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第一章 氮族元素
第1节 氮和磷（第一课时）
浙江省天台中学 陈 红
[教学目标]
1．知识目标
（1）掌握氮族元素性质的相似性、递变性。
（2）掌握N2的分子结构、物理性质、化学性质、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法，了解氮的固定的重要意义。
2．能力和方法目标
（1）通过“位、构、性”三者关系，掌握利用元素周期表学习元素化合物性质的方法。
（2）通过N2结构、性质、用途等的学习，掌握利用“结构决定性质、性质决定用途”等线索学习元素化合物性质的方法，提高分析和解决有关问题的能力。
3．情感目标
（1）通过氮族元素有关量变引起质变，以及氮气性质的相对稳定性等知识，对学生进行辩证唯物主义教育；
（2）运用现代教学方法，开阔学生视野，激发学生学习化学的兴趣。
4．环境教育渗透点
通过学习氮的氧化物的性质，了解光化学烟雾和酸雨形成的原因，认识其危害性，进一步增强防止酸雨和光化学烟雾污染的环保意识。
[教学重点]
1．氮族元素性质的相似性和递变性
2．氮气的化学性质
[教学难点]氮气的分子结构与化学性质的关系
[教学过程]
[投影]
画出N的原子结构示意图，找出N元素在周期表中的位置以及它的同族元素有哪些？
[引入]在我们学习了物质结构和元素周期律知识之后，已利用其讨论和学习了氧族元素和碳族元素。今天，我们将学习位于碳族和氧族之间的另一主族——氮族元素。
[讨论]
1. 氮族元素原子结构上有何相同点、不同点？
2. 以第三周期为例，谈谈氮族元素的非金属性与同一周期的卤族、氧族相比如何？
3. 运用物质结构和元素周期律知识，预测、归纳、总结氮族元素性质的相似性、递变性。
[学生总结] 师生共同分析讨论、小结。
[投影]氮族元素性质的相似与递变规律
1．相似性：
①最高价为+5，最低价为-3（锑、铋无负价）
②最高价氧化物通式为R2O5
③最高价氧化物对应水化物的通式为HRO3或H3RO4（R代表氮族元素）
④气态氢化物的通式为RH3。
2、递变性：
N P As Sb Bi
熔沸点 增高 降低
密度 增大
原子半径 增大
非金属性 减弱
金属性 增强
RH3的稳定性 减弱
RH3还原性 增强
HRO3或H3RO4的酸性 减弱
[引入第一节] 同学们知道，农作物的生长离不开N、P、K三种元素，其中N、P都是氮族的元素，这节课开始我们来学习氮和磷的有关知识。
[板书] 第一节 氮和磷
[提问]有谁知道近代化学之父是谁吗？他的主要成就有哪些？
学生回答，教师补充。（近代化学之父是法国化学家拉瓦锡，他的主要成就是确定了空气的组成。“氮”这个名字，是拉瓦锡给它取的，意思是无益于生命。）
一、氮气
[板书]（一）氮的存在 （由学生已有的知识得出）
游离态：大气中N2的体积分数为78%、质量分数为75%。
化合态：无机物中（如硝酸钾等），有机物中（如蛋白质、核酸等）。
[引导]请学生观察周围空气并通过联想分析氮气的物理性质。
[学生总结]
[板书]（二）氮气的物理性质
无色无味，难溶于水（1:0.02），比空气稍轻。
[投影]常见气体在常温常压下的溶解度，让学生进行比较。
难溶气体：N2（1:0.02）；H2（1:0.02）；
微溶气体：O2（1:0.2）
可溶气体：Cl2（1: 2）、H2S（1:2.6）
易溶气体：SO2（1:40）
极易溶气体：HCl（1:500）
[思考]实验室制N2时应该用什么方法来收集？
[板书]（三）氮气的化学性质
[设疑]从元素周期表看，非金属性：N＞P。但是初中学过白磷单质在空气中会与氧气发生缓慢氧化而自燃，氮气却能与氧气和平共处，即磷比氮气活泼，这二者是否矛盾，为什么？
[讨论]这两者并不矛盾。元素的性质是由原子结构所决定的，即由价电子数和电子层数决定，而物质的性质是由物质的结构所决定的。那么，氮气分子的结构是怎样的呢？
[引导]结构决定性质，先研究N2的结构。
[板书]1．N2的结构
电子式：；结构式：N≡N。氮氮三键很牢固所以N2很稳定，通常情况下，性质很不活泼。像N2 、 Cl2、 O2等分子中共用电子对不偏向任一个原子，正负电荷重心重合的分子叫非极性分子。
[启发讨论]
