氮气和氮的固定教学设计分析
高中化学氮的固定教案人教版
高中化学氮的固定教案人教版
【适用对象】：高中生
【教学目标】：
1. 了解氮在大气中含量丰富但不易被植物直接吸收利用的原因；
2. 认识氮的固定过程及其重要性；
3. 掌握几种氮的固定方法。
【教学准备】：
1. PPT课件；
2. 实验器材：玻璃烧杯、硝酸钠、氧化铁、固氮菌培养液等；
3. 活动材料：氮的循环图、氮的固定方法表格等。
【教学过程】：
一、导入（5分钟）
1. 引入氮的循环概念，让学生了解氮在自然界中的重要性；
2. 通过提问，引导学生思考为什么氮在大气中含量丰富但植物不能直接吸收利用。
二、讲解氮的固定过程（15分钟）
1. 介绍氮的固定概念及其意义；
2. 分别讲解大气固定、工业固定和生物固定这三种氮的固定方法；
3. 提示学生氮的固定对植物生长的重要性。
三、实验操作（20分钟）
1. 分组进行实验，观察固氮菌的作用；
2. 学生填写实验报告，总结固氮菌对植物生长的促进作用。
四、讨论（10分钟）
1. 学生展示实验结果，分享感受；
2. 讨论氮的固定方法对环境保护的重要性。
五、总结（5分钟）
1. 总结今天的学习内容，强调氮的固定对植物生长的重要性；
2. 布置作业：要求学生写一篇关于氮的固定方法的简短论文。
【教学反思】：
通过本节课的教学，学生能够深入了解氮的固定过程及其重要性，掌握氮的固定方法。
同时，通过实验操作能够培养学生的动手能力和观察能力，提高学生对氮的固定的理解和应用能力。
第五章 第二节 第1课时 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化下学期高一化学人教版(2019)必修第二册
二
ⅤA
(1)氮元素在周期表中的位置:氮元素位于元素周期表的第___周期、第____族。
5
共用电子对
氮原子的最外电子层有__个电子。氮原子一般通过___________与其他原子相互
结合构成物质。
(2)氮元素的存在:主要以氮分子的形式存在于空气中,部分氮元素存在于动植物体
蛋白质
硝酸盐
铵盐
NO 和 1 L N2,则剩余气体的体积为 L+1 L= L,剩余气体的体积约为原气体总体
4
2
3
3
积的( L)/2 L= 。
(2)相同条件下,将 O2 和 NO2 按体积比 1∶4 混合并且通入足量水后,有无气体剩余?
提示:无。因为 4NO2+O2+2H2O
4HNO3,无气体剩余。
【探究训练】
1.(2022·温州高一检测)下列关于 N2 的叙述错误的是 (
4HNO3,②
2HNO3+NO。已知 V(NO)=5 mL,参与反应②的 NO2 的体积为 15 mL,
从而可知参与反应①的 NO2 和 O2 的总体积为 20 mL-15 mL=5 mL,结合反应①可得,
原混合气体中 O2 的体积为 5 mL×1/5=1 mL。
【补偿训练】
1.标准状况下将盛满 NO2 的大试管倒扣在盛水的水槽中,充分吸收后,试管内
常被用作保护气。
学习任务二
一氧化氮和二氧化氮
任务驱动:
氮元素的化合价有多种,你能分别写出它们对应的氧化物的化学式吗?
N2O
NO
NO2 N2O4
1.氮的氧化物:氮有多种价态的氧化物,如_____、____、_____、_____、N
氮气和氮的固定教案
氮气和氮的固定教案教学目标：1. 了解氮气的基本概念和制取方法2. 了解氮的固定过程和作用3. 掌握氮的固定方法和应用教学重点：教学方法：1. 讲授法，通过教师的讲解和演示，让学生对知识点建立起正确的基础概念。
2. 示范法，通过实验演示展示方法，让学生能够掌握实验操作技能。
3. 讨论法，通过在课堂上提出问题，讲解知识点，促进学生思考，激发学习兴趣。
教学准备：1. PPT课件2. 实验器材3. 教材4. 氧化铜、铜条、氨水、熔融钾氢氧化物、氢氧化铁教学过程：一、引入（5分钟）今天我们要学习氮气的制取和氮的固定。
在学习之前，我们先来讲解一下什么是氮。
氮是一种化学元素，符号为N，原子序数为7。
氮在空气中的含量为78%。
氮气是一种无色、无味、无毒的气体，具有高稳定性和惰性。
氮气的制取方法有哪些？请同学们想一想。
二、正文（30分钟）氮气的制取方法主要有两种：一种是通过分离空气来制取氮气，另一种是通过分解氨水来制取氮气。
(1)分离空气制氮气空气中的氮、氧和其他气体的含量不同，可以通过分离来制取氮气。
分离空气的方法有常压吸附法、变压吸附法和低温分离法等。
(2)分解氨水制氮气氨水是一种含氮物质，可以通过加热分解产生氮气和水蒸气。
氨水的分解需要使用熔融钾氢氧化物或氢氧化铁作为媒介。
氮是一种大气中广泛存在的元素，但其无法被植物直接利用。
氮在大气中主要以分子形式存在，因为氮分子N2是一种高度稳定的化合物，植物无法将其利用。
这就需要进行氮的固定过程，将氮转变为植物可以利用的形式。
(1)氮的固定氮的固定是指将空气中的氮转化为植物可以利用的形式。
氮的固定主要有两种形式——生物固定和非生物固定。
生物固定：指通过植物或一些微生物将空气中的氮固定成氨或硝酸盐等，变成植物可以直接吸收的形式。
这是一个自然的过程。
非生物固定：指通过人工手段将空气中的氮转变为植物可以利用的化合物，例如合成氨法。
(2)氮的作用氮是植物生长过程中的重要元素，它可以合成蛋白质、核酸和其他生物分子，对植物的生长和发育起着至关重要的作用。
氮的固定 教案-高一化学苏教版(2019)必修第二册
专题7-§1-1氮的固定教材分析本课时是必修第二册专题7第一单元的内容，是非金属元素及其化合物开篇知识。
非金属元素及化合物知识主要安排在必修第一册中。
本课时知识把自然现象、化学变化、人类生存需要、社会可持续发展等进行了融合，充分体现了化学源于人类生活、服务于人类发展的特点，有利于学生认识到化学是真实的、有用的化学。
内容安排上从粮食危机到固氮方法；从自然固氮途径到高能固氮的化学原理；从自然固氮的局限性到人工固氮方法；从合成氨的原理、意义到自然界的氮循环。
