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氮的固定教学设计
课题 氮的固定 单元 第一单元 学科 化学 年级 高一
学习目标 1.掌握氮的固定、理解雷雨发庄稼的原理;2.掌握一氧化氮和二氧化氮的性质及转化；3.体会化学科学在解决人类社会面临的粮食危机中所发挥的重要作用。
重点 氮的固定、理解雷雨发庄稼的原理2.一氧化氮和二氧化氮的性质及转化
难点 一氧化氮和二氧化氮的性质及转化
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 谈谈你对氮气的认识。性质和应用方面。 从性质方面谈起：无色、无味、气体、难溶于水、化学性质不活泼。 和生活相联系
讲授新课 问：氮气为什么化学性质不活泼？问：氮气的电子式和结构式是什么？1、氮气分子中存在 氮氮三键2、破坏氮气分子中氮氮三键需要很大能量，所以氮气分子很稳定 ，通常情况下氮气与大多数物质很难发生化学反应。 N N N≡N【讲述】氮气虽然稳定，通常情况下很难与其他物质发生反应。在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化学反应。【展示】氮气和镁的反应视频①金属镁：N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性；②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性；③氧气：N2＋O22NO，氮气表现还原性。这种将空气中游离态的氮转化成含氮化合物的过程为氮的固定，简称固氮。分类氮的固定【问】俗话说的“雷雨发庄稼”有什么化学原理？【展示】雷雨发庄稼过程动画雨水中的硝酸渗入土壤后与矿物质作用生成硝酸盐，其中的硝酸根离子被植物的根系吸 收，转化为植物生长所需的养料。NO和NO2【展示】NO、NO2气体照片【讲述】物理性质氧化物颜色状态气味水溶性毒性NO无色气态无味微溶有毒NO2红棕色气态刺激性气味易溶有毒【讲述】NO、NO2二者是可以相互转化的【展示】两个相关实验视频【问】请写出相关化学方程式2NO+O2===2NO2，3NO2+H2O===2HNO3+NO【讲述】后者是工业制取硝酸的原理。【问】怎么收集NO和NO2？常温下NO能与O2反应，只能用排水法收集；NO2能与水反应生成NO ，故只能用排空气法收集。【问】NO2转化为NO的变化中，NO2只能作氧化剂吗 NO2既作氧化剂又作还原剂。【问】阅读课本P34-拓展视野，总结NO和NO2的其它性质共同点：大气中NO和NO2达到一定浓度时都会对人体造成伤害，能引发上呼吸道及肺部疾病。不同点：NO：促进血管扩张，防止血管栓塞，提高免疫力； 结合血红蛋白，使人缺氧中毒NO2： 在火箭燃料中用作氧化剂； 在工业上可以用来制造硝酸； 使织物褪色，损坏织物和尼龙制品； 对金属、非金属有腐蚀作用。【问】NO和NO2是酸性氧化物吗？酸性氧化物：和碱反应只生成对应的盐和水的氧化物解释：NO不能和碱反应，所以NO不是酸性氧化物。2NO2 +2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，氮元素在反应前后化合价变化了，所以NO2不是酸性氧化物。【问】NO2和溴蒸汽能用淀粉碘化钾试纸鉴别吗？【展示】NO2和溴蒸汽能用淀粉碘化钾试纸检验的视频。【总结】NO2和溴蒸气均能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。【问】如何鉴别NO2和溴蒸汽？【展示】NO2和溴蒸汽检验视频【总结】可通过水洗法、硝酸银溶液法、四氯化碳溶解法三种方法来鉴别NO2和溴蒸汽。【讲述】氮氧化物与氧气和水反应的计算①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②2NO＋O2===2NO2由方程式①×2＋②得：③4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3由方程式①×2＋②×3得：④4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3V(NO2)∶V(O2)V(NO)∶V(O2)【练习1】下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2→NH3A．① B．②⑤C．④ D．③④【练习2】氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。(1)氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ①2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O ②在反应①中，氧化剂是_____NO2___，还原剂是___NO___。在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为___1：1____。(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：___________________________ 8NH3＋6NO27N2＋12H2O
思考学生板演N2电子式、结构式书写“雷雨发庄稼”的相关方程式上台板演，书写相关化学方程式总结并回答问题描述现象，得出结论 进一步使其理解结构决定性质帮助其记忆“雷雨发庄稼”的相关方程式培养其阅读并从中提取信息的能力加深对酸性氧化物的理解及记忆促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。
课堂小结 氮的固定1.氮气性质2.固氮方式分类一氧化氮和二氧化氮2、NO和NO2的物理性质和化学性质3、NO和NO2的相互转化
