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高中化学苏教版 (2019)必修 第二册专题7 氮与社会可持续发展第二单元 重要的含氮化工原料教学设计
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这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第二册专题7 氮与社会可持续发展第二单元 重要的含氮化工原料教学设计，共4页。教案主要包含了硝酸的物理性质，硝酸的化学性质等内容，欢迎下载使用。
本专题第一单元从N2到NH3，这是最重要的人工固氮。本单元“重要的含氮化工原料”，以氨气的性质和用途开篇，氨气的催化氧化是氨气的重要性质和应用，是工业上制备硝酸最关键的反应；以硝酸的性质和应用收尾，呈现了从N2到NH3，到HNO3自然延伸的氮元素化合物知识线。硝酸作为一种重要的化工原料，应用非常广泛，常用来制备氮肥、染料、塑料、炸药和硝酸盐等。教材从实验入手，通过引导学生对比观察铜与浓、稀硝酸反应时的不同现象，加深对硝酸强氧化性的认识，对硝酸与金属反应不产生氢气的感知和理解。学生容易理解、掌握铜与浓硝酸和稀硝酸反应的化学方程式，也有利于学生形成化学中的量变引起质变的观念。
教学目标与核心素养
教学目标：
1．能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性。
2．认识硝酸在相关反应中体现的性质，了解硝酸的保存方法。
核心素养：
1.能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
2.了解硝酸对人类发展的贡献。
教学重难点
1.硝酸的不稳定性和强氧化性
2.硝酸的强氧化性
教学过程
硝酸是我们中学常见的三大强酸之一，那么它具有酸的通性应在情理之中，除此以外，硝酸会不会也像硫酸一样也有自身的某些特性呢？通过今天的学习，我们就会对硝酸有一个更全面的认识。
一、硝酸的物理性质：
纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，密度为1.5027 g·cm-3，沸点83℃，98%以上的浓硝酸在空气中由于挥发出HNO3而产生“发烟”现象，通常叫发烟硝酸，常用浓硝酸的质量分数大约为69%。
盐酸、硫酸、硝酸主要物理性质对比：
刚才同学们看到硝酸保存在棕色瓶中，我们学过的保存在棕色瓶中的试剂有哪些？
它们具有什么共同特点？从硝酸用棕色瓶保存，我们可推测硝酸具有什么性质？(我们学过的氯水，以及常见的AgNO3、等均用棕色瓶保存，它们的共同特点是见光易分解，因此我们可推测硝酸具有不稳定性。)
二、硝酸的化学性质
1.酸的通性：
硝酸的强酸性 HNO3 = H+ + NO3-
可能有：使酸碱指示剂变色；与活泼的金属反应生成氢气；与碱发生中和反应，生成盐和水；与碱性氧化物反应，产物也是盐和水；可与盐反应生成另外一种盐和另外一种酸。
分析：不尽对。因为硝酸在与活泼金属反应的时候，生成的气体主要成分不是氢气，而是它的还原产物NO或NO2，这些等一会学到硝酸的特性处就会明白了。再则，浓硝酸中加入酸碱指示剂时（如石蕊），其现象应该是溶液先变红而后褪色。变红是因为溶液显酸性，褪色则由于硝酸的特性——强氧化性所致。
［实物展示］用无色试剂瓶盛装的浓HNO3 (观察，注意到其略带黄色)。
这是因为硝酸分解产生了红棕色的NO2，NO2少量的溶解在浓硝酸中而使其略显黄色。这就是硝酸的第一个特性不稳定性。
2.硝酸的不稳定性：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
在以前我们曾学过一种常见的酸，其市售的浓溶液也往往呈黄色，大家想想它是哪种酸？为什么显黄色？(那是浓盐酸，市售的浓盐酸中含有Fe3+而显黄色。)
