鲁科版(2019)高中化学必修第一册3.3.1《自然界中的氮循环 氮的固定教学设计》(2) )

1、第3章 物质的性质与转化3.3.1 自然界中的氮循环 氮的固定本节教学内容是鲁教版高中化学必修第一册第三章第三节氮的循环的第一课时。该部分的教学内容涉及到氮元素的相关知识和概念，氮的各种重要化合物的相关性质和反应现象，不同氮的化合物的用途。通过研究氮的单质及化合物的性质和用途，可以使我们从物质类别和元素价态的视角认识物质间的转化关系，深化对物质及其变化多样性的认识。本节安排了氮的循环、氮的固定、氮氧化物性质这三部分内容。通过学习这部分知识，学生将学习并掌握氮的氧化物、氮的循环及相关反应；学习并掌握氮的单质和氮氧化物性质；通过本节内容的学习，学生将感受氮元素的多种化合物的不同特性和用途以及氮循环

2、与人类活动关系。 证据推理与模型认知：能一举物质类别和元素价态列举氮元素的典型代表物。能列举、描述、辨识含有氮元素的典型氧化物物质重要的物理和化学性质及实验现象。能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。宏观辨析与微观探析：能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测氮及其化合物的化学性质及变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。能从物质类别和元素价态变化角度说明有关物质的转化路径及氮的循环。能分别根据氮及其化合物的性质，分析实验室、生产、生活及环境中的某些问题，说明妥善保存、合理使用化学品的厂货减方法。科学态度与社会责任：能说明氮及其化

3、合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。能有意识地运用所学知识或寻求相关证据参与社会性科学议题的讨论。能主动运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题。能运用绿色化学思想分析和讨论化工生产的相关问题。重点：氮的氧化物性质难点：不同价态的氮元素转化多媒体一、 知识回顾1.常温常压下，氮气化学性质不活泼，它很难与其他物质发生反应。2.通常情况下，氮气是无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气略小。 3.在高温、高压、催化剂的条件下，氮气与氢气反应生成氨气。二、导语闪电是大家非常熟悉的自然现象。你知道在电闪雷鸣的时候，空气里的氮气、部分含氮化物分别发生了哪些反应吗？这些反应产生了哪些物质

4、？这些物质对于人类的生产和生活有什么意义？俗语说“雷雨发庄稼”，这句话隐含着什么原理？这与我们今天学习的知识有关。三、讲授新课出示课件：自然界中氮的存在活动一：从物质类别列举含氮元素的物质，用化学式将这些物质写出来，并总结氮的存在形式。单质：氮气（N2）化合态气态氢化物：氨气（NH3）氧化物：一氧化氮（NO、二氧化氮NO2）酸：硝酸（HNO3、亚硝酸HNO2）碱：一水和氨（NH3H2O）盐：氯化铵（NH4Cl、硝酸铵NH4NO3等）板书：自然界中氮以游离态和化合态的形式存在。活动二：从元素化合价角度看：求出上述物质中的氮元素化合价，并在价-类二维图中标注。板书：展示课件：自然界中氮的循环活动三

5、：引导、指导学生阅读教材P106内容，会用语言描述氮的循环。在自然界中，大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮化合物。植物的根从土壤中吸收的铵根、硝酸根，经过复杂的生物转化过程形成各种氨基酸，氨基酸最后转化成蛋白质。动物以植物为食物而获得植物蛋白，并将其转化为动物蛋白。动植物遗体中的蛋白质被微生物分解成铵根、硝酸根、氨气，又回到土壤、大气和水体中，被植物再次吸收利用、另外，在放电条件下，空气中少量的氨气与氧气化合生成氮氧化物，这些氮氧化物随降水转化成硝酸等进入土壤和水体中。板书：大气中氮气硝酸盐或含氮化合物氨基酸植物蛋白质动物蛋白质铵根、硝酸根、氨气大气、土壤等氮气

6、、氧气氮氧化合物硝酸等土壤、水体思考：人类活动影响氮的循环吗？与同伴交流答案。板书：氮气氨含氮化合物土壤、大气、水体化石燃料和农作物秸秆燃烧氮氧化物大气、水体、土壤展示课件：氮的固定活动四：老师提出问题。学生解答问题什么是氮的固定？氮的固定有哪些方式？生物固氮、闪电固氮、合成氨、仿生固氮你怎么理解？板书：氮的固定概念：将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程氮的固定方式：自然固氮（包括生物固氮、闪电固氮）、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将空气中氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物。闪电固氮：通过闪电将空气中的氮气转化为含氮化合物。氨的工业合成：在一定的条件下氮气与

7、氢气可以直接化合生成氨，而氨的水溶液及氨形成的盐含有能被植物吸收的铵态氮。N2+3H2 2NH3合成氨作用：氮气、氢气氨化肥粮食增产科学家发现某些金属有机化合物可以起到根瘤菌的作用，并以这些金属有机化合物为催化剂实现了常温、常压固氮，即仿生固氮。仿生固氮是当前科学界最为关注的研究课题之一。展示课件：氮气、氮氧化物性质活动五;氮气性质会描述氮气物理性质吗？颜色气味状态溶解性密度氮气化学性质常温下，氮气与氧气反应吗放电条件下，氮气与氧气反应生成了什么物质？该反应化学方程式是什么？哪一种物质做氧化剂？哪一种物质做还原剂？板书：颜色气味状态溶解性密度无色无味气态难溶于水比空气略小氮气化学性质氮气在常温

8、下化学性质不活泼，很难与其他物质反应。在放电条件下N2+O2 N0氮气做还原剂，氧气做氧化剂活动六：一氧化氮性质描述其物理性质。颜色气味状态溶解性密度一氧化氮化学性质：一氧化氮与氧气反应的方程式及现象板书：颜色状态气味溶解性无色气态无味难溶于水一氧化氮化学性质2NO + O2 = 2NO2（气体由无色变为红色，可用来检验NO存在）一氧化氮是还原剂，氧气是氧化剂活动七：二氧化氮性质描述物理性质颜色状态气味溶解性化学性质二氧化氮化学性质该反应现象及化学方程式是什么？板书：颜色状态气味溶解性红棕色气态刺激性易溶于水3NO2H2O=2HNO3NO工业制取硝酸红棕色气体逐渐变为无色活动八：说一说物质用途1.二氧化氮有毒二氧化氮能使多种织物褪色、损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用。2.一氧化氮用途在扩张血管、提高免疫力、增