知识呈现既具有一定的连续性，又逐渐深化和应用；既强调化学科学在造福人类、提高人类生存质量方面的重要作用，又指出要维护生态平衡，科学应用化学科学，形成可持续发展的理念。
教学目标与核心素养教学目标：1.了解氮的固定。
2.认识氮氧化物的性质和用途。
核心素养：1.能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件；了解氮的固定和自然界中氮的循环。
2.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
教学重难点氮气的化学性质、氮分子结构对氮气性质的影响。
教学过程化学家在18世纪70年代初发现了氮气一—这一空气中含量最多的气体。
如何利用氮气这一丰富的资源为人类服务？科学家苦苦探索了几百年。
随着世界人口的增长，人类对粮食的需求日益增加，粮食危机成为当时人类发展难以逾越的鸿沟。
直到20世纪初，德国化学家哈伯（F.Haber，1868-1934）在实验室中首次用氮气和氢气合成了氨，从此人类进入了化肥农业时代，大大提高了粮食产量。
在自然界中，绝大部分氮元素以游离态的氮气分子形式存在于空气中。
实验证明，在通常情况下，氮气与大多数物质很难发生化学反应，说明氮气的化学性质很不活泼。
一般认为，氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子中存在氮氮三键。
破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定。
5.2.1 氮气与氮的固定教学设计
第五章化工生产中重要的非金属元素5.2 氮及其化合物第1课时氮与氮的氧化物一、教学目标：1.知识与技能（1）通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解结构与性质的关系；（2）了解氮的固定和自然界中氮的循环；2.过程与方法通过实验探究，了解一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与水反应等性质，感受化学变化的奇妙。
3.情感态度与价值观（1）从氮的氧化物的类别及氮的化合价的角度认识氮的氧化物是的主要性质、用途，培养学生宏观辨析的能力；（2）结合真实情境中的应用实例或通实验探究，熟知氮的氧化物溶于水的反应，培养学生科学探究的化学核心素养。
二、教学重难点重点：根据氮的结构分析氮可能具有的性质。
难点：NO、NO2的化学性质三、教学过程一、氮原子的结构教师设问：画出氮原子的结构示意图，分析氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性。
学生活动：思考交流分析书写。
教师讲述：氮元素位于元素周期表的第二周期、第V A族。
氮原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。
因此，氮原子一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。
课堂投影展示：自然界的氮元素分布。
拓展学生视野。
二、氮气教师讲述：氮气的物理性质。
强调液氮沸点低。
关联液氮的用途。
设计意图：拓展学生视野。
教师设问：为什么氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，画出氮气的电子式并分析？学生活动：思考交流分析书写相关内容。
学生展示交流结果，教师评价。
教师讲述：由于氮分子内两个氮原子间以共价三键（）结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应，无法被大多数生物体直接吸收。
三、氮的固定教师讲述：氮的固定----将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
学生活动：想一想：氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素，自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？教师讲述分析：自然界中氮的循环。
氮气和氮的固定 一氧化氮和二氧化氮
第五章第二节氮及其化合物第1课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮一、【学情分析】【已有基础】：学生在初中化学中已经学习过空气中的氮气，掌握氮气的基本性质；在必修一中学习了元素周期律和氧化还原反应，具备一定的根据原子结构预测金属单质基本性质的能力；并且通过氯、硫及其化合物的学习，学习了使用价类二维图作为元素化合物的学习模型和工作，从物质类别和化合价转化的角度学习及其化合物的转化。
【现需内容】：1．根据自然界中的氮循环绘制氮元素的价类二维图；2．根据氮的化合价以及氮气的结构分析预测物质的性质；3. 自然界中氮循环的途径、形式及所涉及的物质；4. 通过实验探究总结和归纳NO和NO的性质；2二、【教材解析】《普通高中化学课程标准(2017版2020年修订版)》必修课程主题2：常见的无机物及其应用对氮气及其化合物这一节的要求：结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响；主题5：化学与社会发展要求通过工业合成氨等实例了解化学科学在自然资源与能源综合利用方面的重要价值，认识物质及其变化对环境的影响，依据物质的性质及其变化认识环境污染的成因、主要危害及其防治措施。
本节课程通过氮气及其固定、氮氧化物及其转化认识非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
为培养学生的“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“科学态度与社会责任”等学科核心素养的发展提供有力保障。