我们知道一般的酸在与金属反应的时候都将生成氢气，而刚才我提醒过大家，硝酸无论是浓的还是稀的，它们与金属反应生成的气体主要的都不是氢气，这就是由于硝酸的第二个特性——强氧化性的缘故。
3. 硝酸的强氧化性:
观察与思考：P42 实验1 实验2
观察现象并填写下表
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
2NO + O2 = 2NO2
4HNO3（浓）+C 2H2O+4NO2↑+CO2↑
硝酸与不活泼金属Cu反应所表现出的强氧化性与浓H2SO4很相似。另外，HNO3被部分还原为NO2或NO，另一部分未被还原，以NO3-存在于硝酸盐中，所以在上述两个反应中，硝酸既表现了强氧化性，又表现了酸性。
小结金属与HNO3反应的规律：
①不论稀HNO3还是浓HNO3都有强氧化性，能氧化除Au、Pt以外的几乎所有的金属。
②HNO3与金属反应时主要不生成氢气，对于氢后金属、浓HNO3的还原产物是NO2，稀HNO3的还原产物是NO。
提问：在上述反应中，浓硝酸与Cu反应，N元素只得到一个电子，而稀硝酸与Cu反应时N元素得到三个电子，那么能否说得到较多电子的稀硝酸的氧化性比只得到一个电子的浓硝酸的氧化性强呢？（不能这样认为，因为氧化性、还原性的强弱跟得失电子的数目无关，而跟得失电子的难易程度有关，铜与浓HNO3在通常情况下即十分剧烈地反应，而Cu与稀HNO3反应较为缓慢，甚至需要加热，可见浓HNO3的氧化性要比稀HNO3强。）
大家可记得浓H2SO4和Fe、Al之间有种什么特殊关系呢？（常温时浓H2SO4能使Fe、Al钝化，即在Fe、Al的表面形成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行。）
浓硝酸也同样有这一特性，也可以使Fe、Al钝化，故常温时可用Fe或Al制容器盛放或装运浓HNO3。
浓HNO3可使Fe、Al钝化
硝酸不仅可以氧化金属，还可以氧化非金属，它能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应，如可以和C发生反应，生成H2O、NO2和CO2气体。
HNO3在和非金属反应时，一般地非金属被氧化成最高价含氧酸，若酸不稳定则被氧化成最高价氧化物。如：
S+6HNO3（浓）H2SO4+6NO2↑+2H2O
浓H2SO4与浓硝酸强氧化性比较
硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。我国生产硝酸的企业遍及祖国大地，规模较大的有吉林、大连、兰州化学工业公司化肥厂，南京、上海染料化工厂，四川、淮南化工总厂等。
4.应用：硝酸是一种重要的化工原料
课后作业：
1. 重点笔记：课件中4、8、10、11、12
2. 苏教版必修二课本P43：1、4、5
3.专题7-§2-2硝酸（同步练习）
教学反思
本节课采用与硫酸对比迁移，依据情境设计问题，让学生去体验和感受知识的发生和发展过程，激发学生学习化学的兴趣。通过对硝酸呈黄色的设疑，探究硝酸的不稳定性；通过浓、稀硝酸分别与铜反应的实验，增加浓硝酸使铝钝化、浓硝酸与碳反应等实验，探索硝酸的强氧化性。通过实验引导、小组探讨、类比迁移等学习方法，让学生对硝酸性质的理解自然生成、逐步增长，培养学生的观察能力、表达能力、解决问题的能力和思维能力。通过巩固氧化还原反应的概念，提高学生的抽象思维能力；通过对硝酸的学习，引导学生赞同化学，培养发展学生的科学态度和社会责任。色态
味
挥发性
常用浓酸的浓度
盐酸
无色溶液
刺激性
易挥发
37%
硫酸
无色溶液
无
难挥发
98%
硝酸
无色溶液
刺激性
易挥发
69%
实验现象
结论或方程式
实验1
红棕色气体，通入后变无色，溶液变蓝色
稀硝酸具有氧化性
实验2
无色气体，溶液呈蓝色
稀硝酸具有氧化性
浓H2SO4
浓HNO3
与Cu的反应
2H2SO4（浓）+CuCuSO4+2H2O+SO2↑
