魯科版必修1 第3章第2節(jié) 氮的循環(huán)（第1課時） 教案 (1).doc

第2節(jié) 氮的循環(huán)第1課時【教學目標】（一）知識與技能目標1.了解自然界中的氮循環(huán)及人類活動對氮循環(huán)的影響；2.通過了解生物固氮和人工固氮形式，認識n2 、no 、no2的性質；3.通過觀察思考活動，認識nh3、銨鹽的性質及銨態(tài)氮肥的使用問題；4.通過觀察思考活動，認識 hno3的性質。（二）過程與方法目標1.培養(yǎng)學生通過觀察實驗現象，總結分析物質性質的能力；2.初步體會物質的濃度對化學反應產物的影響，進一步認識實驗中變量控制的思想。（三）情感態(tài)度與價值觀目標1.通過介紹合成氨發(fā)展的艱辛歷程，體會從實驗室研究到工業(yè)生產的過程，滲透化學與技術關系的教育；2.通過介紹酸雨，光化學煙霧和富營養(yǎng)化等環(huán)境問題，了解人類活動對氮循環(huán)的影響，樹立保護環(huán)境的意識?！窘虒W過程】一、（一）知識脈絡氮及其化合物是元素化合物知識的重要組成部分。本節(jié)教材通過閃電這一自然現象，激發(fā)學生思考自然界中的含氮物質，通過自然界中的氮循環(huán)，引出氮循環(huán)中的重要物質氮氣、no、no2、氨、銨鹽、硝酸等，然后通過觀察思考、實驗探究認識這些重要物質的性質、用途。在學習過程中了解人類活動對自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響。（二）知識框架（氮氣的性質，氮的固定）氮氣與氮的固定硝酸及其應用氨與銨態(tài)氮肥氮的循環(huán)（硝酸的性質）（氨的性質，銨鹽的性質）人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響（酸雨、光化學煙霧、富營養(yǎng)化）教材的主要特點： 從培養(yǎng)學生終身發(fā)展所必備的知識和能力出發(fā)，重點介紹重要代表物的性質與用途，同時注重培養(yǎng)學生的觀察能力和綜合分析問題的能力。二、氮在自然界中的循環(huán)分析下圖并討論：氮在自然界中是怎樣循環(huán)的？1、氮氣與氮的固定?！局v述】 氮氣是由氮原子構成的雙原子分子，兩個氮原子間共用三對電子，使每個原子都達到穩(wěn)定結構。要破壞這種牢固的結合，需要很高的能量。故常溫下，氮氣的化學性質不活潑，很難與其它的物質發(fā)生反應。但在一定的條件下，氮氣能與氧氣、氫氣等物質發(fā)生反應?！狙菔緦嶒灐?在一個空礦泉水塑料瓶距瓶底10cm處，對稱地鉆兩個小孔，然后放在感應圈上，將感應圈的兩根極針通過小孔插入瓶中，使兩根極針成一條直線，且針尖之間相距0.5cm（如圖），接通電源，觀察實驗現象。待礦泉水瓶中產生紅棕色氣體后，加入蒸餾水，振蕩，用藍色石蕊試紙檢驗產生的溶液?！窘Y論】 在放電或高溫的條件下，空氣中的氮氣能與氧氣發(fā)生反應，生成一氧化氮，一氧化氮在空氣中很不穩(wěn)定，易被氧化成二氧化氮，二氧化氮與水反應生成硝酸。【板書】n2+o2 2no (有毒、無色、難溶于水) 2no+o2=2no2 （有毒、紅棕色、與水反應）3no2+h2o=2hno3+no1.現給你一試管二氧化氮，其它藥品和儀器自選，根據上述反應，請你設計實驗，要求盡可能多的使二氧化氮被水吸收。2.你的設計對工業(yè)上生產硝酸有什么啟示？（從原料的充分利用，減少污染物的排放等方面考慮。）【過渡】植物只能利用化合態(tài)的氮，除了閃電等自然方法外，能否用人工的方法把空氣中的氮氣轉化為植物可吸收的含氮化合物呢？通過大量實驗研究，科學家們發(fā)現在一定條件下，氮氣和氫氣可以直接化合生成氨?！景鍟?n2+3h2 2nh3 （可逆反應）【講述】像這樣同時向正反兩個方向進行的反應稱為可逆反應。在可逆反應的化學方程式中用“ ”代替“=”。人們把像這樣使空氣中游離態(tài)的氮轉化為化合態(tài)的氮的方法叫做氮的固定。綜上所述：【板書】氮的固定三、1.氮的固定有三種途徑：生物固氮、自然固氮和工業(yè)固氮。指出下列固氮方式各屬于哪種類型。（1） 閃電時氮氣轉化為一氧化氮。（2） 豆科作物根瘤菌將氮氣轉化為化合態(tài)氮。（3） 在高溫、高壓和催化劑作用下，氮氣和氫氣反應合成氨。2.雷鳴閃電是日常生活中司空見慣的現象。在閃電發(fā)生的過程中，空氣中的氮氣和氧氣直接化合。假設某次雷電放出的能量為1.5107kj。已知1molo2與1moln2化合時要吸收181kj的能量，閃電時有1/1000的能量用于這一反應。四、生物固氮循環(huán)植物吸收土壤中的銨鹽和硝酸鹽，進而將這些無機氮同化成植物體內的蛋白質等有機氮。