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新华师版科学九年下 课时教学设计
课题 自然界中的氮循环第2课时 章 三 学科 科学 年级 九
学习目标 1.掌握有关化学式的简单计算2.了解人类活动对氮循环的影响3.认真完成课后练习，加深对化学式的相关计算以及氮循环状况的了解
重点 根据化学的简单计算
难点 多种方法解决根据化学式的计算
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 闪电时空气中会发生哪些化学反应？【N2+O22NO】这些反应和生成的物质对人类的生产生活有什么影响？【把氮气转化成含氮化合物，这些化合物可转化为硝酸盐或氨，可供作物吸收利用。】 分析尝试解答 引入新课
讲授新课 一、根据化学式的计算【例】 如果用碳酸氢铵（NH4HCO3）作追肥，每公顷需要施45kg氮元素，则每公顷应施化肥碳酸氢铵多少千克？【分析】我们可以先根据碳酸氢铵的化学式计算出式量；再计算氮元素的百分含量；最后根据已知的每公顷需要施氮元素的质量，求出应施化肥碳酸氢铵的质量。每公顷地应施碳酸氢铵的质量为：45 kg÷17.7％≈ 254.2 kg答：每公顷应施化肥碳酸氢铵约254.2kg。根据上面的解题过程，与老师或同学一起讨论，共同小结根据化学式进行计算的一般步骤和方法。根据化学式进行计算的步骤和方法可以归纳如下：1. 求算化学式的式量。2. 根据化学式求算某元素的百分含量。3. 根据题意求算元素的4. 简明地写出答案。你还有别的方法来解决这个例题吗？设：每公顷应施化肥碳酸氢铵约x。NH4HCO3——N79 14x 45kgx≈253.9 kg答：每公顷应施化肥碳酸氢铵约253.9kg。这个方法的主要步骤是：假设未知值、找对应关系、写出对应值、列出比例式、计算得结果、最后做答。课堂练习：1. 家庭养花时用复合肥料磷酸二氢钾（KH2PO4）施肥，如果加入3.4 g该肥料，则加入的钾和磷的质量各是多少克？3.4g×加入磷元素质量为：3.4g×答：加入的钾为0.975g，磷的质量为0.775g。2. 某农田原来施用化肥碳酸氢铵30kg，如果保持相同质量的氮，改用尿素(CO(NH2)2)应施用多少千克？【解】设改用尿素应施用x2NH4HCO3——CO(NH2)2158 6030kg xx=11.39kg答：改用尿素应施用11.39千克。资料：我国的化肥生产据联合国粮农组织（FAO）有关资料估计，施用化肥可使粮食作物总产量大约提高30％以上。中国化肥试验网统计数据表明，化肥对粮食生产的贡献率在40％左右。中国作为人口众多、可耕地人均面积少的农业大国，化肥对中国粮食的增产作用是不言而喻的。因此，中国政府对化肥工业高度重视，国家投入大量资金用于化肥工业建设，因而中国化肥工业得到迅速发展，现在中国化肥产量已居世界第一位。国产氮肥完全可以满足国内需要。在国际价格合适的时候还有部分出口。中国的磷肥工业起步较晚，特别是高浓度磷肥20世纪80年代中后期才开始生产，到2011年磷肥产量（以P2O5计）已达1 641.2万吨，已能完全满足需求，是世界上发展最快的国家之一。二、氮循环氮是蛋白质的基本组成元素之一，所有生物体均含有蛋白质，都需要氮元素，所以氮循环涉及生物圈的全部领域。氮是地球上极为丰富的一种元素，在自然界，大气中含有78％体积的氮气，在大气中氮含量虽高，但不能被绝大多数生物直接利用。氮的固定：大气中氮单质转化为氮的化合物的过程称为氮的固定。要转化成能够被植物利用的含氮化合物，主要有两条途径：一是在闪电或在高温、高压和催化剂的条件下，把氮气转化成硝酸盐或氨；二是生物方法，豆科植物的根瘤菌和某些蓝绿藻能够在常温下将大气中的氮气转变为硝酸盐。视频：根瘤菌植物从土壤中吸收铵盐和硝酸盐，用来合成氨基酸，再进一步合成各种蛋白质。动物以植物为食物，直接或间接利用植物合成的有机含氮化合物，如蛋白质等，经分解为氨基酸后再合成为自身的蛋白质。在动物的代谢过程中，一部分蛋白质被分解为氨、尿酸和尿素等排出体外，最终进入土壤。