4HNO3（浓）+Cu=Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O
钝化现象
可使Fe、Al钝化
可使Fe、Al钝化
与C的反应
2H2SO4（浓）+CCO2↑+2H2O+2SO2↑
4HNO3（浓）+C2H2O+4NO2↑+CO2↑
本专题第一单元从N2到NH3，这是最重要的人工固氮。本单元“重要的含氮化工原料”，以氨气的性质和用途开篇，氨气的催化氧化是氨气的重要性质和应用，是工业上制备硝酸最关键的反应；以硝酸的性质和应用收尾，呈现了从N2到NH3，到HNO3自然延伸的氮元素化合物知识线。硝酸作为一种重要的化工原料，应用非常广泛，常用来制备氮肥、染料、塑料、炸药和硝酸盐等。教材从实验入手，通过引导学生对比观察铜与浓、稀硝酸反应时的不同现象，加深对硝酸强氧化性的认识，对硝酸与金属反应不产生氢气的感知和理解。学生容易理解、掌握铜与浓硝酸和稀硝酸反应的化学方程式，也有利于学生形成化学中的量变引起质变的观念。
教学目标与核心素养
教学目标：
1．能运用氧化还原反应知识理解硝酸的氧化性。
2．认识硝酸在相关反应中体现的性质，了解硝酸的保存方法。
核心素养：
1.能从物质类别、氮元素的价态的角度预测分析硝酸的性质，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
2.了解硝酸对人类发展的贡献。
教学重难点
1.硝酸的不稳定性和强氧化性
2.硝酸的强氧化性
教学过程
硝酸是我们中学常见的三大强酸之一，那么它具有酸的通性应在情理之中，除此以外，硝酸会不会也像硫酸一样也有自身的某些特性呢？通过今天的学习，我们就会对硝酸有一个更全面的认识。
一、硝酸的物理性质：
纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，密度为1.5027 g·cm-3，沸点83℃，98%以上的浓硝酸在空气中由于挥发出HNO3而产生“发烟”现象，通常叫发烟硝酸，常用浓硝酸的质量分数大约为69%。
盐酸、硫酸、硝酸主要物理性质对比：
刚才同学们看到硝酸保存在棕色瓶中，我们学过的保存在棕色瓶中的试剂有哪些？
它们具有什么共同特点？从硝酸用棕色瓶保存，我们可推测硝酸具有什么性质？(我们学过的氯水，以及常见的AgNO3、等均用棕色瓶保存，它们的共同特点是见光易分解，因此我们可推测硝酸具有不稳定性。)
二、硝酸的化学性质
1.酸的通性：
硝酸的强酸性 HNO3 = H+ + NO3-
可能有：使酸碱指示剂变色；与活泼的金属反应生成氢气；与碱发生中和反应，生成盐和水；与碱性氧化物反应，产物也是盐和水；可与盐反应生成另外一种盐和另外一种酸。
分析：不尽对。因为硝酸在与活泼金属反应的时候，生成的气体主要成分不是氢气，而是它的还原产物NO或NO2，这些等一会学到硝酸的特性处就会明白了。再则，浓硝酸中加入酸碱指示剂时（如石蕊），其现象应该是溶液先变红而后褪色。变红是因为溶液显酸性，褪色则由于硝酸的特性——强氧化性所致。
［实物展示］用无色试剂瓶盛装的浓HNO3 (观察，注意到其略带黄色)。
这是因为硝酸分解产生了红棕色的NO2，NO2少量的溶解在浓硝酸中而使其略显黄色。这就是硝酸的第一个特性不稳定性。
2.硝酸的不稳定性：4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
在以前我们曾学过一种常见的酸，其市售的浓溶液也往往呈黄色，大家想想它是哪种酸？为什么显黄色？(那是浓盐酸，市售的浓盐酸中含有Fe3+而显黄色。)
我们知道一般的酸在与金属反应的时候都将生成氢气，而刚才我提醒过大家，硝酸无论是浓的还是稀的，它们与金属反应生成的气体主要的都不是氢气，这就是由于硝酸的第二个特性——强氧化性的缘故。
3. 硝酸的强氧化性:
观察与思考：P42 实验1 实验2
观察现象并填写下表
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