本节课位于新教材第五章化工生产中的重要非金属元素第二节“氮及其化合物”，旧教材本节课位于必修一第四章非金属及其化合物的第三节“氮和硫的氧化物”，本节内容放在了化学元素周期律之后，意味这学生可以根据周期律的相关知识根据氮原子的结构推测元素的性质；新教材的对章节的划分以实际应用为依据,而旧教材以化学分类思想为依据, 新教材更加注重学科知识的实际应用价值，可以创设贴近生活问题的真实情景引导学生解决问题；此外氮的氧化物的性质探究实验课本上给出的实验装置更加简单，使学生通过观察实验现象推测其性质。
高中化学氮的固定教案
高中化学氮的固定教案
目标：学生能够理解氮的固定过程，了解生物固定氮和人工固定氮的方法，并能够分析氮的循环过程。
教学内容：
1. 氮的特性和重要性
2. 生物固定氮：植物通过根瘤菌固定氮的过程
3. 人工固定氮：哈柏法、奥斯特瓦尔德法等相关方法
4. 氮的循环过程
教学过程：
1. 导入：通过图片或视频展示氮的重要性，引出氮的固定问题。
2. 知识讲解：介绍氮的特性、生物固定氮和人工固定氮的方法，以及氮的循环过程。
3. 实验演示：进行一些简单的实验，展示氮的固定过程。
4. 小组讨论：让学生分组讨论氮的固定对生态系统的重要性，并提出自己的见解。
5. 学生练习：布置相关练习题，让学生巩固所学知识。
6. 总结归纳：对本节课所学内容进行总结，并引导学生思考氮的循环对环境的影响。
评价方法：课堂参与度、练习成绩、课后作业等方面评价学生的学习情况。
拓展延伸：学生可自行了解更多氮的固定方法及氮的应用领域，进一步深入学习氮的相关知识。
教学工具：投影仪、实验器材、教学PPT等。
注意事项：在教学中要引导学生积极思考，注重实践操作，让学生通过实践体验更加深入地理解氮的固定过程。
第一课时氮气与氮的固定学案
第一课时氮气与氮的固定一、学习目标1. 了解氮的固定,掌握氮气的性质2. 通过自然界中氮的循环,了解氮气及氮的氧化物的主要性质3. 认识其在生产中的应用二、自学反馈，交流完善（1）氮在自然界中的循环（在通常状况下，氮气化学性质不活泼，很难和其他物质发生化学反应。
但是，在一定条件下，氮气能与氧气、氢气的物质发生反应1、氮气的化学性质（1）与氢气反应（反应方程式）________________________（2）（2）与氧气反应（反应方程式）_______________________（3）与镁反应（反应方程式）2．用化学方程式及简要的文字说明“雷雨发庄稼”的科学道理。
三、自主检测1.氮的循环在自然界元素的循环中具有重要的意义，有些氮的转化是从氮气到氮的化合物。
有的转化是从氮的化合物到氮的化合物。
下列过程中，以游离态的氮为原料，最终产生氮的化合物的是（）A．工业合成氨B．硝化细菌的硝化过程C．动物尸体腐烂D．豆科植物的根瘤菌固氮E．盛夏时节，雷雨肥田，植物茂盛2．关于氮气的性质的说法中，错误的是（）A．通常情况下，氮气性质很不活泼B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮C．在水中溶解度小（通常情况下）D．跟氢所在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂3．下列过程属于人工固氮的是（）A．分离液态空气制氮气B．闪电时N2转化为NOC．合成氮D．豆科作物根瘤菌将N2转化为NH34．据估计，高空大气中的O2吸收紫外线可生成臭氧，臭氧可分解：O3O2 + O。
臭氧与大气污染物之一的NO发生反应：NO+O3=NO2+O2，NO2+O=NO+O2，纵观这些反应可以看出NO是作（）A．氧化剂B．还原剂C．催化剂D．干燥剂5．空气中含有大量的氮气，工业上就是利用分离空气的方法得到大量氮气的。
查阅物质的沸点表，得到空气中各主要成分的沸点如下：N2（—196°C）O2（—183°C）Ar(—186°C) CO2（—78°C）（1）若将空气深度冷却液化，然后缓慢升温，沸腾分离，则最先分离出来的气体（）A．氮气B．氧气C．氩气D．二氧化碳（2）若实验室中需制备少量的氮气，应该用氧化剂氧化下列哪种物质得到（）A．氨气B．一氧化氮C．二氧化氮D．硝酸6．起固氮作用的化学反应是（）A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3B．NO与O2反应生成NO2C．NH3催化氧化生成NO D．由NH3制NH4HCO3和（NH4）2SO4。
5.2.1氮气与氮的固定教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
5.题目：解释氮的固定的过程，并说明如何通过化学反应将氮气转化为化合态氮。
答案：氧化还原反应在氮的固定中起到重要作用。在氮的固定过程中，氮气分子中的氮原子被氧化或还原，形成化合态氮。氧化还原反应中，氮气分子中的氮原子失去或获得电子，从而形成化合态氮。这种电子转移过程使得氮气分子中的氮原子从稳定状态转变为活跃状态，从而可以参与生物体的代谢过程。
4.题目：解释氮的固定技术在农业生产中的应用，并说明其意义。
-生物固定：利用根瘤菌将大气中的氮转化为植物可利用的氮。
-大气固定：通过植物的光合作用将大气中的氮转化为有机物。
板书设计要求：
-目的明确，突出氮的固定的核心概念和过程。
-结构清晰，分为氮气与氮的固定的基本概念、氧化还原反应的应用、氮的固定在农业生产中的应用等部分。
-简洁明了，使用关键词和图示，避免冗长的文字。
教学资源
软硬件资源：
1.教室内的多媒体设备，包括投影仪和计算机。
2.化学实验室，用于进行实验和观察氮的固定过程。
3.化学试剂和实验仪器，用于实验操作。
课程平台：
1.学校提供的教学管理系统，用于发布课程资料和作业。
2.在线学习平台，提供相关的学习资源和练习题。
信息化资源：
1.教学PPT和演示文稿，用于呈现课程内容和重点难点。
强调氮气与氮的固定在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用氮气与氮的固定。
布置课后作业：让学生撰写一篇关于氮气与氮的固定的短文或报告，以巩固学习效果。
