《氮及其化合物-第1課時》示范公開課教學(xué)設(shè)計【化學(xué)人教版高中必修(新課標(biāo))】

8/8第2節(jié)氮及其化合物第1課時一、教學(xué)目標(biāo)1.通過分析氮的原子結(jié)構(gòu)，推斷含氮?dú)饪赡艿幕瘜W(xué)特性，理解結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。2.了解氮的固定和自然界中氮循環(huán)及意義。3.通過實(shí)驗探究，了解一氧化氮與氧氣反應(yīng)、二氧化氮與水反應(yīng)等性質(zhì)，感受化學(xué)變化的奇妙。二、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：一氧化氮與氧氣反應(yīng)、二氧化氮與水反應(yīng)等性質(zhì)。難點(diǎn)：一氧化氮與氧氣反應(yīng)、二氧化氮與水反應(yīng)等性質(zhì)。三、教學(xué)準(zhǔn)備教學(xué)PPT及相關(guān)圖片、一氧化氮、二氧化氮、50mL注射器、乳膠管、彈簧夾封、蒸餾水等。四、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖環(huán)節(jié)一創(chuàng)設(shè)情境，引入新課【展示】展示圖片?！局v述】充足的氮能使植物枝葉茂盛，葉片增大，光合作用增強(qiáng)，促進(jìn)氨基酸和蛋白質(zhì)的形成，從而使農(nóng)作物的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量得以提高。植物通過自然固氮可以從空氣中獲得化合態(tài)的氮?！具^渡】那什么是自然固氮呢？如何向空氣中要氮呢？傾聽、理解。利用與學(xué)生生活密切相關(guān)的情景設(shè)計情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲，并體會化學(xué)與人類生活的關(guān)系。環(huán)節(jié)二新課講解氮?dú)馀c氮的固定【過渡】要想了解這個問題我們要先了解氮?dú)獾男再|(zhì)?！静贾萌蝿?wù)】請同學(xué)們完成下列練習(xí)?！菊故尽空故綪PT第4頁?！究偨Y(jié)】氮在元素周期表中位于第二周期，第Ⅵ主族，根據(jù)氮原子結(jié)構(gòu)示意圖可知，氮原子最外層有5個電子，它既不容易失去電子，也不容易得到電子，一般情況下，它通過共用電子對與其他原子結(jié)合?！咎釂枴考热坏硬蝗菀资ル娮?，也不容易得到電子，那氮元素在自然界有哪些存在形式呢？【布置任務(wù)】閱讀課本，并說出氮元素的存在形式。【總結(jié)】通過剛才同學(xué)們的論述我們知道了，氮元素在自然界中主要以氮?dú)庑问酱嬖?，還有少部分存在動植物體內(nèi)的蛋白質(zhì)中、存在土壤、海洋里的硝酸鹽和銨鹽中。【過渡】在之前我們學(xué)習(xí)過了氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)及氮?dú)獾姆肿咏Y(jié)構(gòu)，那現(xiàn)在老師又有任務(wù)布置給大家了?！静贾萌蝿?wù)】請你回顧氮?dú)獾奈锢硇再|(zhì)，并根據(jù)氮?dú)夥肿咏Y(jié)構(gòu)式推測氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)?！窘涣饔懻摗楷F(xiàn)在老師指定一名學(xué)生說一說他/她的答案，其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充?！究偨Y(jié)】剛才同學(xué)們關(guān)于氮?dú)獾男再|(zhì)回答的很好?！咎釂枴繛槭裁吹?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定呢？【講述】由于氮?dú)夥肿觾?nèi)兩個氮原子間以共價三鍵結(jié)合，斷開化學(xué)鍵需要較多的能量，所以氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，通常情況下很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)?！具^渡】但是氮?dú)庠谑裁礂l件下都不能與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)嗎？【講解】當(dāng)然不是，在高溫、放電等條件下，氮?dú)夥肿荧@得足夠的能量后，氮氮三鍵斷裂，可以和某些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。如氮?dú)夂蜌錃庠诟邷?、高壓及催化劑的條件下，可以和氫氣發(fā)生生成氨氣，這是反應(yīng)的化學(xué)方程式。