(1)阅读上文后，请回答下列问题：
①按反应式2SO2+O22SO3,SO2和O2的物质的量之比为2∶1，资料中为什么用1∶50？
②计算混合气体中SO3和NH3的物质的量之比。
③为什么要冷却？
④如果某厂每天排放10 000 m3这种废气，按上述方法把SO2回收为(NH4)2SO4，估计每月(30天)需多少吨氨？可得多少吨硫酸铵？(注：废气体积按标准状况计)
(2)结合具体情况，提出合理方案。
①某工业废气中含0.4% SO2和0.5% O2，你看该怎样利用上述资料？
②如果某工厂没有氨，只有生石灰，你看又该怎样利用上述资料？
（学生讨论这种密切联系工业型习题的解法，关键是关系式的应用）
师：本题以工业废气的处理为主题，涉及了提高原料转化率、铵盐的热稳定性、钙基固硫等知识，同时要求学生有根据具体情况，提出新的合理方案的能力。
生：(1)①增大氧气的投料量可大大提高SO2转化为SO3的转化率。
②每小时5 m3中SO2的量为5 m3×103 dm3·m-3×0.2%=10 dm3,每小时通入NH3的量为20 dm3,故SO3与NH3的物质的量之比为1∶2。
③因铵盐受热易分解，适当冷却有利于(NH4)2SO4的生成。
④每月排放废气中的SO2的质量为：
30 d×10 000 m3·d－1×103L·m－3×0.2%××64 g· mol－1=1.71×106 g=1.71 t。
设1.71 t SO2完全转化得SO3的质量为x，
SO2 ~ SO3
64 80
1.71 t x x≈2.14 t
设又需NH3的质量为y，生成(NH4)2SO4的质量为z，
SO3 + 2NH3+H2O====(NH4)2SO4
80 34 132
2.14 t y z
求得y≈0.91 t z≈3.53 t
(2)①因含O2量不够，SO2转化不完全，可先往废气中充入一定量的空气，以提高O2含量。
②可用生石灰代替NH3，它与SO3作用生成CaSO4。
教师精讲：本题从酸雨产生的源头探讨了变废为宝的措施，既考查学生对关系式法解决化学计算的能力，又可以启发学生思考排除酸雨产生的污染源的新思路。考查了学生理论联系实际的能力，促进学生关注社会、关注生活的社会责任感与公民意识的形成。
［课堂小结］
本节课通过SO2和氮化合物对环境危害的认识和学习，让学生了解氮氧化物对环境的污染，增强环保意识，激发学生热爱科学、献身科学的精神。促进学生关注社会生活，形成社会责任感和良好的社会公民意识。
板书设计
三、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染
1.酸雨：pH小于5.6的雨水叫酸雨。 例1：
2.酸雨的形成：
3NO2+H2O====2HNO3+NO
2SO2+O2====2SO3 例2：
SO3+H2O====H2SO4
2SO2＋2H2O＋O22H2SO4 例3：
3.NO2、SO2在工业中的应用
活动与探究
1.请查找资料，了解生产和生活中减少二氧化硫排放的具体措施，并结合二氧化硫的性质进行分析。
2.根据所学知识，你知道采取什么办法能解决下列问题吗？
（1）治理已酸化的湖泊和土壤。
（2）保护暴露在大气中的建筑。
3.调查当地的空气污染情况，分析当地空气污染成因，练习测定雨水的pH。
随堂练习
1.下列气体溶解于水，没有发生氧化还原反应的是（ ）
A.SO2溶解于水 B.NO2溶解于水 C.CO2溶解于水 D.Cl2溶解于水
答案:AC
2.将SO2气体缓缓通入下列各溶液中，随着SO2的通入，而溶液的酸性先变弱后变强的是( )
A.溴水 B.氢硫酸 C.氢氧化钠 D.亚硫酸
答案:B
3.下列所述情况可能引起水污染的是( )
①城市生活污水的任意排放 ②农业生产中农药、化肥使用不当 ③海上油轮石油泄漏 ④工业生产中废液、废渣、废气的排放
A.只有①② B.只有①④ C.只有②④ D.①②③④
答案:D
4.环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。这些污染物是( )
A.二氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒 B.二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳
C.三氧化硫、氮氧化物、悬浮颗粒 D.稀有气体、氮氧化物、悬浮颗粒
答案:A
5.飘尘是物质燃烧时产生的粒状漂浮物，颗粒很小，不易沉降。它与空气中的SO2和O2接触时，SO2会部分转化为SO3，使空气的酸度增加，环境污染更为严重。其中飘尘所起的作用可能是（ ）
