27（必修1）自然界中的氮循环氮的固定教学设计（1）（教案1）

skybamboo · 发表于 5 天前

第3章物质的性质与转化
3.3.1自然界中的氮循环氮的固定

本节教学内容是鲁教版高中化学必修第一册第三章第三节《氮的循环》的第一课时。该部分的教学内容涉及到氮元素的相关知识和概念，氮的各种重要化合物的相关性质和反应现象，不同氮的化合物的用途。通过研究氮的单质及化合物的性质和用途，可以使我们从物质类别和元素价态的视角认识物质间的转化关系，深化对物质及其变化多样性的认识。本节安排了氮的循环、氮的固定、氮氧化物性质这三部分内容。通过学习这部分知识，学生将学习并掌握氮的氧化物、氮的循环及相关反应；学习并掌握氮的单质和氮氧化物性质；通过本节内容的学习，学生将感受氮元素的多种化合物的不同特性和用途以及氮循环与人类活动关系。

证据推理与模型认知：能列举、描述、辨识含有氮元素的典型氧化物物质重要的物理和化学性质及实验现象。
宏观辨析与微观探析：能从物质类别和元素价态变化角度说明有关物质的转化路径及氮的循环。
科学态度与社会责任：能说明氮及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。能有意识地运用所学知识或寻求相关证据参与社会性科学议题的讨论。

重点：氮的氧化物性质
难点：不同价态的氮元素转化

实验用品、多媒体教学平台

【引入】观看雷雨视频
闪电是大家非常熟悉的自然现象。你知道在电闪雷鸣的时候，空气里的氮气、部分含氮化物分别发生了哪些反应吗？这些反应产生了哪些物质？这些物质对于人类的生产和生活有什么意义？俗语说“雷雨发庄稼”，这句话隐含着什么原理？这与我们今天学习的知识有关。
三、讲授新课
【板书】

自然界中氮的循环

【展示课件】：自然界中氮的循环
引导、指导学生阅读教材P106内容，会用语言描述氮的循环。
在自然界中，大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮化合物。植物的根从土壤中吸收的铵根、硝酸根，经过复杂的生物转化过程形成各种氨基酸，氨基酸最后转化成蛋白质。动物以植物为食物而获得植物蛋白，并将其转化为动物蛋白。动植物遗体中的蛋白质被微生物分解成铵根、硝酸根、氨气，又回到土壤、大气和水体中，被植物再次吸收利用、另外，在放电条件下，空气中少量的氨气与氧气化合生成氮氧化物，这些氮氧化物随降水转化成硝酸等进入土壤和水体中。
【板书】大气中氮气→硝酸盐或含氮化合物→氨基酸→植物蛋白质→动物蛋白质→铵根、硝酸根、氨气→大气、土壤等
氮气、氧气→氮氧化合物→硝酸等→土壤、水体
【交流研讨】
自然界中的氮的循环涉及许多氮及其化合物。请指出所列化合物的物质类别和其中氮元素的化合价。

二、氮循环中的物质的性质及物质之间的转化
1、氮气、一氧化氮、二氧化氮性质
展示课件：氮气、氮氧化物性质
（1）.氮气性质
①物理性质

颜色	气味	状态	溶解性	密度
无色	无味	气体	密度比空气稍小	难溶于水

②氮气的结构
三对共用电子对
【思考】：氮气分子中有三对共用电子对，其化学性质如何？
【讲解】氮气在常温下化学性质不活泼，很难与其他物质反应。
【思考】①常温下，氮气与氧气反应吗？
②放电条件下，氮气与氧气反应生成了什么物质？该反应化学方程式是什么？哪一种物质做氧化剂？哪一种物质做还原剂？

在放电条件下
N2+O2<Object: word/embeddings/oleObject1.bin> N0 氮气做还原剂，氧气做氧化剂

（2）一氧化氮性质
①物理性质。

颜色	状态	气味	溶解性
无色	气态	无味	难溶于水

②化学性质

一氧化氮化学性质
2NO + O2 = 2NO2（气体由无色变为红棕色，可用来检验NO存在）
一氧化氮是还原剂，氧气是氧化剂
③用途：在扩张血管、提高免疫力、增强记忆力等方面有着重要作用
（3）二氧化氮性质
① 物理性质

颜色	状态	气味	溶解性
红棕色	气态	刺激性	易溶于水

②化学性质

现象：
a.红棕色气体变为无色气体；
b.集气瓶中水面上升到原体积的约三分之一处；
c.让集气瓶内无色气体接触到空气，又变成红棕色；
d.向溶液中滴入石蕊试液变成红色。
结论：二氧化氮能与水反应生成无色气体一氧化氮，同时生成酸性物质。
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO    →工业制取硝酸
【讲解】二氧化氮有毒
二氧化氮能使多种织物褪色、损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用。
【思考】俗语“雷雨发庄稼” ；“一场雷雨一场肥”的原理是什么？

【板书】3.氮的固定
【思考】
①什么是氮的固定？
②氮的固定有哪些方式？
③生物固氮、闪电固氮、合成氨、仿生固氮你怎么理解？
【小结】：
（1）定义：将空气中游离态的氮转化为含氮化合物
（2）方式：

【课堂小结】

【课堂练习】
1．下列关于氮气的说法中错误的是             （       ）
A．通常情况下，氮气性质比较稳定
B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮
C．通常情况下，氮气在水中的溶解度很小
D．跟氢气在一定条件下发生反应时，氮气是氧化剂
2．(2019·北京合格考)下列关于二氧化氮性质的描述中，不正确的是  (    )
A．无色气体
B．有刺激性气味
C．相同条件下密度比空气的大
D．能与水反应
3．下列属于人工固氮的是       (　　)
A．闪电条件下N2与O2反应
B．NH3与HCl直接化合生成NH4Cl
C．在高温、高压、催化剂条件下合生成NH3
D．豆科植物根瘤菌将N2转化为含氮化合物
4．在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应的物质和发生氧化反应的物质的质量比为                (　　)
A．3∶1　　　　　　　　          B．1∶3
C．1∶2                               D．2∶1
5．实验室制备气体后，在收集气体时，往往根据气体的性质选择不同的收集方法，在实验室制备下列气体时，只能使用排水法收集的是                                                                (　　)
A．HCl                                        B．CO2
C．NO                                  D．NO2
6．俗话说：“雷雨发庄稼”，其中涉及到下列变化：
N2    NO  NO2 HNO3   硝酸盐(氮肥)
(1)上述三步变化中，属于氮的固定的是_____(填标号)。
(2)写出①②③三步反应的化学方程式。
①_____________________________________________；
②_____________________________________________；
③_____________________________________________
【参考答案】
B A C C C
6.①，N2+O2<Object: word/embeddings/oleObject2.bin> N0  2NO + O2 =  2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO

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