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

第2節(jié) 氮的循環(huán)第1課時(shí)【教學(xué)目標(biāo)】（一）知識(shí)與技能目標(biāo)1.了解自然界中的氮循環(huán)及人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)的影響；2.通過(guò)了解生物固氮和人工固氮形式，認(rèn)識(shí)n2 、no 、no2的性質(zhì)；3.通過(guò)觀察思考活動(dòng)，認(rèn)識(shí)nh3、銨鹽的性質(zhì)及銨態(tài)氮肥的使用問題；4.通過(guò)觀察思考活動(dòng)，認(rèn)識(shí) hno3的性質(zhì)。（二）過(guò)程與方法目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)分析物質(zhì)性質(zhì)的能力；2.初步體會(huì)物質(zhì)的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的影響，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)中變量控制的思想。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1.通過(guò)介紹合成氨發(fā)展的艱辛歷程，體會(huì)從實(shí)驗(yàn)室研究到工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程，滲透化學(xué)與技術(shù)關(guān)系的教育；2.通過(guò)介紹酸雨，光化學(xué)煙霧和富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境問題，了解人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)的影響，樹立保護(hù)環(huán)境的意識(shí)?！窘虒W(xué)過(guò)程】一、（一）知識(shí)脈絡(luò)氮及其化合物是元素化合物知識(shí)的重要組成部分。本節(jié)教材通過(guò)閃電這一自然現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生思考自然界中的含氮物質(zhì)，通過(guò)自然界中的氮循環(huán)，引出氮循環(huán)中的重要物質(zhì)氮?dú)?、no、no2、氨、銨鹽、硝酸等，然后通過(guò)觀察思考、實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)這些重要物質(zhì)的性質(zhì)、用途。在學(xué)習(xí)過(guò)程中了解人類活動(dòng)對(duì)自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響。（二）知識(shí)框架（氮?dú)獾男再|(zhì)，氮的固定）氮?dú)馀c氮的固定硝酸及其應(yīng)用氨與銨態(tài)氮肥氮的循環(huán)（硝酸的性質(zhì)）（氨的性質(zhì)，銨鹽的性質(zhì)）人類活動(dòng)對(duì)氮循環(huán)和環(huán)境的影響（酸雨、光化學(xué)煙霧、富營(yíng)養(yǎng)化）教材的主要特點(diǎn)： 從培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展所必備的知識(shí)和能力出發(fā)，重點(diǎn)介紹重要代表物的性質(zhì)與用途，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)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?dú)馀c氮的固定。【講述】 氮?dú)馐怯傻訕?gòu)成的雙原子分子，兩個(gè)氮原子間共用三對(duì)電子，使每個(gè)原子都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。要破壞這種牢固的結(jié)合，需要很高的能量。故常溫下，氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其它的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。但在一定的條件下，氮?dú)饽芘c氧氣、氫氣等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)?！狙菔緦?shí)驗(yàn)】 在一個(gè)空礦泉水塑料瓶距瓶底10cm處，對(duì)稱地鉆兩個(gè)小孔，然后放在感應(yīng)圈上，將感應(yīng)圈的兩根極針通過(guò)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。待礦泉水瓶中產(chǎn)生紅棕色氣體后，加入蒸餾水，振蕩，用藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的溶液?！窘Y(jié)論】 在放電或高溫的條件下，空氣中的氮?dú)饽芘c氧氣發(fā)生反應(yīng)，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(yīng)生成硝酸?！景鍟縩2+o2 2no (有毒、無(wú)色、難溶于水) 2no+o2=2no2 （有毒、紅棕色、與水反應(yīng)）3no2+h2o=2hno3+no1.現(xiàn)給你一試管二氧化氮，其它藥品和儀器自選，根據(jù)上述反應(yīng)，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，要求盡可能多的使二氧化氮被水吸收。2.你的設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)上生產(chǎn)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(guò)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?dú)廪D(zhuǎn)化為植物可吸收的含氮化合物呢？通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在一定條件下，氮?dú)夂蜌錃饪梢灾苯踊仙砂?。【板書?n2+3h2 2nh3 （可逆反應(yīng)）【講述】像這樣同時(shí)向正反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。在可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式中用“ ”代替“=”。人們把像這樣使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)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(shí)氮?dú)廪D(zhuǎn)化為一氧化氮。（2） 豆科作物根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為化合態(tài)氮。（3） 在高溫、高壓和催化劑作用下，氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)合成氨。