关于“氮气和氮的固定”的教学反思
元素化合物教学设计的行动研究——“氮气和氮的固定”的教学设计探索乔敏张毅强北京师范大学化学系、太原五中行动研究的早期探讨者勒温（Kurt Lewin）指出，行动研究是“将科学研究者与实际工作者的智慧和能力结合起来解决某一实际问题的一种方法。
”在他看来，行动研究课题来自实际工作者的需要，研究在实际工作中进行。
教师行动研究是教师对自己的思想、信念、知识及其实践进行有目的、有系统、批判性研究的方式，是提升自身教育实践理性，拓展专业自主，获得专业成长的过程。
元素化合物知识是化学学科中重要内容，元素化合物教学是中学化学教学中的重要组成部分，也是中学化学教师研究的重点，过去已有很多优秀的教学设计。
但这类内容的教学是否只能遵循结构——性质——用途的单一模式？在新的课程观念的倡导下：如何在元素化合物教学中体现“以学生发展为本”的教育理念，落实“提高学生科学素养”的教育宗旨，渗透STS教育，最终促使学生的自我发展，仍是值得我们探讨的。
时值2005年8月在天津举行“华北地区高中化学优质课观摩评比暨教学探讨会”，我们选择了现行高中化学教材第二册第一章第一节“氮和磷”的第一课时作为教学内容。
在整个准备的过程中应用行动研究的理论作为指导，分别从学科中心、社会中心、活动中心进行了教学设计、教学实践和教学反思。
1 教材分析高中第二册第一章教材在章引言中介绍了氮族元素的相似性和递变规律。
在这之前高一已介绍过原子结构、元素周期律的知识，氧族元素、碳族元素等元素化合物的知识，学生对于运用理论指导元素化合物知识学习的方法已经有了一定的了解。
所以本章没有将这部分内容单独编节，而是作为章引言介绍。
而第一节的主要内容包括两部分。
一是氮气，包括：氮气的物理性质，氮分子的结构，氮气的化学性质，氮氧化物的污染，氮气用途；二是磷，包括：磷的化学性质，磷的同素异形体白磷、红磷的区别与转化。
通常第一课时包括氮族元素和氮气两部分内容。
2 教学设计思路的探索2．1 第一次教学设计——以学科知识为核心2．1．1 教学设计方案开始我们进行了常规的、以体现知识间内在联系为核心的教学设计：收获：以学科知识为核心展开教学，注重知识的系统性、逻辑性，教师容易控制课堂。
5.2.1氮气与氮的固定-教学设计-2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
（四）巩固练习（预计用时：5分钟）
随堂练习：
随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对氮气与氮的固定的掌握情况。
鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决氮气与氮的固定问题。
错题订正：
针对学生在随堂练习中出现的氮气与氮的固定的错误，进行及时订正和讲解。
② 氮的固定方法
- 生物固氮：植物和微生物将大气中的氮固定为植物可吸收的形式
- 工业固氮：哈柏-博施法，将氮气转化为氨，进而转化为肥料和化工原料
③ 氮的固定反应
- 生物固氮反应：植物和微生物体内的固氮酶将氮气还原为氨
- 工业固氮反应：氮气和氢气在催化剂的作用下转化为氨
④ 氮的固定意义
- 农业生产：提供植物生长所需的氮肥，提高农作物产量
在阅读拓展材料的过程中，学生可以关注以下几个方面的知识点：
1. 氮循环的基本原理和不同类型的氮固定过程，理解氮的固定的重要性。
2. 氮肥的作用和施用技术，了解氮肥对农业生产的影响。
3. 氮氧化物对环境的影响和环境保护措施，认识到氮氧化物控制的重要性。
4. 工业固氮技术的应用和发展，了解工业固氮技术在化学工业中的应用。
1. 《氮循环与氮固定》：介绍氮循环的基本原理，包括生物固氮、工业固氮和大气固氮等不同类型的氮固定过程。
2. 《氮肥的作用与施用技术》：探讨氮肥在农业生产中的重要性，以及不同类型的氮肥及其施用技术。
3. 《氮氧化物与环境保护》：讨论氮氧化物对环境的影响，以及相关的环境保护措施。
4. 《工业固氮技术的应用与发展》：介绍工业固氮技术的原理、应用和发展前景。
引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。
（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）
高中化学：氮气与氮的固定(第1课时)教学设计
第二节氮及其化合物氮元素位于元素周期表的第____周期、第____族。
氮原子的最外电子层有____个电子，既不容易得到____个电子，也不容易失去____个电子。
因此，氮原子一般通过____________与其他原子相互结合构成物质。
在自然界里，氮元素主要以________的形式存在于______中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。
氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素。
第1课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮核心微网络素养新目标1.学会并理解氮气的性质及氮的固定与循环的意义。
2．学会氮的氧化物的性质及对应实验。
3．理解应用氮的氧化物的简单计算。
学业基础[预习新知]一、氮气和氮的固定1．自然界中氮的循环(1)自然界：①豆科植物根部的________，把氮气转变为________等含氮的化合物。
②在________条件下，空气中N2与氧气化合为氮的氧化物，二、一氧化氮和二氧化氮 1．物理性质NONO 2 色、态□19______色气体 □20______色气体 气味 □21______ □22______气味 密度(与空气相比)略大□23______ 溶解性□24______溶于水 与水反应 毒性 □25______毒 □26______毒 2.化学性质 N 2――→a.O 2NO b.O 2c.H 2ONO 2有关反应的化学方程式为： a.□27____________________； b.□28____________________； c.□29____________________。
