资源简介

《氮及其化合物》第一课时教学设计
课题 《氮及其化合物》第一课时 单元 5 学科 化学 年级 高一
教材 分析 本节教学内容是人教版高中化学必修第二册第五章《化工生产中的重要非金属元素》第二节《氮及其化合物》的第一课时。本节内容是典型的元素化合物知识，这一课时的教学内容主要是氮气和氮的氧化物的性质。教材通过氮元素在周期表中的位置，让我们认识氮的结构和性质。氮及其化合物是元素化合物知识的重要组成部分。氮就是我们身边的元素，通过对氮的深入了解，激发学生思考自然界中的含氮物质，通过自然界中的氮循环，引出氮循环中的重要物质—氮气、NO、NO2等，然后通过观察思考、实验探究认识这些重要物质的性质、用途。在学习过程中了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。Vwijb4Hj2 另外，氮的氧化物是大气污染主要污染物之一。体现新课程标准“关注人类面临的与化学相关的问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力”的要求，加强环境教育，关注环境问题，体现了知识与社会、生活、健康、环境的联系，并将科学精神和人文精神融合其中，在介绍一氧化氮和二氧化氮主要的性质与应用时，不回避对环境健康带来的负面影响，并指出化学在解决这些问题时可能的方向和作用，有助于培养学生的科学态度和价值观。 本节安排了“氮气的性质”，“一氧化氮和二氧化氮”,这两部分内容。通过学习这部分知识，学生通过学习这部分知识，掌握氮的单质和常见的氧化物。
教学目标与核心素养 宏观辨识与微观探析：通过氮的循环，了解氮气、一氧化氮、二氧化氮的主要性质，认识它们在生产中的应用。 证据推理与模型认知：通过观察实验，提高获取知识、分析知识、评价知识的能力，通过结构与性质之间的关系激发学生学习化学的兴趣。。 科学探究与创新意识：从问题和假设出发，设计探究方案，探究一氧化氮和二氧化氮的性质，在探究中互利合作，培养团队精神。 科学精神与社会责任：激发学生透过观察探究本质的兴趣，尊重科学以发展的眼光看待科学；通过参与探究过程，培养自身严谨的科学态度和辩证分析能力。但是，我们要通过切实可行的办法，杜绝污染，还社会一片蓝天净土。
重点 难点 一氧化氮和二氧化氮的化学性质，一氧化氮和二氧化氮和水的反应。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1940 年至 1960 年间，在美国洛杉矶，发生了严重的有毒烟雾污染大气的事件-------光化学烟雾。那么光化学烟雾到底是什么，这一节课我们就来学习和光化学烟雾污染有关的一种物质----N。
讲授新课 第一节 氮及其化合物 一、氮气的性质 （1）氮分子的结构：N2 双原子分子，无色无味、低沸点（-195.8℃），难溶于水（1体积水溶解0.02体积N2），密度比空气略小，占空气体积78%。 2、氮气的化学性质 ①键能比较，N2 ：946KJ/mol；O2：493KJ/mol；Cl2：247KJ/mol。 由键能数据可以推测：氮气的化学性质很不活泼（稳定），但在获得了足够能量情况下，氮气还是能发生反应的。因此氮气发生反应的条件往往是高温或放电。 ②化学性质 (
高温高压
催化剂
) N2+ 3H2 2 NH3 (
放电
===
)N2+O2 2NO (
点燃
) N2+3Mg Mg3N2 2.氮的固定 自然界氮的固定三个主要途径、原理，分为生物固氮，大气固氮和工业固氮。 认识氮在自然界的循环 工业合成氨为农作物为农作物的生长提供了必须的氮元素，为其他化工产品（如炸药、农药、染料等）的生产提供了重要原料。 二．一氧化氮和二氧化氮 N的氧化物的种类——它们都有毒，是大气污染物。N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5六种，其化合价分别是+1，+2，+3，+4，+4，+5。 1 .一氧化氮（NO） ①物理性质 无色、无味、有毒气体（和CO相同），难溶于水。 (
放电
===
)②化学性质 易被O2氧化为NO2 ， 2NO+O2 2NO2。 (
催化剂
加热
) ③与NH3反应： 6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O表现氧化性. ④和O2、H2O: 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3. 二氧化氮（NO2） ①物理性质：红棕色、有刺激性气味的气体,易液化，易溶于水。 ②化学性质： （1）难被氧化，易与水反应生成HNO3和NO， 3NO2+H2O ==2HNO3+NO。 NO2的尾气用NaOH溶液吸收， 2NO2+ 2NaOH ==NaNO3+ NaNO2 +H2O。 （3）常温下易转化为N2O4，2NO2 N2O4。 (4)NO2具有较强的氧化性，可使湿润的KI淀粉试纸变蓝，还可将SO2氧化：NO2 + SO2 = SO3 + NO。 思考：①NO2和溴蒸气都是红棕色、有刺激性气味的气体，怎样加以区别？ 【提示】由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：①均有氧化性；②溶于水均有酸生成；③均可与碱反应；④均为红棕色等。所以不能用淀粉－KI试纸、pH试纸、NaOH溶液来鉴别，但二者性质又有差别。可以用下列方法鉴别：①AgNO3溶液；②CCl4；③用水洗法。 【实验5-5】 如图5-10所示，在一支50mL的注射器里充入 20mLNO,然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住 管口，振荡注射器，观察现象，打开弹簧夹，快 速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象，振荡 注射器，再观察现象。 实验现象：加入水后，注射器内水和NO的体积几乎没 (