2.雷鳴閃電是日常生活中司空見慣的現(xiàn)象。在閃電發(fā)生的過(guò)程中，空氣中的氮?dú)夂脱鯕庵苯踊?。假設(shè)某次雷電放出的能量為1.5107kj。已知1molo2與1moln2化合時(shí)要吸收181kj的能量，閃電時(shí)有1/1000的能量用于這一反應(yīng)。四、生物固氮循環(huán)植物吸收土壤中的銨鹽和硝酸鹽，進(jìn)而將這些無(wú)機(jī)氮同化成植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)等有機(jī)氮。動(dòng)物直接或間接以植物為食物，將植物體內(nèi)的有機(jī)氮同化成動(dòng)物體內(nèi)的有機(jī)氮。這一過(guò)程叫做生物體內(nèi)有機(jī)氮的合成。動(dòng)植物的遺體、排出物和殘落物中的有機(jī)氮被微生物分解后形成氨（nh3），這一過(guò)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(xì)菌的作用下最終氧化成硝酸鹽，這一過(guò)程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用產(chǎn)生的無(wú)機(jī)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(xì)菌（與消化細(xì)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(jìn)一步還原成分子態(tài)氮，分子態(tài)氮?jiǎng)t返回到大氣中，這一過(guò)程叫做反硝化作用。這樣，氮元素就通過(guò)生物實(shí)現(xiàn)循環(huán)了！五、玻爾巧藏諾貝爾獎(jiǎng)?wù)虏柺堑溨奈锢韺W(xué)家，曾獲得諾貝爾獎(jiǎng)。第二次世界大戰(zhàn)中，玻爾被迫離開將要被德國(guó)占領(lǐng)的祖國(guó)。為了表示他一定要返回祖國(guó)的決心，他決定將諾貝爾金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)氯芙庠谝环N溶液里，裝于玻璃瓶中，然后將它放在柜面上。 后來(lái)，納粹分子竄進(jìn)玻爾的住宅，那瓶溶有獎(jiǎng)?wù)碌娜芤壕驮谘燮さ紫?，他們卻一無(wú)所知。這是一個(gè)多么聰明的辦法??！戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，玻爾又從溶液中還原提取出金，并重新鑄成獎(jiǎng)?wù)?。新鑄成的獎(jiǎng)?wù)嘛@得更加燦爛奪目，因?yàn)?，它凝聚著玻爾?duì)祖國(guó)無(wú)限的熱愛和無(wú)窮的智慧。那么，玻爾是用什么溶液使金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)氯芙饽?？原?lái)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(qiáng)氧化劑，同時(shí)還有高濃度的氯離子，因此，王水的氧化能力比硝酸更強(qiáng)，不溶于硝酸的金、鉑，卻可以溶解在王水中。其反應(yīng)原理為：auhno34hclhaucl4no2h2o六、檢測(cè)題1. 下列關(guān)于n2性質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是()a任何物質(zhì)在n2中都不能燃燒b氮?dú)饧染哂醒趸裕志哂羞€原性c將空氣中的n2轉(zhuǎn)變成含氮化合物屬于氮的固定dn2的化學(xué)性質(zhì)很不活潑的原因是兩個(gè)氮原子之間共用三對(duì)電子，使每個(gè)分子都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)2. 最新的病毒學(xué)研究證實(shí)，一氧化氮對(duì)sars病毒有直接抑制作用。下列關(guān)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?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l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(guān)于氮?dú)獾恼f(shuō)法中，錯(cuò)誤的是()a通常情況下，氮?dú)庑再|(zhì)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?dú)庠谒械娜芙舛群苄跟氫氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)時(shí)，氮?dú)馐茄趸瘎?. 下列過(guò)程屬于人工固氮的是()a分離液態(tài)空氣制氮?dú)鈈閃電使n2轉(zhuǎn)化為noc合成氨d豆科植物將n2轉(zhuǎn)化為nh35. 將盛有氮?dú)夂投趸?假設(shè)無(wú)n2o4)混合氣體的試管倒立于水中，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，試管內(nèi)氣體的體積縮小為原來(lái)的一半，則原混合氣體中氮?dú)馀c二氧化氮的體積比是()來(lái)源:a11b12c13d31如圖所示，室溫下向盛有3.0 ml no的試管中緩緩?fù)ㄈ?.5 ml o2(所有氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)。試回答下列問題：(1)寫出觀察到的現(xiàn)象(可不寫滿，也可補(bǔ)充)：_；_；_。(2)上述過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)方程式有_。(3)最終試管中剩余的氣體是_，體積為_。 檢測(cè)題參考答案1. 【解析】a.鎂能在氮?dú)庵腥紵傻V，故錯(cuò)誤；b.氮?dú)饽茉谝欢ǖ臈l件下與某些金屬或非金屬單質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，表現(xiàn)氧化性或還原性，故正確；c.將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮的化合物的方法叫做氮的固定，故正確；d.氮?dú)庵械幕瘜W(xué)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(wú)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(shí)反應(yīng)生成no?！敬鸢浮縝4. 【解析】固氮是將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮，a項(xiàng)中沒有生成化合態(tài)氮，b、d兩項(xiàng)是自然固氮，c項(xiàng)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?dú)馀c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(yīng)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(yīng)的總方程式為：4no3o22h2o=4hno3，氣體被消耗，所以又會(huì)看到試管內(nèi)液面上升。v(no)v(o2)43，故最后有氣體