[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)空气中N 2的体积分数约为78%。
( )(2)N 2在高温条件下与O 2发生燃烧生成NO 。
( ) (3)NO 在空气中易转化为红棕色NO 2。
( ) (4)NO 2与H 2O 的反应，NO 2只作氧化剂。
5.2.1氮气及氮的固定 教案 2022-2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
氮气及氮的固定一.教学目标1.1素养目标：1.通过了解自然界中与生命相关的氮循环，建立元素守恒观念，体会化学与自然的密切联系。
2.通过对人工固氮路径的探究，了解氨、铵盐、一氧化氮、二氧化氮的性质，认识并实现氮及其化合物之间的转化，构建物质转化的一般思路。
3.能够理解氮的固定对人类生存的重要意义，明确合成氨工业对社会发展的价值。
1.2知识目标：1.通过分析氮的原子结构，推断含氮物质化学性质及其特性，理解结构与性质的关系。
2.氮气与氮的固定二.教学重点与难点：重点：氮气的化学性质、氮的固定难点：氮气的氧化性与还原性知识探究与落实思路及设计学生活动教师活动课前准备：预习氮气与氮的固定，结合之前已经掌握的非金属元素的学习方法，对氮及其化合物展开学习。
导入新课：谚语“雷雨发庄稼”的原因是什么？【视频展示】科普“雷雨发庄稼”新知学习：一、氮元素的“位—构—性”位置：氮元素位于元素周期表中第二周期、第ⅤA族结构：氮原子结构示意图为最外层有5个电子性质：既不容易得到3个电子，也不容易失去电子，因此一般通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。
二、自然界中氮元素的存在形式1.游离态：N2，大气中，体积分数约为78%2.化合态：动植物体内、土壤和水体中三、氮气物理性质（1）视频介绍，了解氮气填写导学案总结原因阅读教材P11充分体现学生在课堂中的主体作用归纳氮气的物理性质和用途请学生回答、点评评价、归纳板书讲述PPT展示物理性质：无色、无味的气体，密度与空气接近，难溶于水用途：氮气用途广泛，工业上，氮气是制硝酸、含氮化合物和氮肥的重要原料，含氮化合物也是重要的化工原料，氮气还用作保护气，在医学上，液氮常用于医疗麻醉。
四、氮气化学性质结构式：1.结构。
电子式：氮氮三键键能大，分子结构稳定。
所以N2的化学性质很稳定，难以与其他物质发生化学反应，也无法被大多数生物体直接吸收。
2.化学性质（1）常温下，氮气不活泼，性质稳定。
20-21版：5.2.1 氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮（创新设计）
可有效地防止倒吸，起到安全瓶的作用(此时广口瓶中 A 管长度同 B 管)。
15
课前自主学习
课堂互动探究
从宏观辨识氮的固定提升理解能力 [探究素材] 氮的固定
@《创新设计》
16
课前自主学习
课堂互动探究
[探究题目] 2.下列关于自然界中氮循环的说法正确的是( )
A.氮在自然界中存在形式只有游离态 B.固氮过程中氮元素均被还原 C.只有氮、氧两种元素参加了氮循环 D.植物吸收的无机氮主要是 NH4＋和 NO－ 3
20
课前自主学习
课堂互动探究
@《创新设计》
解析 A.对氮的循环起到主导作用的是自然因素，人类活动只是在一定程度上影响 氮的循环，故A错误；B.由图可知，硝化和反硝化过程都涉及到了化合价的变化， 故都属于氧化还原反应，故B正确；C.氨化过程是动植物蛋白转化为氨气或铵根离 子，即有机氮转化为无机氮的过程，故C正确；D.固氮过程消耗了大气中的氮气， 反硝化过程中生成了氮气，故反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量，故D正确。 答案 A
@《创新设计》
『知识梳理』
一、氮气和氮的固定 1.氮的存在
氮是一种地球上含量丰富的元素，主要以游离态的形式存在于__空__气____中，另外 还 以 化 合 态 的 形 式 存 在 于 动 植 物 体 内 的 _蛋__白__质___ 中 和 土 壤 、 海 洋 里 的 __硝__酸__盐__和__铵__盐____中。
《氮的固定》 说课稿
《氮的固定》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《氮的固定》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是人教版化学必修 2 中第二章第三节的内容。
氮的固定是氮循环中的重要环节，对于学生理解自然界中氮的循环以及氮元素在生命活动中的重要作用具有重要意义。
在教材中，本节课先介绍了氮在自然界中的存在形式，然后引出氮的固定的概念，接着详细阐述了自然固氮和人工固氮的两种主要方式。
通过本节课的学习，学生可以将氮元素的相关知识与实际生活和生产联系起来，为后续学习氮的化合物的性质打下基础。
二、学情分析学生在初中阶段已经学习了氮气的性质，对氮元素有了一定的了解。
但对于氮的固定这一较为抽象的概念，理解起来可能存在一定的困难。
此外，学生在之前的学习中已经具备了一定的化学实验基本操作技能和观察分析问题的能力，但综合运用知识解决实际问题的能力还有待提高。
1、知识与技能目标（1）理解氮的固定的概念，了解氮的固定的主要方式。
（2）掌握自然固氮中的生物固氮和高能固氮，以及人工固氮中的合成氨反应。
（3）能够书写相关的化学方程式。
2、过程与方法目标（1）通过对氮的固定方式的探究，培养学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
（2）通过实验探究，提高学生的实验操作能力和团队合作能力。