放电
===
)有变化，吸入空气后，气体的体积减少。 反应方程式：2NO＋O2 2NO2， 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 思考与讨论： 实验5-5中发生了哪些化学反应？如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？上述实验对工业生产硝酸有什么启示？ ①氮的氧化物溶于水的计算 有关化学反应方程式 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ① 2NO＋O2 === 2NO2 ② 所以①x2+②得 4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3 ③ ②x3+①x2得 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3④ 也就是按此比例的气体可以和水完全反应生成硝酸。 ②值得注意的是：4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相 当于2N2O5的组成。即③④两情况中的总反应式都与 N2O5+H2O===2HNO3等效。这不仅是记忆③④二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路，即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断： N∶O＜2∶5　O2剩余 N∶O＝2∶5　完全反应 N∶O＞2∶5　NO剩余 ③如果不是恰好反应，则剩余气体只可能是氧气或NO，不可能剩余NO2(为什么？) 5．氮氧化物对环境的污染 (1)光化学烟雾：NOx在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 (2)酸雨：NOx排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 (3)破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 (4)NO与血红蛋白结合使人中毒。 (
放电
)知识梳理：1.氮气的化学性质 2NO+O2 ==2NO2。 (
高温、高压
====
催化剂
) N2+ 3H2 2 NH3 N2+3Mg==Mg3N2 2.氮的氧化物-----NO和NO2 有关化学反应方程式 (
放电
)3NO2+H2O===2HNO3+NO ① 2NO+O2===2NO2 ② 4NO2+O2+2H2O＝4HNO3 ③ 4NO+3O2+2H2O===4HNO3 ④ 课后练习： 1.NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情，病毒学研究同时证实，NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是(　　) A．NO是一种红棕色气体 B．常温常压下，NO不能与空气中的氧气直接化合 C．含等质量的氧元素的NO和CO的质量相等 D．NO难溶于水，可以用排水法收集 解析：NO是一种无色难溶于水的气体，可以用排水法收集；常温常压下，NO易与氧气直接化合生成NO2。 答案：D 2.汽车尾气主要含有CO2、CO、SO2、NOx等物质，这种尾气逐渐成为城市空气污染的主要来源之一。汽车尾气中的CO、NOx在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。反应的化学方程式可表示为__________________________________. (
催化剂
加热
) 答案：2xCO＋2NOx 2xCO2＋N2 3.汽油中氮元素及其微量，为什么汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物，而污染大气，造成产生氮的氧化物的主要原因是 （ ） A．燃烧含氮化合物燃料引起的 B．燃烧含铅汽油引起的 C．是由于燃烧不充分引起的 D．是在气缸中N2被氧化生成的 解析：汽车排放的尾气中因含有氮的氧化物而污染大 气产生氮的氧化物的主要原因是在汽缸中N2被氧化生成的。 答案为D。 4.一定温度和压强下，将装有N2和NO2混合气体的试管倒立在水中，经足够时间后，试管内气体体积缩小为原体积的3/5，则混合气体中N2和NO2的体积比为( ) A．2∶3 B．3∶2 C．3∶5 D．5∶3 解析：3NO2+H2O=2HNO3+NO，所以设N2为a体积，NO2为b体积，则总体积为a+b。反应后为a+（1/3）b ，因为试管内气体的体积缩小为原体积的3/5；所以 [a+（1/3）b ]/（a+b）=3/5，a：b=2：3 答案为：A 5.下列反应起了氮的固定作用的是（ ） A、N2、H2在一定条件下反应生成NH3 B、NH3经催化剂氧化生成NO C、NO与O2反应生成NO2 D、由NH3制碳铵和硫铵 解析：将空气中游离态的氮转变为氮的化合物的方法，统称氮的固定。 答案为:A
课堂小结 1.知道N2的分子结构和电子式； 2.熟记氮气常见的化学反应； 3.对于NO和NO2，熟悉和水的有关反应和化学方程式；
板书 氮气的性质 一氧化氮和二氧化氮

展开更多......

收起↑