氮族元素教案.doc

教案-高二化学第一章第一节氮族元素教学设计第一章第一节：氮和磷学习内容分析本节包含氮族元素整体认识，氮元素的单质和氧化物的性质和用途，磷元素的单质和氧化物及最高价氧化物对应的水合物的性质和用途，含氮、磷元素的物质之间的相互转化、极性分子与非极性分子的相关知识。在高考中，氮单质的性质和用途是一个重点。氮氧化合物与环境问题也是历年考题的热点。学习者分析此阶段，学生已经掌握元素周期律的相关知识和应用。在学习了碱金属元素、卤素、氧族元素和碳族元素的基础上学习第五主族元素的性质。学生对学习主族元素的方法及应用已经有了部分经验。教学目标知识与技能：第一课时：了解氮族元素结构和性质的相似性与递变性；第二课时：掌握N2 的分子结构、物理性质、化学性质、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法，了解氮的固定的重要意义。第三课时：了解氮的氧化物及其性质、能解决涉及氮氧化合物反应的相关计算。并讲解高中化学常用计算方法之电子守恒法在解决氧化还原反应相关计算问题中的运用教学过程 第一课时（40Min）教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图引入复习已学过的主族元素，引入氮族元素并总结学习主族元素的一般思路（2min）【讲述】以前我们已经学习过一些主族元素，它们分别是第一主族的碱金属元素、第七主族的卤素、第六主族的氧族元素和第七主族的碳族元素。请大家结合我们以前学习的内容，回忆我们学习某主族元素的一般顺序和所学习的具体内容，讨论、总结出学习主族元素的一般思路；复习、讨论、总结指导学生结合以往经验总结学习元素和化合物的方法，并将总结出来的方法用于指导学习板书（展示）学习主族元素的一般方法（5min）【板书】学习主族元素的一般方法：第一步：对主族元素的整体认识：在周期表中的位置包含的元素及其名称、符号、原子序数、原子结构示意图、原子结构、元素性质的相似性与递变性；单质物理性质的递变性通过某代表元素的学习，进而掌握整族元素的性质特点；第二步：某一代表元素：原子结构-单质-氢化物（氧化物）-对应的水合物（酸、碱）-含该元素的盐；第三步：某一具体的物质：物质结构-物理性质-化学性质-用途-制法-保存方法等第四步：结合代表元素相关的内容，推导其他元素的性质特点，结合元素周期律和原子结构的特点，掌握该主族元素中的特殊情况，例如卤素中的 I2 与淀粉显色的性质等口述内容，教师板书的同时笔记，通过总结帮助学生形成学习元素和化合物的一般思路，以指导学生学习、复习元素和化合物的知识学生活动“方法”在指导学习氮族元素中的运用(2min)【情境任务】请大家结合刚总结出的经验，请大家讨论、分析一下我们在学习氮族元素时，需要学习哪些内容？【氮族元素在周期表中的位置和包含的元素、各元素原子结构上的相似性和递变性，代表元素的原子结构、单质、氢化物、氧化物及它们的水合物、含代表元素的盐的物理、化学性质、用途、制法等】学生讨论，总结并叙述进一步掌握学习主族元素的方法。引入根据学习主族元素的方法引入氮族元素的学习内容【讲解】同样，我们在学习氮族元素时，也是按上述方法进行，今后学习其他元素和化合物，甚至以后高三总复习、上了大学以后的更深层次的学习，此方法都有指导意义。那么本节课我们究竟要学些什么呢？板书（展示）一、氮族元素（2min）一、氮族元素：在周期表中的第VA族，包含氮、磷、砷、锑、铋五种元素【情境任务】请大家按原子序数从小到大的顺序书写出该族元素的原素符号、名称和原子序数、并画出原子结构示意图学生阅读课本，在预习的基础上叙述并识记，并完成当前学习任务熟记氮族元素在周期表中的位置、包含的元素板书（展示）5min+725【板书或指导学生板书】+15285氮（7N）磷（15P）砷（33As）锑（51Sb）铋（83Bi）学生书写完成后板书于黑板上复习原子结构图的画法，掌握氮和磷的原子结构示意图问题引导5min【问题】请大家结合元素周期律和我们画出的原子结构示意图，阅读教材，总结出氮族元素原子结构的相似性和递变性，并在此基础上总结出氮族元素性质的相似性和递变性 阅读总结运用元素周期律指导学习主族元素板书1、氮族元素结构和性质的相似性（10min）1、氮族元素结构和性质的相似性:所有氮族元素原子的最外层电子书均为5氮族元素的主要化合价都有+3、+5价氮族元素氢化物的通式为RH3,最高价氧化物的水合物通式 HRO3 或 H3RO4 ;2、氮族元素结构和性质的递变性(从NBi)随原子序数的递增、原子核外电子层数逐渐增多，原子半径增大；原子核与最外层电子之间的距离增加。