动植物死亡后的遗骸中的蛋白质被微生物分解成铵离子、硝酸根离子和氨又回到土壤和水体中，被植物再次吸收利用，从而完成生态系统的氮循环。我们可以用如下图示表示氮循环三、人类活动对氮循环的影响人们发现大多数野生植物都能茁壮成长在含氮较低的土壤和水中。在20世纪早期，大自然中存在的氮循环决定了提供给植物生长的氮元素的数量。在20世纪下半期，由于大规模地生产和使用氮肥，使农作物的产量得到了大幅度的提高，满足了人口迅速增长对粮食的需求。到了20世纪末，由人工生产的氮肥提供的氮元素已超过在自然界微生物作用下形成可被植物利用的氮元素的一半以上。在现代社会中，现代农业大规模地使用化学肥料，化石燃料的燃烧向大气散发氮氧化物的气体被雨水吸收后返回地面，以及其他的人类活动都会对氮循环产生影响。通过这些活动每年进入环境的氮大于1.4亿吨，已远远超过在生态循环中所能吸收的量。过量的氮在不断地影响土壤、水体和大气等。观察表格：全球每年生成可被植物利用的氮从表格可知，每年可利用的氮是非常多的。氮、磷、钾等营养元素的过量，导致富营养化。如：氮饱和使土壤酸化，使枫树叶变黄，氮的富营养化形成海面赤潮，由于过量的氮肥和洗涤剂中的磷被排放到湖泊和河流中，河水的富营养化使水生植物疯长，这称为水华。阅读：富营养化会影响植物的多样化在各种极端的条件下，如在酸性大、非常热、非常冷、非常干、非常潮湿等情况下，都会影响生物的多样化。为什么富营养化会影响植物的多样化？【同样在富营养化下，也会影响植物的多样化。假如在草地上施入过多的氮肥，只有少数种类的草能生长得更快，大部分种类的草在氮肥达到一定水平时，氮肥的增加对它们的生长速度已不起作用。所以少数种类的草成为了优势品种，抑制了大多数种类草的成长，大多数草就会消亡，会影响草的种类的多样化。】科学 技术 社会 环境汽车尾气催化转化器20世纪70年代以来，科技工作者运用物质转化的规律，为降低由于燃油和燃煤造成的空气污染作出了重大贡献，排放到空气中的硫以及氮的氧化物的量已经明显减少。其中最有效的方法是采用了汽车的尾气催化转化器和锅炉废气清洗器。政府从法规上强制要求所有的车辆必须安装尾气催化转化器，使汽车在燃烧油料时放出的大部分污染物，在催化剂的作用下转化成无害的物质排放到大气中。有关的化学反应式为：2NO+2CON2+2CO2锅炉废气清洗器锅炉废气的清洗器利用了二氧化硫（SO2）能和氧化钙（CaO）化合生成亚硫酸钙（CaSO3）的性质。首先在煤中加入石灰石［主要成分是碳酸钙（CaCO3）］，煤燃烧时产生高温使碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳，煤燃烧时产生的部分二氧化硫在锅炉中和氧化钙反应生成亚硫酸钙。其余的二氧化硫在通过清洗器时，和喷洒的氧化钙浆反应生成亚硫酸钙。这样可以除去锅炉废气中95％的二氧化硫。 合作解决尝试归纳大胆尝试解决课堂练习了解我们化肥的生产情况了解氮的循环阅读了解富营养化 分析得到解决办法总结方法拓展方法归纳方法鼓励学生多种方法解答。以图表的方式表示氮的循环知道人对氮循环的影响
课堂练习 1.生物固氮是指[ ]A．生物从土壤中吸收含氮养料B．豆科植物根瘤菌将含氮化合物变为植物的蛋白质C．将氮转变为硝酸及其它氮的化合物D．将空气中的N2转变为含氮化合物2.在硝酸铵样品中，含有98%的硝酸铵，则该样品中氮元素的质量分数是[ ]A．35% B．34.3%C．17.15% D．16.8%3.多少千克硝酸氢铵和7.9g碳酸氢铵所含的氮元素的质量相等？【解：】设要硝酸铵的质量为x，则NH4NO3——2NH4HCO380158x7.9gx=4.0g答：4.0g硝酸铵和7.9g碳酸氢铵所含的氮元素的质量相等 习题训练 知识运用
课堂小结 根据化学式进行有关的简单计算。步骤和方法可以归纳如下：1. 求算化学式的式量。2. 根据化学式求算某元素的百分含量。3. 根据题意求算元素的4. 简明地写出答案。自然界中存在着氮循环人类活动会对氮循环产生着不良的影响 知识小结 总结概括
板书 根据化学式进行有关的简单计算。例：略自然界中存在着氮循环人类活动会对氮循环产生着不良的影响
