氮的循环
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文档简介
氮的循环
（肥城六中 李焕香）
教材分析：
氮及其化合物是中学阶段元素化合物知识的重要组成部分。这部分内容与生产、生活又有着密切的联系。选择什么线索，怎样承载这些元素化合物知识尤其重要，要在有限的时间内，让学生对含有氮元素的物质有全面的认识，同时又能重点的学习几种含氮物质。
氮循环是地球系统的一个自然过程。自从地壳形成、地球上出现了大气和水圈的分异，以及生命出现和土壤形成以来，氮循环就启动了。正是由于地球上存在氮和其他生命必需元素的循环，才使地球上的生命生生不息，使地球成为太阳系中一颗生机勃勃的星球。因此，本节选择氮的循环作为载体和线索。
内容框架：
教学目标：
知识与技能目标
了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；
通过生物固氮和人工固氮形式，认识氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质；
通过观察思考活动，认识氨气和铵盐的性质，并了解铵盐的使用问题；
通过观察思考活动，了解硝酸的性质。
（二）过程与方法目标
1、培养学生通过观察实验现象，总结分析物质性质的能力；
2、初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的思想。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从实验室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育；
2、通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。
教学重点、难点：
（一）知识上重点、难点
重点：氮气、氨、铵盐和硝酸的性质。
难点：硝酸的氧化性。
（二）方法上重点、难点
培养学生通过观察实验现象总结分析物质性质的能力，并使学生初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的重要性。
教学方法：
实验引导、学生观察归纳
教学过程：（第三课时）
【引入】（1）通过前面的学习总结：有哪些方法可以制取氨气？
（2）如果实验室制取氨气，你会选择什么方法？为什么？
【板书】3.氨气的实验室制法：
反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)22 NH3 ↑+CaCl2+2H2O
（2）发生装置：固体+固体 气体
（3）干燥剂：碱石灰或无水CaCl2
（4）收集方法：向下排空气法
（5）验满方法：湿润的红色石蕊试纸
（6）尾气处理：用水吸收
<讨论>：用水吸收氨气时，可能会出现什么现象，如何防止这一现象的发生？
【变式】实验室里若用如图所示装置制取氨气，试用表格形式列出图中装置的错误之处，并用文字简要说明如何改正。（上海市高考题）
错误之处 应如何改正
【讲述】 工业三酸之一的硝酸是一种重要的化工原料，也是一种重要的化学试剂，下面我们一起来讨论它的性质。
【实验1】取一瓶浓硝酸，打开瓶盖，小心的扇闻浓硝酸的气味。
【实验2】硝酸的不稳定性动画 ( .. / .. / 课件 / 必修一 / 硝酸的不稳定性.swf )。（注：动画部分独立发送）
【实验3】浓、稀硝酸与铜片的反应动画 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )。
【实验4】浓、稀硝酸与铁、铝的反应动画 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )。
【实验5】浓硝酸与碳的反应动画 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )。
【交流讨论】用多媒体投影所要讨论的问题：
通过观察实验现象，思考并回答下列问题：
1、完成下列表格：
实 验 实 验 现 象 结 论
实验1
实验2
实验3
实验4
实验5
2、通过实验探究，你对硝酸的氧化性有了哪些认识？
3、浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，为什么？
4、归纳硝酸的物理、化学性质？
【归纳板书】 学生归纳，老师点评并板书
1、物理性质：纯硝酸无色，易挥发，有刺激性气味，熔沸点低，密度比水大。
2、化学性质：
（1）不稳定性：4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑
