化学必修一第三章第二节——氮的循环

鲁科版化学必修一第三章第二节氮的循环【设计背景及理念】为更好体现信息技术与高中化学教学的融合，突出数字教育资源在高中化学课堂教学中的运用，结合我校信息技术和数字教育资源硬件条件实际、学生使用信息技术的能力水平及高中化学元素化合物内容的教学要求，本课教学设计在基于高中化学新课程理念及学生化学学科观念培养的基础上，突出信息技术与高中化学课堂教学设趣激情的整合、信息技术与创设问题情境促进学生自主学习的整合、信息技术与创设实验情境促进学生主动探究实验的整合、信息技术与化学概念教学的整合，通过合理、灵活地运用信息技术和数字教育资源，激发学生学习热情，促进学生的自主学习、主动探究、主动发展，培养学生的化学学科观念，让高中化学课堂教学简约高效。【教材分析】本节选自鲁科版必修一第三章第二节，氮及其化合物是高中化学教学的重要内容，是学生在中学阶段所学习的元素化合物知识的重要组成部分，本节内容不仅为以后元素周期律和元素周期表的学习奠定了基础，而且进一步巩固和深化了氧化还原反应、离子反应理论，培养学生学以致用的能力。同时教材在知识安排上尽量是知识与生活生产相结合，理论与实际相结合，这有利于激发学生学习化学的兴趣，培养和发展学生的各项能力。体现了“从生活中走进化学，再用化学去指导生活”的理念。【学情分析】对学生而言，就知识层面看，学生通过初中和必修一前面章节内容的学习，已具备了一定的元素和化合物知识，也学习了氧化还原反应及离子反应内容。就方法层面看，学生进入高中后，已学习了科学探究的基本程序与方法，学习了从物质分类角度应用类比的方法学习物质的性质，本节课前，较为系统的学习了碳及其化合物内容，初步具备了学习元素化合物的一般方法。而在能力层面，高一学生已具备一些观察、分析能力和自学能力，能够独立完成一些实验。【教学目标】知识与技能目标1 了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的主要物质。2 掌握氮气，一氧化氮，二氧化氮的性质。3 了解氮的固定及氮的固定的主要形式。4 了解可逆反应。能力与方法目标1 培养学生阅读分析，归纳总结的能力。2 了解物质结构决定性质，性质决定用途的主线。3 培养学生从物质类别角度和元素所处价态角度预测物质的性质。4 培养学生分析对比能力。5 培养学生实验探究能力。6 体验科学探究的一般程序与主要方法。情感态度与价值观目标1 创设情境，活跃思维，激发兴趣。2 通过合成氨学习，让学生体会化学与生产，生活的紧密联系。3 通过 NO 的功与过，引导学生树立辩证统一思想。4 通过合成氨化学史介绍，培养学生的爱国主义精神和社会责任感。【重点难点】 知识与技能的重点、难点：N2、NO 和 NO2 的性质。过程与方法的重点、难点：通过实验探究分析解决问题的能力。【教学设计】【导入】创设情景 新课引入 .【PPT】 用 PPT 展示一副关于“魔鬼谷”的照片，简要描述相关故事。【PPT】俗语“一场雷雨一场肥” “雷雨发庄稼 ”【提问】这些俗语涉及到哪些化学物质，这些物质又究竟发生了哪些化学反应呢？让我们一起走入合作探究一揭秘俗语“一场雷雨一场肥” “雷雨发庄稼”【设问】“雷”意味着什么？“雨”表示什么意思？“肥”呢？空气中主要气体是什么？游离态的氮气中的氮元素能被庄稼（植物）吸收吗？这些游离态氮又如何转化为可被植物吸收的化合态氮的呢？【过渡】氧气的性质，我们知道是它是一种活泼的非金属单质，所以要解开疑惑，必须首先知道氮气的性质如何？请看学案交流研讨1【活动】交流研讨 1 【PPT】交流研讨 1 身边的氮气，你知多少？阅读课本 P7475 内容并思考：1 联系身边的氮气分析归纳氮气的物理性质。2 通常情况下氮气的化学性质稳定吗？为什么？3 从物质所属类别角度推测氮气的主要化学性质。4 根据氮元素所处价态，从氧化性，还原性角度预测氮气的性质。【交流 1】 引导学生联系身边的氮气，归纳出氮气的物理性质。【交流 2】 引导学生联系身边的氮气思考氮气的化学性质稳定性。PPT氮气分子的结构。分析氮气分子的结构特点，指出物质结构决定性质。设问利用氮气化学性质的稳定性，可以有哪些用途？指出物质的性质决定用途。【交流 3】 引导学生从物质所属类别角度推测氮气的主要化学性质。思考主线是元素的典型物质所属类别通性。【交流 4】 引导学生从氮元素所处价态，从氧化性，还原性角度预测氮气的性质。思考主线是元素化合价氧化性、还原性。视频镁在 N2 中燃烧视频N2 与 O2 放电实验ppt N2 与 H2 反应的化学方程式 N23H2=2NH3设问什么是可逆反应？PPT可逆反应过程动画强调可逆反应的特征是反应不能完全进行到底，也就是反应物不能完全转化为生成物，举例提问：为什么氯水会呈淡黄绿色？PPT哈伯图片。介绍合成氨化学史。【讲授】过渡 通过对氮气性质的研究学习，我们已经知道氮气与氧气在放电条件下发生反应生成了一氧化氮。也初步了解了生成的一氧化氮又与氧气反应生成了红棕色的二氧化氮，很显然 NO，NO2 也不能被植物吸收，那么 NO，NO2 究竟具备什么性质能进一步转化呢？