A.氧化剂 B.还原剂 C.催化剂 D.载体
答案:C
6.某冶炼厂利用炼铜产生的SO2生产硫酸，变废为宝，化害为利。其原理是（ ）
A.利用了SO2的水溶性，将SO2直接通入水中
B.利用了SO2的氧化性，将SO2直接通入水中
C.利用了SO2的氧化性，使其与O2反应而转化为SO3，再与水反应
D.利用了SO2的还原性，使其与O2反应而转化为SO3，再与水反应
答案:D
7.（1）在碘化钾淀粉溶液中，滴加少量次氯酸钠溶液，立即会看到溶液变蓝色，这是因为______________________________，反应的离子方程式是______________________________。
（2）在碘和淀粉形成的蓝色溶液中，滴加亚硫酸钠溶液，发现蓝色逐渐消失，这是因为______________________________，反应的离子方程式是______________________________。
（3）对比（1）和（2）实验所得的结果，将I2、ClO－、按氧化性由强到弱顺序排列为______________________________。
解析：淀粉溶液变蓝的原因是溶液中存在I2，可由题目提供的反应物及产物中是否有I2，推断出反应的方程式。进一步来确定I2、ClO－、氧化性强弱。
答案：（1）I－被氧化成I2遇淀粉变蓝 2I－＋ClO－＋H2O====I2＋Cl－＋2OH－
（2）I2被还原成I－ I2＋＋H2O====＋2H＋＋2I－ （3）ClO－＞I2＞
8.环境污染造成生态失衡，请看下例：某地一池塘，原来生长着丰富的水生植物和多种鱼虾，后来由于化工厂将大量污水排入池塘中，使其水质恶化，各种水生生物先后死亡。根据以上材料，回答下列问题：
（1）从生态平衡角度看，池塘这种变化说明了______________________________。
（2）造成这种变化的原因是______________________________。
（3）经检测，污水含有0.012 mol·L-1的游离溴，可用亚硫酸钠除去污水中的溴，请写出化学方程式：______________________________。
（4）处理这种污水5 L，至少需要加入0.05 mol·L-1的亚硫酸钠溶液____________L，才能将溴全部除去。
(5)要使池塘恢复本来面目，首先要解决的问题是______________________________。
答案:（1）破坏了生态平衡
（2）池塘里的水被化工厂的污水污染
（3）Na2SO3+Br2+H2O====Na2SO4+2HBr
（4）1.2
(5)将污水处理成无污染的水质才能排放
习题详解
1.答案：CaCO3CaO+CO2↑
CaO+SO2====CaSO3 2CaSO3+O2====2CaSO4
2.答案：(1)发动机点火时产生电火花，使空气中的N2与O2反应生成NO。N2+O22NO
(2)2NO+2CO====2CO2+N2
(3)①②
3.答案：A
点拨：NO、NO2、SO2等都会对空气造成污染。而N2是空气中的主要成分之一，不污染空气。
4.答案：C
点拨：因为NO极易与空气中的氧气反应生成NO2，因此不能用排空气法收集。
5.答案：C
点拨：SO2漂白原理是SO2与有色物质反应生成无色的不稳定的化合物，属化学变化，但不是氧化还原反应；B、D漂白原理相同，都是它们与水反应生成HClO，HClO具强氧化性，将有色物质氧化而漂白，属化学变化；活性炭具有吸附作用，使红墨水褪色而非化学变化。
6.答案：D
点拨：×2=×2
m(NO2)=2.3 g
7.答案：D
点拨：NO2与H2O反应的方程式为3NO2+H2O====2HNO3+NO，反应中N元素化合价既升高又降低，所以NO2既是氧化剂又是还原剂。
8.答案：C
9.答案：（1）2SO2+O22SO3
（2）Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
(3)3NO2+H2O====2HNO3+NO
点拨：由题意知X是SO2，Y是Cl2，Z是NO2。
10.答案：根据方程式可知：
S ~ SO2
32 g 64 g
100 t×0.64% m(SO2)
m(SO2)=1.28 t
V(SO2)=×22.4 L·mol-1=4.48×105 L
S ~ SO2 ~ H2SO4
32 g 98 g
100 t×0.64%×360 m×98%
m=72 t
（1）1.28 t （2）4.48×105 L （3）72 t
11.略