（2）强氧化性：（规律：浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸一般被还原为NO，产物与硝酸的浓度有关。）
①与金属反应——除金、铂、钛外（常温下，浓硝酸可使铁、铝钝化）
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
②与某些非金属单质（如碳）反应
C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O
<讨论>①通常情况下，浓、稀硝酸作氧化剂时，还原产物有何规律？
②浓硝酸通常被还原为NO2、稀硝酸通常被还原为NO，故相同条件下，稀硝酸的氧化性强于浓硝酸的氧化性，你认为这种观点对吗？请阐述你的理由。
【讲述】 掌握物质性质的目的是为了更好的利用物质，二战期间，由于德军即将占领丹麦，丹麦物理学家，诺贝尔奖获得者玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国，决心把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军之手，他把奖章溶解在一种溶液中，并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后，纳粹分子闯进玻耳家中，连奖章的影子也没发现。战后，玻耳从溶液中提取出金，又重新铸成了奖章。这种溶液就是王水（由浓盐酸与浓硝酸按体积比3：1混合而成）。又如食物中的硝酸盐是无毒的，但是在一些细菌的作用下，会被还原为有毒的亚硝酸盐导致食物中毒。生活中注意不要吃腐烂的食物，因为这种食物含较多的亚硝酸盐。
【指导阅读】人类活动对自然界氮循环和环境的影响
<思考>由于人类活动对自然界氮循环的影响而导致的环境问题主要有哪些？
（酸雨、光化学烟雾、富营养化）
【课堂小结】 学生自主完成教材的“概括·整合”。
【课堂练习】 练习与活动：1.（1）（2）
【布置研究性作业】 将学生分成若干小组，依据学生兴趣自主选取其中一个课题进行研究，研究成果将以小组为单位以板报的形式进行交流。
1、如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响？
2、如何减少氮氧化物对环境的影响？
3、查阅资料，了解人工固氮的研究方向、成果及研究固氮的意义。
引出
自然现象：闪电
氮循环中的重要物质
氮在自然界中的循环
接触含氮元素的物质
人类活动对自然界氮循环和环境的影响
酸雨
光化学烟雾
富营养化
氮气与氮的固定
氮气的性质氮的固定
氨与铵态氮肥
氨的性质
铵盐的性质
硝酸及其应用
硝酸的性质
加热
（肥城六中 李焕香）
教材分析：
氮及其化合物是中学阶段元素化合物知识的重要组成部分。这部分内容与生产、生活又有着密切的联系。选择什么线索，怎样承载这些元素化合物知识尤其重要，要在有限的时间内，让学生对含有氮元素的物质有全面的认识，同时又能重点的学习几种含氮物质。
氮循环是地球系统的一个自然过程。自从地壳形成、地球上出现了大气和水圈的分异，以及生命出现和土壤形成以来，氮循环就启动了。正是由于地球上存在氮和其他生命必需元素的循环，才使地球上的生命生生不息，使地球成为太阳系中一颗生机勃勃的星球。因此，本节选择氮的循环作为载体和线索。
内容框架：
教学目标：
知识与技能目标
了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；
通过生物固氮和人工固氮形式，认识氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质；
通过观察思考活动，认识氨气和铵盐的性质，并了解铵盐的使用问题；
通过观察思考活动，了解硝酸的性质。
（二）过程与方法目标
1、培养学生通过观察实验现象，总结分析物质性质的能力；
2、初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的思想。
（三）情感态度与价值观目标
1、通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从实验室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育；
2、通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。
教学重点、难点：
（一）知识上重点、难点
重点：氮气、氨、铵盐和硝酸的性质。
难点：硝酸的氧化性。
（二）方法上重点、难点
