鲁科版必修1 第3章第2节 氮的循环（第1课时） 教案 (1).doc

第2节 氮的循环第1课时【教学目标】（一）知识与技能目标1.了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；2.通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识n2 、no 、no2的性质；3.通过观察思考活动，认识nh3、铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题；4.通过观察思考活动，认识 hno3的性质。（二）过程与方法目标1.培养学生通过观察实验现象，总结分析物质性质的能力；2.初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的思想。（三）情感态度与价值观目标1.通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从实验室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育；2.通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。【教学过程】一、（一）知识脉络氮及其化合物是元素化合物知识的重要组成部分。本节教材通过闪电这一自然现象，激发学生思考自然界中的含氮物质，通过自然界中的氮循环，引出氮循环中的重要物质氮气、no、no2、氨、铵盐、硝酸等，然后通过观察思考、实验探究认识这些重要物质的性质、用途。在学习过程中了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。（二）知识框架（氮气的性质，氮的固定）氮气与氮的固定硝酸及其应用氨与铵态氮肥氮的循环（硝酸的性质）（氨的性质，铵盐的性质）人类活动对氮循环和环境的影响（酸雨、光化学烟雾、富营养化）教材的主要特点： 从培养学生终身发展所必备的知识和能力出发，重点介绍重要代表物的性质与用途，同时注重培养学生的观察能力和综合分析问题的能力。二、氮在自然界中的循环分析下图并讨论：氮在自然界中是怎样循环的？1、氮气与氮的固定。【讲述】 氮气是由氮原子构成的双原子分子，两个氮原子间共用三对电子，使每个原子都达到稳定结构。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。故常温下，氮气的化学性质不活泼，很难与其它的物质发生反应。但在一定的条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。【演示实验】 在一个空矿泉水塑料瓶距瓶底10cm处，对称地钻两个小孔，然后放在感应圈上，将感应圈的两根极针通过小孔插入瓶中，使两根极针成一条直线，且针尖之间相距0.5cm（如图），接通电源，观察实验现象。待矿泉水瓶中产生红棕色气体后，加入蒸馏水，振荡，用蓝色石蕊试纸检验产生的溶液。【结论】 在放电或高温的条件下，空气中的氮气能与氧气发生反应，生成一氧化氮，一氧化氮在空气中很不稳定，易被氧化成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸。【板书】n2+o2 2no (有毒、无色、难溶于水) 2no+o2=2no2 （有毒、红棕色、与水反应）3no2+h2o=2hno3+no1.现给你一试管二氧化氮，其它药品和仪器自选，根据上述反应，请你设计实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。2.你的设计对工业上生产硝酸有什么启示？（从原料的充分利用，减少污染物的排放等方面考虑。）【过渡】植物只能利用化合态的氮，除了闪电等自然方法外，能否用人工的方法把空气中的氮气转化为植物可吸收的含氮化合物呢？通过大量实验研究，科学家们发现在一定条件下，氮气和氢气可以直接化合生成氨。【板书】 n2+3h2 2nh3 （可逆反应）【讲述】像这样同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应的化学方程式中用“ ”代替“=”。人们把像这样使空气中游离态的氮转化为化合态的氮的方法叫做氮的固定。综上所述：【板书】氮的固定三、1.氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。指出下列固氮方式各属于哪种类型。（1） 闪电时氮气转化为一氧化氮。（2） 豆科作物根瘤菌将氮气转化为化合态氮。（3） 在高温、高压和催化剂作用下，氮气和氢气反应合成氨。2.雷鸣闪电是日常生活中司空见惯的现象。在闪电发生的过程中，空气中的氮气和氧气直接化合。假设某次雷电放出的能量为1.5107kj。已知1molo2与1moln2化合时要吸收181kj的能量，闪电时有1/1000的能量用于这一反应。四、生物固氮循环植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程叫做生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨（nh3），这一过程叫做氨化作用。在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌（与消化细菌的新陈代谢类型完全相反的！）等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程叫做反硝化作用。这样，氮元素就通过生物实现循环了！五、玻尔巧藏诺贝尔奖章玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在一种溶液里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜面上。 后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊！战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为，它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。那么，玻尔是用什么溶液使金质奖章溶解呢？原来他用的溶液叫王水。王水是浓硝酸和浓盐酸按1：3的体积比配制成的的混和溶液。由于王水中含有硝酸、氯气和氯化亚硝酰等一系列强氧化剂，同时还有高浓度的氯离子，因此，王水的氧化能力比硝酸更强，不溶于硝酸的金、铂，却可以溶解在王水中。其反应原理为：auhno34hclhaucl4no2h2o六、检测题1. 下列关于n2性质的叙述中错误的是()a任何物质在n2中都不能燃烧b氮气既具有氧化性，又具有还原性c将空气中的n2转变成含氮化合物属于氮的固定dn2的化学性质很不活泼的原因是两个氮原子之间共用三对电子，使每个分子都达到稳定结构2. 最新的病毒学研究证实，一氧化氮对sars病毒有直接抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是()a一氧化氮是一种红棕色的气体b常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合c一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到d一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集3. 下列关于氮气的说法中，错误的是()a通常情况下，氮气性质比较稳定b可在氧气中燃烧，生成一氧化氮c通常情况下，氮气在水中的溶解度很小d跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂4. 下列过程属于人工固氮的是()a分离液态空气制氮气b闪电使n2转化为noc合成氨d豆科植物将n2转化为nh35. 将盛有氮气和二氧化氮(假设无n2o4)混合气体的试管倒立于水中，经过足够长时间后，试管内气体的体积缩小为原来的一半，则原混合气体中氮气与二氧化氮的体积比是()来源:a11b12c13d31如图所示，室温下向盛有3.0 ml no的试管中缓缓通入1.5 ml o2(所有气体体积均在标准状况下测定)。试回答下列问题：(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：_；_；_。(2)上述过程中发生的反应方程式有_。(3)最终试管中剩余的气体是_，体积为_。 检测题参考答案1. 【解析】a.镁能在氮气中燃烧生成氮化镁，故错误；b.氮气能在一定的条件下与某些金属或非金属单质发生氧化还原反应，表现氧化性或还原性，故正确；c.将氮气转化为氮的化合物的方法叫做氮的固定，故正确；d.氮气中的化学键是氮氮三键，键能很大不容易被破坏，所以n2很稳定，故正确。【答案】a2. 【解析】一氧化氮是一种无色的气体，常温下极易与空气中的氧气化合生成二氧化氮，难溶于水【答案】c3. 【解析】n2不能在o2中燃烧，与o2在闪电时反应生成no。【答案】b4. 【解析】固氮是将游离态的氮转化为化合态的氮，a项中没有生成化合态氮，b、d两项是自然固氮，c项合成氨是人工固氮。【答案】c5. 【解析】 3no2h2o=no2hno3n312 余下的no、n2共，其中no是，则n2也是，no2为，原混合气体中氮气与二氧化氮的体积比是13。【答案】c6.【解析】(1)通入的o2与no发生反应生成no2：2noo2=2no2，所以看到有红棕色气体生成，生成的no2溶于水，3no2h2o=2hno3no，两反应的总方程式为：4no3o22h2o=4hno3，气体被消耗，所以又会看到试管内液面上升。v(no)v(o2)43，故最后有气体