原子核对最外层电子的束缚能力减弱，原子失电子能力增强元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱气态氢化物的稳定性逐渐减弱，最高价氧化物对应的水合物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强。笔记，书写氮族元素的氢化物，最高价氧化物及其水合物的化学式并比较它们的性质。巩固元素周期律在学习主族元素中的运用。讲述氮族元素的单质10min【讲述】在了解了氮族元素的整体知识以后，请同学们自行阅读教材第二页的表，总结出氮族元素常见单质的物理性质及其递变规律阅读教材，总结板书3、氮族元素单质的物理性质相似性与递变性（5min）3、氮族元素单质的物理性质相似性与递变性状态：熔点：沸点：密度：例1有关氮族元素的叙述错误的是：( )A、随着原子序数的增大，其原子半径也增大 B、都是典型的非金属元素，主要化合价都有-3、+3、+5价C、气态氢化物的稳定性随原子序数的递增而减弱 D、它们的非金属性，比同周期的氧族元素弱已知元素砷（As）的原子序数为33，下列叙述正确的是A砷元素的最高化合价为+3价 B砷元素是第四周期的主族元素C砷原子第3电子层含有18个电子 D砷的氧化物水溶液呈碱性练习1关于氮族元素（用R代表）的下列叙述正确的是 A最高化合价是+5 B氢化物的通式为RH5 C非金属由上到下递增 D其含氧酸均为一元强酸对氮族元素性质的描述正确的是A在气态氢化物里化合价均为+3价 B气态氢化物的稳定性依次增强 C元素非金属性依次增强 D非金属性的同周期的氧族元素弱砷为第四周期第A族元素，则砷不可能具有的性质是：A砷在通常状况值下是固体 B砷可以有3，+3，+5等多种化合价CAs2O5对应水化物的酸性比H3PO4 D砷的还原性比磷弱例2下列变化规律正确的是 A原子半径：CNO B非金属：SiPCl C还原性：SiH4PH3HCl D酸性：H2SiO3H3PO4H2SO4练习2下列说法正确的是 A第VA族元素都是非金属元素 B磷比氮难与氢化合生成气态氢化物C气态氢化物稳定性：PH3NH3H3PO4H2SO4 下列关于砷元素化合物的性质叙述中不正确的是 A砷酸的酸性比磷酸弱 B可以形成两种含氧酸H3AsO4和H3AsO3 C气态氢化物有两种，为AsH3和AaH5 D砷难以与H2化合生成氢化物【综合练习】：1、有下列数字的选项序号为：A0；B2；C4；D8。其中：（1）氮族元素的最高正化合价和负化合价的代数和是：（2）氮族元素的最高正化合价和它的负化合价的绝对值之和是：（3）在氮族元素形成的各种化合物中，正负化合价的代数和是：2、关于氮族元素的如下论述中错误的是：A随原子序数递增原子半径逐渐增大 B最高价氧化物对应水化物酸性依次减弱C都是典型的非金属元素 D最高化合价均为+5价3、下列各项排列正确的是：A酸性：HNO3H3PO4H2SO4 B碱性：Sb(OH)3Bi(OH)3C稳定性：AsH3PH3PH3NH33、氮族元素与同周期碳族、氧族、卤族元素相比较，下列递变规律正确的是：A原子半径：CNOB非金属性：SiPClC还原性：SiH4PH3HClD酸性：H2SiO3H3PO4H2SO4第二课时：氮气和氮的氧化物教学过程 第二课时 40min教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图引入引入氮气2min结合前一课时学习元素和化合物的一般方法，引入氮的单质和氧化物的学习内容：【讲述】我们已经知道了学习元素和化合物的具体方法、以及学习某主族元素的内容了，下面，我们按照前边讲述的方法逐一学习氮族元素的代表元素之一的氮元素的单质和氧化物。