板书 一、氮的固定1.氮气性质2.固氮方式分类二、一氧化氮和二氧化氮2、NO和NO2的物理性质和化学性质3、NO和NO2的相互转化
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7. 1 氮的固定
苏教版 必修二
1.掌握氮的固定、理解雷雨发庄稼的原理；
2.掌握一氧化氮和二氧化氮的性质及转化；
3.体会化学科学在解决人类社会面临的粮食危机中所发挥的重要作用。
教学目标
谈谈你对氮气的认识
性质
应用
无色、无味、气体
难溶于水
化学性质不活泼
做氮肥
食品保护气
致冷剂
只能用排水法
思考：如何收集氮气？
氮气为什么化学性质不活泼？
N≡N
1、氮气分子中存在 。
2、破坏氮气分子中氮氮三键需要很大能量，所以氮气分子很 ，通常情况下氮气与大多数物质很难发生化学反应。
氮氮三键
稳定
+7
2
5
不容易得失电子，一般通过共用电子对与其他原子结合
在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化学反应。
镁
氢气
氧气
高温 高压
催化剂
将游离态的氮转化成含氮化合物的过程为氮的固定，简称固氮。
一、氮的固定
生物固氮-豆科植物
合成氨
氮的固定
自然固氮
人工固氮
高能固氮-闪电、火山爆发
化学模拟固氮-固氮酶
一、氮的固定
高温 高压
催化剂
思考
俗话说的“雷雨发庄稼”有什么化学原理？
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
雷雨发庄稼相关原理：
雨水中的硝酸渗入土壤后与矿物质作用生成硝酸盐，其中的硝酸根离子被植物的根系吸收，转化为植物生长所需的养料。
【例1】起固定氮作用的化学反应是
A．氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气
B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C．氨气经催化氧化生成一氧化氮
D．由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵
A
题型一：氮的固定
物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性
NO _____ 气体 _____ 有毒 ___溶于水
NO2 _______ 气体 ______ 有毒 ___溶于水
无色
无味
不
红棕色
刺激性
易
二、NO和NO2
问：NO和NO2可以互相转化吗？
NO NO2
NO→NO2:
NO2→NO:
工业制取硝酸
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
思考
怎么收集NO和NO2？
思考
NO2 NO中，表现氧化性还是还原性？
2NO+O2===2NO2，NO只能用排水法收集；
3NO2+H2O===2HNO3+NO ，NO2只能用排空气法收集。
NO
NO2
NO2
NO表现还原性
NO
NO2既表现还原性，又表现氧化性
NO和NO2的其它性质（阅读课本P34-拓展视野)
共同点
不同点
大气中NO和NO2达到一定浓度时都会对人体造成伤害，能引发上呼吸道及肺部疾病。
NO：促进血管扩张，防止血管栓塞，提高免疫力；
结合血红蛋白，使人缺氧中毒
NO2：在火箭燃料中用作氧化剂；
在工业上可以用来制造硝酸；
使织物褪色，损坏织物和尼龙制品；
对金属、非金属有腐蚀作用。
NO不是酸性氧化物
思考
NO和NO2是酸性氧化物吗？
+4
2NO2 +2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
NO不能和碱反应
NO2不是酸性氧化物
+5
+3
和碱反应只生成对应的盐和水的氧化物
思考
NO2和溴蒸汽能用淀粉碘化钾试纸鉴别吗？
NO2和溴蒸气均能使湿润的淀粉碘化钾
试纸变蓝色。
思考
如何鉴别NO2和溴蒸汽？
水洗法
硝酸银溶液法
四氯化碳溶解法
NOX与O2混合气体被吸收关系
①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
②2NO＋O2===2NO2
由方程式①×2＋②得：
由方程式①×2＋②×3得：
③4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
④4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3
V(NO2)∶V(O2)
V(NO)∶V(O2)
课堂小结
02
氮气性质
固氮方式分类
一氧化氮和二氧化氮
氮的固定
NO和NO2的物理性质和化学性质
NO和NO2的相互转化
01
【练习1】下列物质的转化必须加入氧化剂且通过一步反应就能完成的是
①N2→NO2 ②NO2→NO ③NO2→HNO3 ④N2→NO ⑤N2→NH3
A．① B．②⑤
C．④ D．③④
C
【练习2】氮氧化物进入大气后，不仅会形成硝酸型酸雨，还可能形成光化学烟雾，因此必须对含有氮氧化物的废气进行处理。
(1)氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物，反应的化学方程式如下：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ①
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O ②
在反应①中，氧化剂是________，还原剂是________。
在反应②中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式：___________________________。
NO2
NO
1：1