將大氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程叫做氮的固定?！静贾萌蝿?wù)】氮?dú)膺€能與鎂、氫氣等發(fā)生化合反應(yīng)，請同學(xué)們寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式?！菊故尽縋PT展示正確的化學(xué)方程式?！局v解】這是反應(yīng)的化學(xué)方程式。同學(xué)們要注意化學(xué)方程式的條件和配平?！菊故尽空故綪PT?！具^渡】剛才我們提到了氮的固定，氮的固定分為兩類。【講解】氮的固定分類為人工固氮和自然固氮。自然固氮：大自然通過閃電釋放的能量將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為含氮的化合物，或者通過豆科植物的根瘤菌將氮?dú)廪D(zhuǎn)化成氨，從而實(shí)現(xiàn)自然固氮。人工固氮的一種方法就是合成氨；即一定的條件下將氮轉(zhuǎn)化為氨。而仿生固氮是仿照自然生物特殊的方式，通過人工合成、提供所需條件完成生物所特有的固氮功能。【提問】剛才我們了解了氮的固定，那氮在自然界中是如何循環(huán)的呢？【展示】展示PPT氮循環(huán)示意圖?！静贾萌蝿?wù)】請同學(xué)們分組討論氮在自然界是如何循環(huán)的。并分別說下氮循環(huán)中哪些含氮物質(zhì)對人類生產(chǎn)生活有益、哪些對人類生產(chǎn)生活有負(fù)作用?！窘涣饔懻摗楷F(xiàn)在老師請一組同學(xué)的一名代表發(fā)言，其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充?！究偨Y(jié)】氮的循環(huán)：剛才同學(xué)們從兩方面總結(jié)了氮的循環(huán)，分別是從游離態(tài)到化合態(tài)；從化合態(tài)到游離態(tài)。游離態(tài)→化合態(tài)：(1)豆科植物根部的根瘤菌把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物。(2)放電條件下，空氣中的氮?dú)馀c氧氣化合生成氮的化合物。(3)合成氨工廠、汽車發(fā)動機(jī)將一部分氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮?；蠎B(tài)→游離態(tài)：硝酸鹽在某些細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻５h(huán)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：人工合成氨，不僅為農(nóng)作物生長提供了必需的氮元素，還為其他化工產(chǎn)品提供了重要的原料。缺點(diǎn)：工業(yè)廢氣、汽車尾氣中的氮氧化物會污染大氣，工廠廢液中的氮元素會對水體造成污染。繪制氮原子結(jié)構(gòu)示意圖，并回答問題。傾聽理解并記憶。閱讀課本，回答問題。一名學(xué)生回答，其他學(xué)生傾聽，并適當(dāng)補(bǔ)充?；卮饐栴}。寫出化學(xué)方程式。傾聽、理解并記憶。自發(fā)進(jìn)行任務(wù)分配并進(jìn)行討論、總結(jié)。探查學(xué)生前置知識和預(yù)習(xí)情況。培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力，總結(jié)能力。給學(xué)生展示的機(jī)會，同時培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的語言表達(dá)能力、思維能力。創(chuàng)設(shè)疑問，引起下文。探查學(xué)生書寫化學(xué)方程式的能力。通過講解讓學(xué)生明確氮的固定分類及含義。通過分組討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，同時有利于學(xué)生養(yǎng)成愛思考的習(xí)慣并培養(yǎng)學(xué)生的自信心。二、一氧化氮和二氧化氮【過渡】氮的化合價有－3價、＋2價、＋3價、＋4價、＋5價，所以氮有很多氧化物，如一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮、三氧化二氮等。我們今天主要來研究一氧化氮和二氧化氮?！静贾萌蝿?wù)】實(shí)驗桌上擺放著兩瓶氣體，分別是一氧化氮和二氧化氮，請同學(xué)們小組合作，填寫下列表格?！咎崾尽柯剼怏w氣味兒時，要注意用手扇聞，使少量的氣體飄進(jìn)鼻口?！窘涣饔懻摗亢?，老師現(xiàn)在指派一名代表填寫表格。其他同學(xué)可補(bǔ)充?！菊故尽空故綪PT12頁。【講解】這是我們剛才通過實(shí)驗探究出的兩種氣體的物理性質(zhì)。