从N的价态来看，氮气在反应中可能表现出什么性质？
[学生思考分析]
氮气分子中氮元素为零价，该价态在反应中既可能升高，又可能降低，则氮气在反应中可能表现出还原性，也可能表现出氧化性。
[讲述]稳定是相对的，运动是绝对的。在一定条件下，如：高温、高压、放电等，氮分子获得足够的能量，使其共价键断裂，也能与一些物质如：氢气、氧气等发生反应。
[板书]2．氮气的化学性质
（1） 与氢气反应 表现出氧化性
（2）与氧气反应：N2+O2 2NO 表现出还原性
引导学生从氧化还原反应角度分析上述两个反应。进而得出“氮气既能表现氧化性，也能表现还原性”的结论。
[补充演示实验] ①将装有NO气体的集气瓶上的玻片稍稍移开（无色气体变为红棕色）
②将装有NO2气体的集气瓶小心倒置于盛水的水槽中（水面上升，瓶上部气体变为无色）；用玻片盖住移出水面，瓶口朝上，将玻片稍稍移开（无色气体变为红棕色）；向瓶内滴入石蕊试液（变红）。 （建议用注射器进行定量实验）
[学生观察结论]一氧化氮是一种无色气体、二氧化氮显红棕色。通常条件下，一氧化氮易转化为二氧化氮。
[拓展]氮元素有多种价态，有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等6种氧化物。请同学们指出亚硝酸和硝酸的酸酐。
[引导]中国有句农谚，叫做“雷雨肥庄稼”，谁能解释这句话的含义？请大家阅读教材第3-4页内容，再来理解这句农谚。
[学生总结]
[教师引导]请用双线桥法标出以上三个反应中电子转移的方向和数目。
[学生活动]完成以上作业，教师根据学生作业情况加以说明。
[讲述]可见雷雨天产生氮的氧化物对人类是有益的，而平时空气中有氮的氧化物存在，它的弊远大于利。NO像CO一样能与血红蛋白结合而使人中毒，NO2比NO毒性大4-5倍，而且氮的氧化物还能引起光化学烟雾、酸雨等。空气中的NO、NO2主要来源于汽车尾气和硝酸厂的废气。
[投影]《NOx的污染》
介绍光化学烟雾的防治（拓展一些汽车尾气治理知识）
（四）氮气的用途 （从性质决定用途分析）
1．合成氨、制氮肥、制硝酸。
2．用作保护气：焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。
[教师引导]请学生分析以上用途中利用氮气哪方面的性质。
（五）氮的固定
将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
[投影]章图
途径：自然固氮（雷雨固氮、生物固氮）；人工固氮：合成氨工业。
教师向学生介绍人工模拟生物固氮这一世界性研究课题的现状和前景，鼓励学生献身科学研究为人类作出贡献。
[课堂小结]
结构、性质和具体反应之间的联系：
非金属元素及其化合物间的转化关系：
[投影课堂练习]
1、在通常状态下，氮气的化学性质很不活泼，其原因是： （ C ）
A、氮气分子是双原子分子
B、氮原子的半径较小
C、氮分子中的N≡N键很牢固
D、氮元素有多种化合价
2、已知元素砷的原子序数为33，下列叙述中正确的是： （ D ）
A、AsH3比PH3稳定
B、砷的最高正价为+3
C、砷的氧化物的水溶液呈强碱性
D、砷在通常状况下是固体
3．盛满等体积NO和NO2混合气体的试管倒立于水槽中，反应完毕后，液面上升高度是试管的 （ B ）
A．1/2 B．1/3 C．2/3 D．5/6
[课后探究内容]
1．一定体积的NO和NO2与氧气混合溶于水情况讨论；
2．查阅资料，了解氮气的制取、重要的信号分子——NO及哪些措施能改善汽车尾气对环境的污染等相关内容。
[布置作业]教材P8~9 一：1、2、3、4、7、8；二：1、2、3、4、6 三：1、3、4
板书设计
第一章 氮族元素
1．相似性： 2、递变性：
第1节 氮和磷
一、氮气
（一）氮的存在: 游离态、化合态
（二）氮气的物理性质
（三）氮气的化学性质
1．N2的结构：N≡N
2．氮气的化学性质
（1） 与氢气反应 表现出氧化性
（2）与氧气反应：N2+O2 2NO 表现出还原性
（四）氮气的用途
（五）氮的固定
A
B
C
问题：如果将B+2×C可得的新式子的意义是什么？
高温或放电
高温或放电
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