培养学生通过观察实验现象总结分析物质性质的能力，并使学生初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的重要性。
教学方法：
实验引导、学生观察归纳
教学过程：（第三课时）
【引入】（1）通过前面的学习总结：有哪些方法可以制取氨气？
（2）如果实验室制取氨气，你会选择什么方法？为什么？
【板书】3.氨气的实验室制法：
反应原理：2NH4Cl+Ca(OH)22 NH3 ↑+CaCl2+2H2O
（2）发生装置：固体+固体 气体
（3）干燥剂：碱石灰或无水CaCl2
（4）收集方法：向下排空气法
（5）验满方法：湿润的红色石蕊试纸
（6）尾气处理：用水吸收
<讨论>：用水吸收氨气时，可能会出现什么现象，如何防止这一现象的发生？
【变式】实验室里若用如图所示装置制取氨气，试用表格形式列出图中装置的错误之处，并用文字简要说明如何改正。（上海市高考题）
错误之处 应如何改正
【讲述】 工业三酸之一的硝酸是一种重要的化工原料，也是一种重要的化学试剂，下面我们一起来讨论它的性质。
【实验1】取一瓶浓硝酸，打开瓶盖，小心的扇闻浓硝酸的气味。
【实验2】硝酸的不稳定性动画 ( .. / .. / 课件 / 必修一 / 硝酸的不稳定性.swf )。（注：动画部分独立发送）
【实验3】浓、稀硝酸与铜片的反应动画 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )。
【实验4】浓、稀硝酸与铁、铝的反应动画 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )。
【实验5】浓硝酸与碳的反应动画 ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )。
【交流讨论】用多媒体投影所要讨论的问题：
通过观察实验现象，思考并回答下列问题：
1、完成下列表格：
实 验 实 验 现 象 结 论
实验1
实验2
实验3
实验4
实验5
2、通过实验探究，你对硝酸的氧化性有了哪些认识？
3、浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，为什么？
4、归纳硝酸的物理、化学性质？
【归纳板书】 学生归纳，老师点评并板书
1、物理性质：纯硝酸无色，易挥发，有刺激性气味，熔沸点低，密度比水大。
2、化学性质：
（1）不稳定性：4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑
（2）强氧化性：（规律：浓硝酸一般被还原为NO2，稀硝酸一般被还原为NO，产物与硝酸的浓度有关。）
①与金属反应——除金、铂、钛外（常温下，浓硝酸可使铁、铝钝化）
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
②与某些非金属单质（如碳）反应
C+4HNO3（浓）CO2↑+4NO2↑+2H2O
<讨论>①通常情况下，浓、稀硝酸作氧化剂时，还原产物有何规律？
②浓硝酸通常被还原为NO2、稀硝酸通常被还原为NO，故相同条件下，稀硝酸的氧化性强于浓硝酸的氧化性，你认为这种观点对吗？请阐述你的理由。
【讲述】 掌握物质性质的目的是为了更好的利用物质，二战期间，由于德军即将占领丹麦，丹麦物理学家，诺贝尔奖获得者玻尔被迫要离开自己的祖国。他坚信以后一定能返回祖国，决心把心爱的诺贝尔奖章留下。为了不使奖章落入德军之手，他把奖章溶解在一种溶液中，并存放在瓶子里。丹麦被德军占领后，纳粹分子闯进玻耳家中，连奖章的影子也没发现。战后，玻耳从溶液中提取出金，又重新铸成了奖章。这种溶液就是王水（由浓盐酸与浓硝酸按体积比3：1混合而成）。又如食物中的硝酸盐是无毒的，但是在一些细菌的作用下，会被还原为有毒的亚硝酸盐导致食物中毒。生活中注意不要吃腐烂的食物，因为这种食物含较多的亚硝酸盐。
【指导阅读】人类活动对自然界氮循环和环境的影响
<思考>由于人类活动对自然界氮循环的影响而导致的环境问题主要有哪些？
（酸雨、光化学烟雾、富营养化）
【课堂小结】 学生自主完成教材的“概括·整合”。
【课堂练习】 练习与活动：1.（1）（2）
【布置研究性作业】 将学生分成若干小组，依据学生兴趣自主选取其中一个课题进行研究，研究成果将以小组为单位以板报的形式进行交流。
1、如何减少人类活动对自然界中氮循环的影响？
2、如何减少氮氧化物对环境的影响？
3、查阅资料，了解人工固氮的研究方向、成果及研究固氮的意义。
引出
自然现象：闪电
氮循环中的重要物质
氮在自然界中的循环
接触含氮元素的物质
人类活动对自然界氮循环和环境的影响
酸雨
光化学烟雾
富营养化
氮气与氮的固定
氮气的性质氮的固定
氨与铵态氮肥
氨的性质
铵盐的性质
硝酸及其应用
硝酸的性质
加热