让我们通过交流研讨 2 的实验探究来回答这个问题。【活动】交流研讨 2 【PPT】交流研讨 2 实验探究 NO2、NO 的性质实验目的 探究“NO2 、 NO 的性质”实验用品 圆底烧瓶（ 125ml,充满 NO2），注射器（60ml 一个，20ml 一个），烧杯，玻璃长导管，止水夹，水，紫色石蕊试液 。实验方案 让 NO2 与 H2O 反应及 NO 与氧气反应在圆底烧瓶内完成，形成喷泉实验，对产物进行性定量验证。通过多次往烧瓶注入空气并摇动最终只剩余氮气和氧气，再进行实验拓展的同时让实验绿色环保。实验步骤 1 装置固定在铁架台后，将玻璃管插入烧杯中水中（滴入 3ml紫色石蕊试液）。2 打开止水夹，将注射器中的水一次性注入圆底烧瓶，观察现象。3 关闭止水夹，换用大注射器（吸入 50ml 空气）往瓶内注入少量（约 10ml)空气，观察现象。4 轻轻摇动烧瓶，观察现象。重复多次注入少量（约 10ml)空气并摇动，直至注入空气时无红棕色出现。此时，烧瓶内气体成份是什么？实验现象1 喷出红色喷泉。2 喷出液体约占圆底烧瓶体积三分之二。3 剩余气体为无色。4 圆底烧瓶内气体由无色变成红棕色5 重复出现红棕色气体后又消失。实验结论1 步骤 1 2（1）NO2 易溶水。（ 2）NO2 与水反应生成了酸（硝酸）。（3）NO2 与水反应生成的无色气体约占烧瓶体积三分之一。2 步骤 3 （1） NO2 与水反应生成了 NO（2 ）3NO2H2O2HNO3 NO（3） 2NOO22NO23 步骤 4剩余氮气与氧气4NO2+O2+2H2O =4HNO3【讲解】实验的用品 实验的步骤 实验现象的观察。【指导】指导学生顺利完成小组实验。【评价】评价学生的实验效果。【引导】引导学生从实验现象逐步推到出实验结论。【拓展】用反应 4NO2+O2+2H2O =4HNO3 设计喷泉实验。【讲授】过渡 通过刚才实验探究，我们已经知道了 NO，NO2 的化学性质及物理性质上两种气体的颜色，那么它们还有哪些更全面的性质呢？【活动】阅读归纳 【PPT】阅读课本 P76 内容并完成下列表格：物质 NO NO2颜色 无色 红棕色气味 无味 刺激性状态 气体 气体 溶解性 难溶于水 易溶于水毒性 有毒 有毒花性 与氧气反应 与水反应其他 信使分子 漂白作用 设问 NO 气体应如何收集？设问NO 有毒，你能说出它的中毒原理吗？引导学生与 CO 比较。设问NO 被称为“信使分子”，也被评为 “明星分子”。为什么会给它这么高的称号？PPT NO 化学史【讲授】过渡 通过对 NO，NO2 性质的学习，我们知道了在雷雨天气，N2和 O2 放电条件下生成 NO，NO 继续与 O2 反应生成 NO2，NO2与水反应生成了硝酸。请问：硝酸是否被植物直接吸收？生成的硝酸随雨水降落到地面上，与土壤中的矿物质作用，形成被植物吸收的硝酸盐，这样就使土壤从空气中得到氮，促进植物的生长。从而完成了从空气中不能被植物直接吸收的游离态的氮到土壤中可以被植物直接吸收的化合态的氮（硝酸盐）。实际上这只是我们自然界中丰富的含氮元素物质循环的一小部分，那么自然界中氮的循环又有哪些方式呢?让我们继续走入学案中的合作探究二认识“氮的循环与氮的固定”【活动】合作探究二 认识“氮的循环与氮的固定” 【PPT】阅读课本 P7374 内容并思考：1 在氮的循环中空气中氮气（游离态）可以通过哪些途径转换为氮的化合物（化合态）？2 氮的循环涉及的含氮物质有哪些？3 什么是氮的固定？氮的固定有哪几种形式？【PPT】展示自然界中氮的循环图片，结合图片分析归纳。【PPT】生物固氮和工业固氮图片引导学生了解氮的固定的概念及分类【活动】课堂小结 【PPT】课堂小结收获方法：1 科学探究的一般程序:提出问题 作出假设 制定方案实验探究 收集证据形成解释评价反思2 化学思维:结构决定性质，性质决定用途3 学习方法：比较法 知识网络化收获知识：1 氮的固定 可逆反应2 氮气，一氧化氮，二氧化氮的性质及转化关系【PPT】雷雨利庄稼动画结束本节课。【教学设计反思】 本节课的整体构思是让学生“从生活走进化学、用实验探究化学、从化学走向社会”。为此调整了教材的内容安排，把氮的循环与氮的固定放在 N2、NO、NO2 的相关性质探究后再进行学习，让教学的主线能更突出，教学的脉络更加分明，以学生已有的知识和能力为基础，设计一定梯度的探究问题、探究实验，学生通过自主学习、合作学习获取和建构新的知识。知识层面，以揭秘俗语“一场雷雨一场肥” “雷雨发庄稼 ”为线索，融合了 N2、NO、NO2 的相关性质，使学生掌握了 N2 与 02、H2、Mg，NO 与 02，NO2 与水等物质反应的新知识；方法与能力层面，培养学生分析、比较、归纳及知识网络化的学习方法，逐渐形成结构决定性质、性质决定用途的化学思维，培养学生从实验的现象推导出结论的科学思维，让学生深刻体验学习科学探究的一般程序:提出问题作出假设制定方案实验探究收集证据形成解释评