本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是魯教版高中化學(xué)必修第一冊第三章第三節(jié)《氮的循環(huán)》的第一課時(shí)。該部分的教學(xué)內(nèi)容涉及到氮元素的相關(guān)知識和概念，氮的各種重要化合物的相關(guān)性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象，不同氮的化合物的用途。通過研究氮的單質(zhì)及化合物的性質(zhì)和用途，可以使我們從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)的視角認(rèn)識物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，深化對物質(zhì)及其變化多樣性的認(rèn)識。本節(jié)安排了氮的循環(huán)、氮的固定、氮氧化物性質(zhì)這三部分內(nèi)容。通過學(xué)習(xí)這部分知識，學(xué)生將學(xué)習(xí)并掌握氮的氧化物、氮的循環(huán)及相關(guān)反應(yīng)；學(xué)習(xí)并掌握氮的單質(zhì)和氮氧化物性質(zhì)；通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生將感受氮元素的多種化合物的不同特性和用途以及氮循環(huán)與人類活動(dòng)關(guān)系。
證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能一舉物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)列舉氮元素的典型代表物。能列舉、描述、辨識含有氮元素的典型氧化物物質(zhì)重要的物理和化學(xué)性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。能用化學(xué)方程式、離子方程式正確表示典型物質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)。
宏觀辨析與微觀探析：能從物質(zhì)類別、元素價(jià)態(tài)的角度，依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)原理，預(yù)測氮及其化合物的化學(xué)性質(zhì)及變化，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步驗(yàn)證，并能分析、解釋有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。能從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)變化角度說明有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑及氮的循環(huán)。能分別根據(jù)氮及其化合物的性質(zhì)，分析實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的某些問題，說明妥善保存、合理使用化學(xué)品的廠貨減方法。
科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：能說明氮及其化合物的應(yīng)用對社會(huì)發(fā)展的價(jià)值、對環(huán)境的影響。能有意識地運(yùn)用所學(xué)知識或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與社會(huì)性科學(xué)議題的討論。能主動(dòng)運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識和方法解決生產(chǎn)、生活中簡單的化學(xué)問題。能運(yùn)用綠色化學(xué)思想分析和討論化工生產(chǎn)的相關(guān)問題。
重點(diǎn)：氮的氧化物性質(zhì)
難點(diǎn)：不同價(jià)態(tài)的氮元素轉(zhuǎn)化
多媒體
知識回顧
1.常溫常壓下，氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，它很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
2.通常情況下，氮?dú)馐菬o色、無味、難溶于水的氣體，密度比空氣略小。
3.在高溫、高壓、催化劑的條件下，氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)生成氨氣。
二、導(dǎo)語
閃電是大家非常熟悉的自然現(xiàn)象。你知道在電閃雷鳴的時(shí)候，空氣里的氮?dú)?、部分含氮化物分別發(fā)生了哪些反應(yīng)嗎？這些反應(yīng)產(chǎn)生了哪些物質(zhì)？這些物質(zhì)對于人類的生產(chǎn)和生活有什么意義？俗語說“雷雨發(fā)莊稼”，這句話隱含著什么原理？這與我們今天學(xué)習(xí)的知識有關(guān)。
三、講授新課
出示課件：自然界中氮的存在
活動(dòng)一：從物質(zhì)類別列舉含氮元素的物質(zhì)，用化學(xué)式將這些物質(zhì)寫出來，并總結(jié)氮的存在形式。
單質(zhì)：氮?dú)猓∟2）
化合態(tài)
氣態(tài)氫化物：氨氣（NH3）
氧化物：一氧化氮（NO、二氧化氮NO2）
酸：硝酸（HNO3、亞硝酸HNO2）
堿：一水和氨（NH3·H2O）
鹽：氯化銨（NH4Cl、硝酸銨NH4NO3等）
板書：自然界中氮以游離態(tài)和化合態(tài)的形式存在。
活動(dòng)二：從元素化合價(jià)角度看：求出上述物質(zhì)中的氮元素化合價(jià)，并在價(jià)---類二維圖中標(biāo)注。
板書：
展示課件：自然界中氮的循環(huán)
活動(dòng)三：引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P106內(nèi)容，會(huì)用語言描述氮的循環(huán)。