3、情感态度与价值观目标（1）感受化学知识在生产生活中的重要应用，激发学生学习化学的兴趣。
（2）培养学生的环保意识和可持续发展观念。
四、教学重难点1、教学重点（1）氮的固定的概念和主要方式。
（2）生物固氮、高能固氮和合成氨反应的原理。
（1）对氮的固定原理的理解。
（2）合成氨反应条件的选择和工业生产中的实际应用。
五、教法与学法1、教法（1）讲授法：讲解氮的固定的概念、原理和方法，使学生形成系统的知识体系。
（2）实验探究法：通过实验探究氮的固定过程，培养学生的实践能力和创新精神。
氮气和氮的固定教学设计分析
氮气和氮的固定教材分析：本章教材在章引言中，介绍了氮族元素的相似性和递变规律。
在这之前高一已介绍过原子结构、元素周期律的知识，氧族元素、碳族元素等元素化合物的知识，学生对于运用理论指导元素化合物知识学习的方法已经有了一定的了解。
所以本章没有将这部分内容单独编节，而是作为章引言介绍。
本章第一节的主要内容包括两部分。
一是氮气，包括：氮气的物理性质，氮分子的结构，氮气的化学性质，氮氧化物的污染，氮气用途；二是磷，包括：磷的化学性质，磷的同素异形体白磷、红磷的区别与转化。
“教材只是课程的一种范例”。
在教材节的教学设计方案中，我们根据设计的教学目标对教材内容进行了重新的设计，将氮及其化合物的知识整合为“氮气和氮的固定”，将章引言与磷的有关知识整合为下一节课时内容，将氮氧化物的污染的相关内容安排到硝酸一节处理。
这样处理第一课时是因为氮元素在自然界的循环中起着重要的作用。
近些年来，人类活动对氮元素在自然界中循环的影响也越来越大。
氮元素在自然界的循环又是具体的物质循环。
让学生了解氮元素在自然界的循环，了解化学物质、化学反应在自然界循环中重要作用，了解化学物质、化学反应对人类生产生活的重要意义，可以使学生在掌握基本的化学知识的同时培养学生对化学的兴趣，建立可持续发展的观念，体会化学对人类、社会发展所起的重要作用。
这也是将本课时的课题定为“氮气和氮的固定”的重要原因。
教学目标：知识技能：1．通过对“氮的固定”的原理、方法的探究，使学生掌握N2的性质、用途，了解NO、NO2的性质；2．使学生了解氮分子结构对氮气性质的影响。
过程方法：通过对固氮原理、方法的学习，培养学生利用氧化还原思想分析解决问题的能力，学习通过实验探究解决问题的科学方法。
情感态度价值观：通过对固氮原理、方法的学习，培养学生利用氧化还原思想分析解决问题的能力，学习通过实验探究解决问题的科学方法。
教学重点、难点：氮气的化学性质、氮分子结构对氮气性质的影响。
氮的固定教案苏教版
氮的固定教案苏教版教案标题：氮的固定教案（苏教版）教学目标：1. 理解氮的固定是指将大气中的氮转化为植物可利用的形式。
2. 掌握氮的固定的方式和作用。
3. 能够解释氮的固定对植物生长和生态系统的重要性。
4. 培养学生的观察、实验和探究能力。
教学重点：1. 氮的固定的概念和方式。
2. 氮的固定对植物生长和生态系统的作用。
教学难点：1. 理解氮的固定的过程和机制。
2. 掌握不同方式的氮的固定。
教学准备：1. 教师准备：教案、多媒体设备、实验器材、氮循环的图示材料。
2. 学生准备：课前预习教材相关内容。
教学过程：Step 1: 导入（5分钟）教师通过引入氮的重要性和生态系统中的氮循环，激发学生对氮的固定的兴趣。
Step 2: 知识讲解（15分钟）教师通过多媒体展示和简洁明了的语言，讲解氮的固定的概念、方式和作用。
重点强调植物和细菌在氮的固定中的作用。
Step 3: 实验探究（25分钟）教师组织学生进行实验，观察不同方式下氮的固定过程。
学生可以选择使用土壤、植物和细菌等材料进行实验，记录实验结果并进行讨论。
Step 4: 案例分析（10分钟）教师通过案例分析，引导学生思考氮的固定对农业和生态系统的重要性。
学生可以讨论氮肥的使用对环境的影响，以及如何合理利用氮肥。
Step 5: 总结归纳（5分钟）教师对本节课的内容进行总结，强调氮的固定对植物生长和生态系统的重要性，鼓励学生进行进一步的思考和研究。
Step 6: 作业布置（5分钟）教师布置相关的课后作业，要求学生进一步了解氮的固定的方式和作用，并做相关练习。
教学延伸：1. 学生可以通过查阅资料，了解更多关于氮的固定的方式和作用。
2. 学生可以进行小组讨论，探究氮的固定对农业和环境的影响。
教学评估：1. 教师观察学生在实验中的表现和讨论的参与度。
2. 学生完成的课后作业和练习。
教学资源：1. 多媒体设备：投影仪、电脑等。
2. 实验器材：土壤样本、植物样本、细菌培养物等。
7.1氮的固定(教案)-2024-2025学年高一化学同步备课系列(苏教版2019必修第二册)
7.1 氮的固定一、教学目标1.能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件。
了解氮的固定。
2.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
二、教学重点及难点重点 氮的固定、一氧化氮和二氧化氮的性质及转化；难点 一氧化氮和二氧化氮的性质及转化。
三、教学方法实验探究法、讲授法、讨论法四、教学工具PPT 、视频五、教学过程【导入】展示氮气的存在及膜分离技术。
氮气是一种宝贵的资源。
【问】谈谈你对氮气的认识。
性质和应用方面。
【生】性质：无色、无味、气体、难溶于水、化学性质不活泼。
应用：做氮肥、食品保护气、致冷剂。
【问】氮气为什么化学性质不活泼？【生】氮原子核外有五个电子，两个氮原子以氮氮三键相连，破坏氮气分子中氮氮三键需要很大能量，所以氮气分子很稳定，通常情况下氮气与大多数物质很难发生化学反应。
【问】氮气的电子式和结构式是什么？··N ⋮⋮N ··【讲述】氮气虽然稳定，通常情况下很难与其他物质发生反应。
在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化学反应。