動物直接或間接以植物為食物，將植物體內的有機氮同化成動物體內的有機氮。這一過程叫做生物體內有機氮的合成。動植物的遺體、排出物和殘落物中的有機氮被微生物分解后形成氨（nh3），這一過程叫做氨化作用。在有氧的條件下，土壤中的氨或銨鹽在硝化細菌的作用下最終氧化成硝酸鹽，這一過程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用產生的無機氮，都能被植物吸收利用。在氧氣不足的條件下，土壤中的硝酸鹽被反硝化細菌（與消化細菌的新陳代謝類型完全相反的?。┑榷喾N微生物還原成亞硝酸鹽，并且進一步還原成分子態(tài)氮，分子態(tài)氮則返回到大氣中，這一過程叫做反硝化作用。這樣，氮元素就通過生物實現循環(huán)了！五、玻爾巧藏諾貝爾獎章玻爾是丹麥著名的物理學家，曾獲得諾貝爾獎。第二次世界大戰(zhàn)中，玻爾被迫離開將要被德國占領的祖國。為了表示他一定要返回祖國的決心，他決定將諾貝爾金質獎章溶解在一種溶液里，裝于玻璃瓶中，然后將它放在柜面上。 后來，納粹分子竄進玻爾的住宅，那瓶溶有獎章的溶液就在眼皮底下，他們卻一無所知。這是一個多么聰明的辦法??！戰(zhàn)爭結束后，玻爾又從溶液中還原提取出金，并重新鑄成獎章。新鑄成的獎章顯得更加燦爛奪目，因為，它凝聚著玻爾對祖國無限的熱愛和無窮的智慧。那么，玻爾是用什么溶液使金質獎章溶解呢？原來他用的溶液叫王水。王水是濃硝酸和濃鹽酸按1：3的體積比配制成的的混和溶液。由于王水中含有硝酸、氯氣和氯化亞硝酰等一系列強氧化劑，同時還有高濃度的氯離子，因此，王水的氧化能力比硝酸更強，不溶于硝酸的金、鉑，卻可以溶解在王水中。其反應原理為：auhno34hclhaucl4no2h2o六、檢測題1. 下列關于n2性質的敘述中錯誤的是()a任何物質在n2中都不能燃燒b氮氣既具有氧化性，又具有還原性c將空氣中的n2轉變成含氮化合物屬于氮的固定dn2的化學性質很不活潑的原因是兩個氮原子之間共用三對電子，使每個分子都達到穩(wěn)定結構2. 最新的病毒學研究證實，一氧化氮對sars病毒有直接抑制作用。下列關于一氧化氮的敘述正確的是()a一氧化氮是一種紅棕色的氣體b常溫常壓下，一氧化氮不能與空氣中的氧氣直接化合c一氧化氮可由氮氣和氧氣在放電條件下直接化合得到d一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集3. 下列關于氮氣的說法中，錯誤的是()a通常情況下，氮氣性質比較穩(wěn)定b可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮c通常情況下，氮氣在水中的溶解度很小d跟氫氣在一定條件下發(fā)生反應時，氮氣是氧化劑4. 下列過程屬于人工固氮的是()a分離液態(tài)空氣制氮氣b閃電使n2轉化為noc合成氨d豆科植物將n2轉化為nh35. 將盛有氮氣和二氧化氮(假設無n2o4)混合氣體的試管倒立于水中，經過足夠長時間后，試管內氣體的體積縮小為原來的一半，則原混合氣體中氮氣與二氧化氮的體積比是()來源:a11b12c13d31如圖所示，室溫下向盛有3.0 ml no的試管中緩緩通入1.5 ml o2(所有氣體體積均在標準狀況下測定)。試回答下列問題：(1)寫出觀察到的現象(可不寫滿，也可補充)：_；_；_。(2)上述過程中發(fā)生的反應方程式有_。(3)最終試管中剩余的氣體是_，體積為_。 檢測題參考答案1. 【解析】a.鎂能在氮氣中燃燒生成氮化鎂，故錯誤；b.氮氣能在一定的條件下與某些金屬或非金屬單質發(fā)生氧化還原反應，表現氧化性或還原性，故正確；c.將氮氣轉化為氮的化合物的方法叫做氮的固定，故正確；d.氮氣中的化學鍵是氮氮三鍵，鍵能很大不容易被破壞，所以n2很穩(wěn)定，故正確?！敬鸢浮縜2. 【解析】一氧化氮是一種無色的氣體，常溫下極易與空氣中的氧氣化合生成二氧化氮，難溶于水【答案】c3. 【解析】n2不能在o2中燃燒，與o2在閃電時反應生成no?！敬鸢浮縝4. 【解析】固氮是將游離態(tài)的氮轉化為化合態(tài)的氮，a項中沒有生成化合態(tài)氮，b、d兩項是自然固氮，c項合成氨是人工固氮?！敬鸢浮縞5. 【解析】 3no2h2o=no2hno3n312 余下的no、n2共，其中no是，則n2也是，no2為，原混合氣體中氮氣與二氧化氮的體積比是13。【答案】c6.【解析】(1)通入的o2與no發(fā)生反應生成no2：2noo2=2no2，所以看到有紅棕色氣體生成，生成的no2溶于水，3no2h2o=2hno3no，兩反應的總方程式為：4no3o22h2o=4hno3，氣體被消耗，所以又會看到試管內液面上升。v(no)v(o2)43，故最后有氣體