【提問】這兩種氣體有哪些化學(xué)性質(zhì)呢？【過渡】我們也通過實(shí)驗來進(jìn)行探究?！菊故尽空故綪PT13頁，實(shí)驗步驟。【步驟任務(wù)】請同學(xué)們按照下列步驟完成實(shí)驗：1.在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳膠管和彈簧夾封住管口，振蕩注射器，觀察現(xiàn)象。2.打開彈簧夾，快速吸入10mL空氣后，夾上彈簧夾，觀察現(xiàn)象。振蕩注射器，再觀察現(xiàn)象?！究偨Y(jié)】通過這個實(shí)驗我們知道了在一定條件下，NO與NO2可以相互轉(zhuǎn)化?！静襟E任務(wù)】請同學(xué)們寫出以下這兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式。NO→NO2NO2→NO【組織討論】我們剛才學(xué)習(xí)了一氧化氮和二氧化氮的轉(zhuǎn)化，如果要將注射器中的NO充分轉(zhuǎn)化，可以采取什么措施？上述實(shí)驗對工業(yè)生產(chǎn)硝酸有什么啟示？【提示】我們可以結(jié)合實(shí)驗5-5中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行考慮。【展示】展示PPT16頁。【總結(jié)】實(shí)驗5-5中發(fā)生的兩個反應(yīng)是2NO+O22NO2①3NO2+H2O2HNO3+NO②將方程式①×3+②×2，得到總方程式為：4NO+3O2+2H2O4HNO3從這個方程式我們可以看出，當(dāng)V(NO)∶V(O2)＜4∶3時，剩余O2；當(dāng)V(NO)∶V(O2)=4∶3時，恰好完全反應(yīng)；當(dāng)V(NO)∶V(O2)＞4∶3時，剩余NO；【展示】PPT17頁。【總結(jié)】我們還可以從下面這個角度考慮：當(dāng)通入的氣體為NO2和O2混合氣體時：發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3NO2+H2O2HNO3+NO；2NO+O22NO2①×2＋②的總化學(xué)方程式為：4NO2+O2+2H2O4HNO3從這個方程式我們可以看出，當(dāng)V(NO)∶V(O2)＜4∶1時，O2過量，剩余氣體為O2；當(dāng)V(NO)∶V(O2)=4∶1時；恰好完全反應(yīng)；當(dāng)V(NO)∶V(O2)＞4∶1時，過量，剩余氣體為NO。【過渡】我們之前學(xué)習(xí)了氧化劑和還原劑，請同學(xué)們分析剛才的反應(yīng)，思考下面這兩個問題：1.NO2轉(zhuǎn)化為NO的變化中，NO2只能做氧化劑嗎？2.NO和NO2分別采用什么方法收集？【總結(jié)】1.NO2處于中間價態(tài)，在NO2與水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO的同時生成HNO3，NO2既做氧化劑又做還原劑。2.常溫下NO能與O2反應(yīng)，只能用排水法收集。NO2能與水反應(yīng)生成NO，只能用排空氣法收集。【展示】展示表格?！静贾萌蝿?wù)】請同學(xué)們根據(jù)剛才所學(xué)知識，整理下面這個表格。傾聽、理解。分組合作進(jìn)行探究。分組進(jìn)行實(shí)驗。并分別填寫實(shí)驗現(xiàn)象：無明顯現(xiàn)象無色氣體變?yōu)榧t棕色；紅棕色變?yōu)闊o色；活塞內(nèi)移寫出化學(xué)方程式。思考并回單問題。傾聽并理解。思考并回答問題。NO2既然能做氧化劑又能做還原劑。NO能與O2反應(yīng)，只能用排水法收集。NO2能與水反應(yīng)生成NO，只能用排空氣法收集。培養(yǎng)學(xué)生合作能力、規(guī)范操作能力。通過分組實(shí)驗，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗探究能力、合作能力及觀察能力。通過讓學(xué)生書寫化學(xué)方程式，加深學(xué)生的記憶。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。通過總結(jié)，讓學(xué)生明確工業(yè)制硝酸時應(yīng)如何配比反應(yīng)物，使反應(yīng)效益達(dá)到最大化。利用學(xué)過的知識，解決新的問題，培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力。環(huán)節(jié)三拓展延伸【展示】信息分子——NO閱讀PPT。拓展學(xué)生視野。隨堂作業(yè)PPT展示做題通過習(xí)題鞏固本節(jié)所學(xué)知識。環(huán)節(jié)四課堂小結(jié)展示PPT25頁。傾聽并理解。幫助學(xué)生梳理本節(jié)知識，便于學(xué)生記憶。五、