【展示】氮气和镁的反应视频①金属镁：N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2，氮气表现氧化性； ①氢气：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3，氮气表现氧化性；①氧气：N 2＋O 2=====放电2NO ，氮气表现还原性。
这种将空气中游离态的氮转化成含氮化合物的过程为氮的固定，简称固氮。
分类 氮的固定⎩⎪⎨⎪⎧ 自然固氮⎩⎪⎨⎪⎧ 高能固氮N 2＋O 2=====放电2NO 生物固氮豆科植物根瘤菌固氮人工固氮⎩⎪⎨⎪⎧ 合成氨N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3仿生固氮【问】俗话说的“雷雨发庄稼”有什么化学原理？【展示】雷雨发庄稼过程动画【生】化学原理为：N 2＋O 2=====放电2NO ，2NO+O 2===2NO 2，3NO2+H2O===2HNO3+NO 。
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氮气和氮的固定教学设计分析
氮气和氮的固定
教材分析：
本章教材在章引言中，介绍了氮族元素的相似性和递变规律。
在这之前高一已介绍过原子结构、元素周期律的知识，氧族元素、碳族元素等元素化合物的知识，学生对于运用理论指导元素化合物知识学习的方法已经有了一定的了解。
所以本章没有将这部分内容单独编节，而是作为章引言介绍。
本章第一节的主要内容包括两部分。
一是氮气，包括：氮气的物理性质，氮分子的结构，氮气的化学性质，氮氧化物的污染，氮气用途；二是磷，包括：磷的化学性质，磷的同素异形体白磷、红磷的区别与转化。
“教材只是课程的一种范例”。
在教材节的教学设计方案中，我们根据设计的教学目标对教材内容进行了重新的设计，将氮及其化合物的知识整合为“氮气和氮的固定”，将章引言与磷的有关知识整合为下一节课时内容，将氮氧化物的污染的相关内容安排到硝酸一节处理。
这样处理第一课时是因为氮元素在自然界的循环中起着重要的作用。
近些年来，人类活动对氮元素在自然界中循环的影响也越来越大。
氮元素在自然界的循环又是具体的物质循环。
让学生了解氮元素在自然界的循环，了解化学物质、化学反应在自然界循环中重要作用，了解化学物质、化学反应对人类生产生活的重要意义，可以使学生在掌握基本的化学知识的同时培养学生对化学的兴趣，建立可持续发展的观念，体会化学对人类、社会发展所起的重要作用。
这也是将本课时的课题定为“氮气和氮的固定”的重要原因。
教学目标：
知识技能：1．通过对“氮的固定”的原理、方法的探究，使学生掌握N2的性
质、用途，了解NO、NO2的性质；
2．使学生了解氮分子结构对氮气性质的影响。
过程方法：通过对固氮原理、方法的学习，培养学生利用氧化还原思想分析解决问题的能力，学习通过实验探究解决问题的科学方法。
情感态度价值观：通过对固氮原理、方法的学习，培养学生利用氧化还原思
想分析解决问题的能力，学习通过实验探究解决问题的科学
方法。
教学重点、难点：
氮气的化学性质、氮分子结构对氮气性质的影响。
教学方法：
问题探究法
教学流程：
创设情境，录像“一场雷雨一从化学再
到社会，
深化固氮的
意义。
知道
由自然的由元素到具体物质，
学生了解“氮的固定”
的含义及意义并从氧
化还原的观点理解展开活动探
究、交流研
理论推测、实对比合成
从氧化还原的另一从结构角度
探究
课堂实录：
1.以“一场雷雨一场肥”作为问题驱动，激发学生的学习兴趣
乔老师在课开始时给同学们播放了一段关于“一场雷雨一场肥”的录像，并解释说：往往在电闪雷鸣的雨天之后，植物的长势会变得非常好，就像是给庄稼施了一场肥一样。
学生对此很感兴趣，也产生了很多疑问。
乔老师引导过渡,“那么雷雨产生的肥料，它的成分是什么？又是如何生成的呢？”这节课让我们带着这些问题一同进入“氮气和氮的固定”的学习。
2.师生共同讨论固氮的概念和反应的理论基础
乔老师结合氮元素对生命的价值，给出氮的固定的概念。
并引导学生分析：“既然“固氮”是要将N2转化为化合态的氮元素，那么请大家回忆，你知道哪些含氮元素的化合物呢？“学生举例：有NO、NO2、HNO3、硝酸盐、NH3、铵盐等。
乔老师进一步引导同学们思考：“将氮元素从游离态转变为化合态，以化学反应类型的角度来看，这个的过程应属于什么反应呢？如何从这一角度对固氮的过程加以理论分析呢？”学生自然的从氧化还原反应原理的角度分析：氮气转化为硝酸盐是氮元素化合价升高，被氧化的过程；而氮气转化为铵盐的过程则是氮元素化合价降低，被还原的过程。
乔老师进一步总结：从以上的分析我们可以看出：N2中N元素处于0价，所以N2应该既具有氧化性，又具有还原性。
固氮的过程正是利用了N2这样的性质，可以分别通过氮气被氧化或被还原这两条途径来实现。
3.探究“一场雷雨一场肥”的化学反应原理
乔老师过渡提问：那么“一场雷雨一场肥“与“氮的固定”有何关系呢？请
大家根据我们之前的讨论大胆的猜测：雷雨所产生肥料的成分可能是什么？它又是如何生成的呢？前后四人小组抓紧时间碰个头，给大家1分钟时间讨论。
学生在简单讨论之后发表看法：“一场雷雨一场肥”可能是一个固氮的过程，这种氮肥很可能是以NO3-的形式被吸收，但大家对氮气转化为硝酸盐的过程产生了不同的看法：
O2、H2O
N2NO x HNO3
乔老师进一步引导：那么雷雨固氮的过程到底是怎样的？这其中有无氮氧化物生成？氮氧化物又如何转化为硝酸盐？看来在真理探究的道路上，只有大胆的猜测是不够的，好在化学这门学科是以实验为基础的，让我们通过实验来探究事实的真相。
实验前提出要求：请同学认真观察实验、并及时在记录表上记录实验现象。
（1）展示NO、NO2。
这两种气体都是有毒的。
NO有什么性质呢？它能否在空气中稳定存在呢？NO与O2的反应。
（2）NO2又具有怎样的化学性质呢？NO2与水反应
（3）雷雨固氮过程中是否有氮氧化物产生呢？看“模拟雷雨放电”录象。
实验后提出要求：请大家根据刚才观察的实验现象，以小组讨论的形式得出结论，写出有关化学方程式；并综合所有实验现象和结论，讨论雷雨固氮所经历的过程.