在自然界中，大豆、蠶豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物。植物的根從土壤中吸收的銨根、硝酸根，經(jīng)過復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)化過程形成各種氨基酸，氨基酸最后轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)。動(dòng)物以植物為食物而獲得植物蛋白，并將其轉(zhuǎn)化為動(dòng)物蛋白。動(dòng)植物遺體中的蛋白質(zhì)被微生物分解成銨根、硝酸根、氨氣，又回到土壤、大氣和水體中，被植物再次吸收利用、另外，在放電條件下，空氣中少量的氨氣與氧氣化合生成氮氧化物，這些氮氧化物隨降水轉(zhuǎn)化成硝酸等進(jìn)入土壤和水體中。
板書：
大氣中氮?dú)狻跛猁}或含氮化合物→氨基酸→植物蛋白質(zhì)→動(dòng)物蛋白質(zhì)→銨根、硝酸根、氨氣→大氣、土壤等
氮?dú)?、氧氣→氮氧化合物→硝酸等→土壤、水體
思考：人類活動(dòng)影響氮的循環(huán)嗎？與同伴交流答案。
板書：
氮?dú)狻薄衔铩寥馈⒋髿?、水體
化石燃料和農(nóng)作物秸稈燃燒→氮氧化物→大氣、水體、土壤
展示課件：氮的固定
活動(dòng)四：老師提出問題。學(xué)生解答問題
①什么是氮的固定？
②氮的固定有哪些方式？
③生物固氮、閃電固氮、合成氨、仿生固氮你怎么理解？
板書：
①氮的固定概念：將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程
②氮的固定方式：自然固氮（包括生物固氮、閃電固氮）、人工固氮（包括合成氨、仿生固氮）
生物固氮：自然界中一些微生物將空氣中氮?dú)馔ㄟ^生物化學(xué)過程轉(zhuǎn)化為含氮化合物。
閃電固氮：通過閃電將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮化合物。
氨的工業(yè)合成：在一定的條件下氮?dú)馀c氫氣可以直接化合生成氨，而氨的水溶液及氨形成的鹽含有能被植物吸收的銨態(tài)氮。
N2+3H2 SKIPIF 1 < 0 2NH3
合成氨作用：
氮?dú)?、氫氣→氨→化肥→糧食增產(chǎn)
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某些金屬有機(jī)化合物可以起到根瘤菌的作用，并以這些金屬有機(jī)化合物為催化劑實(shí)現(xiàn)了常溫、常壓固氮，即仿生固氮。仿生固氮是當(dāng)前科學(xué)界最為關(guān)注的研究課題之一。
展示課件：氮?dú)?、氮氧化物性質(zhì)
活動(dòng)五;氮?dú)庑再|(zhì)
①會(huì)描述氮?dú)馕锢硇再|(zhì)嗎？
②氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)
常溫下，氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)嗎
放電條件下，氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成了什么物質(zhì)？該反應(yīng)化學(xué)方程式是什么？哪一種物質(zhì)做氧化劑？哪一種物質(zhì)做還原劑？
板書：
氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)
氮?dú)庠诔叵禄瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其他物質(zhì)反應(yīng)。
在放電條件下
N2+O2 SKIPIF 1 < 0 N0
氮?dú)庾鲞€原劑，氧氣做氧化劑
活動(dòng)六：一氧化氮性質(zhì)
①描述其物理性質(zhì)。
②
一氧化氮化學(xué)性質(zhì)：一氧化氮與氧氣反應(yīng)的方程式及現(xiàn)象
板書：
一氧化氮化學(xué)性質(zhì)
2NO + O2 = 2NO2（氣體由無色變?yōu)榧t色，可用來檢驗(yàn)NO存在）
一氧化氮是還原劑，氧氣是氧化劑
活動(dòng)七：二氧化氮性質(zhì)
①描述物理性質(zhì)
②化學(xué)性質(zhì)
二氧化氮化學(xué)性質(zhì)
該反應(yīng)現(xiàn)象及化學(xué)方程式是什么？
板書：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO→工業(yè)制取硝酸
紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o色
活動(dòng)八：說一說物質(zhì)用途
1.二氧化氮有毒
二氧化氮能使多種織物褪色、損壞多種織物和尼龍制品，對金屬和非金屬材料也有腐蝕作用。
2.一氧化氮用途
在擴(kuò)張血管、提高免疫力、增強(qiáng)記憶力等方面有著重要作用
作業(yè)布置與設(shè)計(jì)：
顏色
氣味
狀態(tài)
溶解性
密度
顏色
氣味
狀態(tài)
溶解性
密度
無色
無味
氣態(tài)
難溶于水
比空氣略小
顏色
氣味
狀態(tài)
溶解性
密度
顏色
狀態(tài)
氣味
溶解性
無色
氣態(tài)
無味
難溶于水
顏色
狀態(tài)
氣味
溶解性
顏色
狀態(tài)
氣味
溶解性
紅棕色
氣態(tài)
刺激性
易溶于水
NO
NO2
色
無色
紅棕色
味、態(tài)
無色、氣體
刺激性、氣體
水溶性
不溶
易溶 ，與水反應(yīng)
與氧氣
不反應(yīng)
應(yīng)用
①傳遞神經(jīng)信息的“信使分子”
②比CO更易與血紅蛋白結(jié)合造成缺氧
使多種織物褪色，損壞多種織物和尼龍制品，對金屬和非金屬材料有腐蝕作用

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第3節(jié) 氮的循環(huán)

版本： 魯科版 (2019)

年級： 必修 第一冊

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