高中化学氮的循环 (1)鲁科版必修一

氮的循环

第一课时

知识与技能:

1.了解氮在自然界的循环对维持生态平衡的重要作用;

2.掌握氮气的性质,初步掌握一氧化氮和二氧化氮的重要性质;

3.培养学生观察能力、自学能力及资料、信息处理等能力，对学生进行外因与内因辩证统一的观点的教育。

过程与方法：

1.运用实验探究、设疑启发、对比归纳等方法研究有关物质的性质；

2.通过介绍“生物固氮〞研究工作，激发学生热爱科学、献身科学的精神。

情感、态度与价值观：

1.了解氮氧化物对环境的污染，增强学生的环保意识；

2.通过汽车尾气、光化学烟雾的分析，培养学生关注社会、关注人类生存环境的意识，同时培养学生对事物的分析要一分为二、辩证看待的观念。

教学重点：氮气的化学性质；氮氧化物对环境的污染。

教学难点：氮气的化学性质。

教学过程：

[引入新课]氮和氮的化合物在维持生态平衡中起着非常重要的作用，氮是动植物和原生生物的重要组成元素，也是维持高等动植物生命活动必不可少的元素。我们现在开始来研究和探讨氮及其化合物的重要性质。首先来研究一下我们非常熟悉的氮

气。

[推进新课]

[板书]第2节氮的循环

一、氮气

[设疑]你熟悉氮气吗？没人会说不，那你能从化学的角度来给大家介绍一下氮气

吗？

[板书]1.物理性质

[学生]氮气是一种无色、无味、无毒的气体，难溶于水，密度与空气接近。

〔学生活动〕空气中氮气的体积分数是多少？你能计算出氮气的质量分数吗?(假定空气成分是N2占78%、O2占21%、Ar占1%)

[学生]氮元素在地壳中的含量为0.0046%〔质量〕，体积分数是78%。

[讲解]自然界中的氮主要以游离态存在于大气中，生物体中蛋白质含有化合态氮，土壤中含有硝酸盐等。所以说“氮是生命元素〞。

〔分析氮气的结构〕

〔师生共同活动〕氮气是由氮原子构成的双原子分子，两个氮原子之间共用三对电子，使每个原子都达到稳定结构。要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。因此，氮气的化学性质很稳定，一般不与其他物质发生反应。但在一定条件下，它也能发生一些反应。

[板书]2.化学性质

[思考]你知道在雷电交加的时候，空气里的氮气和有关氮的化合物发生了哪些化学反应？产生了哪些物质？这些化学反应和所产生的物质对于人类的生产和生活有

什么意义？

[板书]〔1〕与氧气反应

放电

N2+ O22NO〔无色、不溶于水的气体〕

2NO+O2 ===== 2NO2(红棕色、有刺激性气味、易溶于水的气体)

[演示实验]把盛有二氧化氮的试管倒立于水槽中(现象:水面上升，试管上部为无色

气体)，移出试管，向试管中滴加紫色石蕊试液〔现象：变红〕。

［引导思考］通过这个实验说明了什么问题？

［学生］说明二氧化氮可溶于水，而一氧化氮不溶于水。同时二氧化氮溶于水时，每３体积的二氧化氮溶解同时放出１体积的一氧化氮，体积减少２体积。

［板书］３NO2+H2O ==== 2HNO3+NO

［思考］谚语“雷雨发庄稼〞的道理是什么？

［学生］空气中的氮气在放电条件下，生成NO，NO被空气中的氧气氧化成NO2，NO2与水反应生成HNO3，HNO3与土壤中的矿物质作用，生成可被植物吸收的硝酸盐。

［讲解］所以雷雨天气对人类是有益的，而现在空气中的氮氧化物的存在，远远是弊大于利。NO像CO一样能与人体血红蛋白结合而使人中毒，而且NOC比CO

毒性更强，而氮的氧化物还会引起光化学烟雾。

［思考］空气中的氮氧化物的主要来源有哪些？

［学生］汽车尾气、硝酸工厂的废气等。

［提问］氮气性质很稳定，但是在一定的条件下也会与氧气反应，那它还能与其他物质反应吗？

［板书］〔２〕与氢气反应

〔阅读书本７５页氨的合成，完成有关方程式。〕

［板书］N2+3H22NH3

［讲解］可逆反应：在相同条件下,能同时向正、反两个方向进行的

反应。注意其表示方法。

点燃电解

[练习]反应2H2+O22H2O 和2H2O 2H2↑+O2↑属于可逆反应吗？为什么？

[学生]不属于，因为它们不在同一条件下。

[讲解]以上反应其实就是把游离态的氮气转变为氮的化合物，我们把这样的过程称为氮的固定。

[板书]3.氮的固定

〔阅读书本75页，然后思考以上反应哪些属于自然固氮？哪些属于人工固氮？〕[学生]氮气与氧气的反应属于自然固氮，氮气与氢气反应属于人工固氮。

［课堂小结］氮气的结构很稳定，导致它的性质也很稳定，一般情况下很难发生反应，在一定的条件下，可以与氧气、氢气等反应。而氮的固定就把氮气转变为氮的化合物。请大家预习氨气和铵盐的相关知识。

作业：练习册相应部分

板书设计

第2节氮的循环

一、氮气

1.物理性质

2.化学性质

(1〕与氧气反应

放电

N2+ O22NO〔无色、不溶于水的气体〕

2NO+O2 ===== 2NO2(红棕色、有刺激性气味、易溶于水的气体) ３NO2+H2O ==== 2HNO3+NO

(2)与氢气反应

N2+3H22NH3

3.氮的固定

作业:练习册相应部分