我们将在第二节学习氮的氢化物氨气，第三节学习氮的最高价氧化物对应的水合物硝酸。听课题引入问题设置学习任务的问题6min【问题】请大家阅读教材，完成以下问题：1、氮元素在周期表中处于_周期_族，原子序数为_,氮原子的原子结构示意图为_2、与同周期的氧族元素、卤素相比较，氮族元素的金属性与非金属性的强弱如何？为什么？3、氮元素在自然界中以什么形态存在？4、氮气的结构与物理性质、化学性质如何？5、氮气有哪些重要用途？6、工业上、实验室里是如何制取氮气的？阅读教材，结合元素周期律完成有关问题以问题的形式让学生知晓本节课的学习任务。总结、板书（展示）二、氮气和氮的氧化物【总结氮气的相关内容】15min二、氮气和氮的氧化物+7251、氮元素在周期表中处于第二周期第五主族，原子结构示意图为2、氮元素的非金属性比同周期的氧族元素、卤素都弱；3、自然界中氮元素的存在形态：化合态：有机化合物、自然界中的硝酸盐游离态：空气中存在大量的氮气，（氮气在空气中的体积分数约为78%）4、氮气的结构与性质:（1）氮气的结构：分子式：N2 结构式：NN 电子式： （2）氮气的物理性质：无色无味，难溶于水（1:0.02），密度比空气小。沸点比氧气低（一般情况下，分子的相对分子量越大，则晶体的熔、沸点越高）【附加问题】如何计算、比较气体在标准状况下的密度？若实验室通过化学方法制得氮气，用什么方法收集？（3）氮气的主要化学性质：氮原子最外层电子数为5，主要表现-3，0，+1，+2，+3，+4，+5几种化合价。因为其分子为双原子分，分子中两个氮原子之间通过氮氮叁键相连。由于氮氮三键的键能比较高，所以氮气不容易发生化学反应，即不活泼。但在一定条件下， N2 也能和部分非金属单质、金属单质发生反应。 N2 与 H2 的反应 放电与氧气反应：N2+O2 2NO2NO+O2=2NO2(红棕色)2NO2 N2O4 (无色)学生笔记、熟记氮气的化学式、电子式学生复习计算气体摩尔质量的公式；比较相同状态下气体的密度大小可直接转化为比较气体的摩尔质量的大小。引导通过中国谚语引导学生加强对氮气转化的理解（3min）中国有句农谚，叫做“雷雨发庄稼”，谁能解释这句话的含义？请大家阅读教材第3-4页内容，再来理解这句农谚【解释】阅读教材内容，自行总结引入氮样化合物与水的反应，为下课时讲解氮的氧化物的相关计算做准备。板书板书镁与氮气反应的方程式2min点燃跟镁反应：3Mg+N2 Mg3N2 （氮化镁为离子化合物，在水中会发生强烈水解。）Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3听课，了解此内容，对氮化镁的水解有所了解使之认识到不是所有物质都可以形成溶液讲解讲解固氮的相关知识和意义(2min)【讲解】固氮：氮的固定将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。途径：自然固氮（雷雨固氮、生物固氮）；人工固氮：合成氨工业。学生阅读教材总结固氮的相关内容了解氮的固定，从而了解氮气的重要用途引入，板书结合学习元素的主要线索引入并板书氮气的用途3min【讲解】在我们了解了氮气的结构，物理性质和化学性质以后，我们下一步该学习氮气的用途和制法了【板书】5、氮气的用途（1）合成氨、制氮肥、制硝酸。（2）用作保护气：焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。（3）做制冷剂结合前边的讲解理解氮气的用途利用的具体性质“性质-用途”之间的关系讲解讲解氮气的制法3min【板书】6、氮气的制法工业制法：利用氮气与氧气沸点不同，在不同条件下气化液态空气；用化学方法除掉空气中的氧气和其他气体实验室制法：NH4Cl+NaNO2 = N2 + NaCl + H2O 听讲解，了解氮气