学生们认真观察，及时记录，并展开热烈的讨论。
乔老师走到学生中间倾听
学生的看法，给与学生必要的引导。
学生发言：展示投影——活动记录表，汇报讨论结果。
乔老师小结：科学实验证明，雷雨天所谓“一场雷雨一场肥”就是在放电的
条件下，实现了氮气单质被氧化成氧化物再转化为含氧酸和含氧酸盐的氮的固定的过程。
体现了N 2的还原性。
4. 介绍“人工固氮——合成氨”的反应原理和重要意义
乔老师过渡：全世界每年的雷电固氮量大约有4——5亿吨。
但遗憾的是由
于时间或者地域的局限，这些氮元素不可能按照植物的需要及时的被吸收，那么除了N 2被氧化的过程，是否可以通过其他途径来实现固氮呢？
教师讲解：研究表明：氮气和氢气能够在高温、高压、催化剂的条件下合成
氨。
这是一个可逆反应。
N 2 + 3H 3 2NH 3 合成氨
与自然界本身存在的雷电固氮不同，合成氨是通过人工方式进行的固氮。
（引
导看合成氨厂的图片）产生的NH 3一大部分用于化肥的生产。
而正是由于化肥的使用才使人类真正摆脱了靠天吃饭的束缚，使每亩地的粮食产量大幅度提高，这样地球才能够养活50多亿人口。
5.探究氮气稳定的原因
乔老师引导分析：以上我们从氮气被氧化、氮气被还原这两条途径认识了固
氮的两种过程，不知道大家是否注意到：氮元素由游离态向化合态的转变都需要非常严格的条件，为什么固氮的过程如此困难呢？请你结合化学键的观点以小组讨论的形式分析为什么固氮的过程非常困难呢？
高温、高压
催化剂
学生结合活动记录表讨论，交换意见得出结论：N2分子是两个N原子通过3对共用电子对（）结合而成的，分子中存在的很牢固，使断裂需要很高的能量，所以表现出氮气很难与氢气、氧气反应。
乔老师利用一组数据比较说明氮分子很稳定：科学证明：拆开1mol 需要945.8kJ能量，拆开1molCl—Cl键只需要247kJ的能量。
所以N2很稳定，只有在一定条件下才能和其他物质反应。
6.介绍生物固氮
乔老师调动学生转换思路：氮气结构的稳定导致了固氮的困难，就在人类耗费大量精力和能源合成化肥的同时，科学家们却惊奇的发现：实际上氮气被还原为铵盐的过程自然界早已存在，而且在常温常压下就能进行。
大家听说过“生物固氮”吗？
学生畅所欲言：大豆、蚕豆等豆科作物根部的根瘤菌中存在固氮酶，能在常温常压下把空气中的氮气转变为氨。
教师进一步鼓励学生：与合成氨相比，生物固氮的优越性是不言而喻的。
模拟生物固氮正是目前科学研究的前沿。
有兴趣的同学可以课下查阅资料，进一步做了解。
7.利用氮气的用途对本节知识进行整合，总结
乔老师作整体性总结：这节课我们讨论了氮的固定的过程，而这一过程的研究也是对氮气结构、性质的学习。
由于氮气在结构上存在氮氮间的共价三键所以在常温下很稳定。
但在一定条件，氮气也可与氧气、氢气反应，实现被氧化和被还原的固氮过程。
你知道或者你能推测出氮气具有哪些用途吗？
学生根据这节课所学内容指出：氮气能做保护气，通过合成氨制化肥、硝酸
等化工产品，液氮可做冷冻剂等。
乔老师引导学生将用途与氮气的结构和性质相联系，很好的复习、整合了知识内容。
结课：今天我们学习了氮气和氮的固定，你有些什么样的收获呢？课下请同学们就知识内容，将氮气的结构、性质、用途以及氮的固定的过程进行整合、归纳。
当然除了知识内容，你在学习方法上、情感上有什么体验也可写入“我的收获”中。
作为作业，请同学们独立完成活动三。