2NO + O2 = 2NO2
4HNO3（浓）+C 2H2O+4NO2↑+CO2↑
硝酸与不活泼金属Cu反应所表现出的强氧化性与浓H2SO4很相似。另外，HNO3被部分还原为NO2或NO，另一部分未被还原，以NO3-存在于硝酸盐中，所以在上述两个反应中，硝酸既表现了强氧化性，又表现了酸性。
小结金属与HNO3反应的规律：
①不论稀HNO3还是浓HNO3都有强氧化性，能氧化除Au、Pt以外的几乎所有的金属。
②HNO3与金属反应时主要不生成氢气，对于氢后金属、浓HNO3的还原产物是NO2，稀HNO3的还原产物是NO。
提问：在上述反应中，浓硝酸与Cu反应，N元素只得到一个电子，而稀硝酸与Cu反应时N元素得到三个电子，那么能否说得到较多电子的稀硝酸的氧化性比只得到一个电子的浓硝酸的氧化性强呢？（不能这样认为，因为氧化性、还原性的强弱跟得失电子的数目无关，而跟得失电子的难易程度有关，铜与浓HNO3在通常情况下即十分剧烈地反应，而Cu与稀HNO3反应较为缓慢，甚至需要加热，可见浓HNO3的氧化性要比稀HNO3强。）
大家可记得浓H2SO4和Fe、Al之间有种什么特殊关系呢？（常温时浓H2SO4能使Fe、Al钝化，即在Fe、Al的表面形成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行。）
浓硝酸也同样有这一特性，也可以使Fe、Al钝化，故常温时可用Fe或Al制容器盛放或装运浓HNO3。
浓HNO3可使Fe、Al钝化
硝酸不仅可以氧化金属，还可以氧化非金属，它能与许多非金属及某些有机物发生氧化还原反应，如可以和C发生反应，生成H2O、NO2和CO2气体。
HNO3在和非金属反应时，一般地非金属被氧化成最高价含氧酸，若酸不稳定则被氧化成最高价氧化物。如：
S+6HNO3（浓）H2SO4+6NO2↑+2H2O
浓H2SO4与浓硝酸强氧化性比较
硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。我国生产硝酸的企业遍及祖国大地，规模较大的有吉林、大连、兰州化学工业公司化肥厂，南京、上海染料化工厂，四川、淮南化工总厂等。
4.应用：硝酸是一种重要的化工原料
课后作业：
1. 重点笔记：课件中4、8、10、11、12
2. 苏教版必修二课本P43：1、4、5
3.专题7-§2-2硝酸（同步练习）
教学反思
本节课采用与硫酸对比迁移，依据情境设计问题，让学生去体验和感受知识的发生和发展过程，激发学生学习化学的兴趣。通过对硝酸呈黄色的设疑，探究硝酸的不稳定性；通过浓、稀硝酸分别与铜反应的实验，增加浓硝酸使铝钝化、浓硝酸与碳反应等实验，探索硝酸的强氧化性。通过实验引导、小组探讨、类比迁移等学习方法，让学生对硝酸性质的理解自然生成、逐步增长，培养学生的观察能力、表达能力、解决问题的能力和思维能力。通过巩固氧化还原反应的概念，提高学生的抽象思维能力；通过对硝酸的学习，引导学生赞同化学，培养发展学生的科学态度和社会责任。色态
味
挥发性
常用浓酸的浓度
盐酸
无色溶液
刺激性
易挥发
37%
硫酸
无色溶液
无
难挥发
98%
硝酸
无色溶液
刺激性
易挥发
69%
实验现象
结论或方程式
实验1
红棕色气体，通入后变无色，溶液变蓝色
稀硝酸具有氧化性
实验2
无色气体，溶液呈蓝色
稀硝酸具有氧化性
浓H2SO4
浓HNO3
与Cu的反应
2H2SO4（浓）+CuCuSO4+2H2O+SO2↑
4HNO3（浓）+Cu=Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O
钝化现象
可使Fe、Al钝化
可使Fe、Al钝化
与C的反应
2H2SO4（浓）+CCO2↑+2H2O+2SO2↑
4HNO3（浓）+C2H2O+4NO2↑+CO2↑
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