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自然界中的氮循环
科学新华师版 九年级下
导入新知
闪电时空气中会发生哪些化学反应？
这些反应和生成的物质对人类的生产生活有什么影响？
把氮气转化成含氮化合物，这些化合物可转化为硝酸盐或氨，可供作物吸收利用。
N2+O2 2NO
放电
新知讲解
根据化学式计算
【例】 如果用碳酸氢铵（NH4HCO3）作追肥，每公顷需要施45kg氮元素，则每公顷应施化肥碳酸氢铵多少千克？
先根据碳酸氢铵的化学式计算出式量；
再计算氮元素的百分含量；
最后根据已知的每公顷需要施氮元素的质量，求出应施化肥碳酸氢铵的质量。
【分析】
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新知讲解
NH4HCO3式量=14+1×4+1+12+16×3=79
氮元素的百分含量为：
每公顷地应施碳酸氢铵的质量为：
45 kg÷17.7％≈ 254.2 kg
答：每公顷应施化肥碳酸氢铵约254.2kg。
【解】
N 的相对原子质量×1
NH4HCO3式量
=
14×1
79
×100％ ≈ 17.7％
新知讲解
讨论，共同小结根据化学式进行计算的一般步骤和方法。
根据化学式进行计算的步骤和方法可以归纳如下：
1. 求算化学式的式量。
2. 根据化学式求算某元素的百分含量。
3. 根据题意求算元素的质量或该物质的质量。
4. 简明地写出答案。
新知讲解
你还有别的方法来解决这个例题吗？
答：每公顷应施化肥碳酸氢铵约253.9kg。
x≈253.9 kg
x
79
14
45kg
=
79
14
45kg
x
NH4HCO3
N
找对应关系
列出比例式
计算得结果
写出对应值
设：每公顷应施化肥碳酸氢铵约x。
假设未知值
新知讲解
1. 家庭养花时用复合肥料磷酸二氢钾（KH2PO4）施肥，如果加入3.4 g该肥料，则加入的钾和磷的质量各是多少克？
KH2PO4式量=136
加入钾元素质量为：
答：加入的钾为0.975g，磷的质量为0.775g。
【解】
加入磷元素质量为：
39
136
= 0.975g
3.4g×
31
136
= 0.775g
3.4g×
新知讲解
2. 某农田原来施用化肥碳酸氢铵30kg，如果保持相同质量的氮，改用尿素(CO(NH2)2)应施用多少千克？
【解】
158
60
x
30kg
答：改用尿素应施用11.39千克。
2NH4HCO3
CO(NH2)2
30kg
158
60
x
x=11.39kg
=
设改用尿素应施用x
新知讲解
我国的化肥生产
施用化肥可使粮食作物总产量大约提高30％以上。
中国化肥工业得到迅速发展，现在中国化肥产量已居世界第一位。
国产氮肥完全可以满足国内需要。
磷肥能完全满足需求，是世界上发展最快的国家之一。
化肥对粮食生产的贡献率在40％左右。
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新知讲解
氮循环
氮的存在
蛋白质的基本组成元素之一
大气中含有78％体积的氮气
氮的固定
大气中氮单质转化为氮的化合物的过程称为氮的固定。
所有生物体均含有蛋白质，都需要氮元素
新知讲解
氮的转化途径
根瘤
氮气
在闪电或在高温、高压
催化剂
硝酸盐或氨
氮气
根瘤菌
硝酸盐
高能固氮
生物固氮
N2＋3H2
高温、高压
催化剂
2NH3
新知讲解
根瘤菌
新知讲解
生态系统中的氮循环
空气中的N2
在细菌作用
下生成氮气
在高温高压催化
剂作用下，氮气
和氢气化合成氨
闪电使氧和氮反
应形成可溶性含
氮化合物被雨水
冲入土壤
在根瘤菌作用下，
使氮气转化成可溶
性氮的化合物
饲养
植物蛋白质中的氮
被植物根吸收
死的动植物
排泄物
动物蛋白质中的氮
被细菌分解
土壤中的铵
盐和硝酸盐
新知讲解
氮循环
大气中N2
工业固氮
工业固氮
高能固氮
NH3
NH4+
NO3-
植物
尿素
动物
硝化作用
吸收
分解（尿素及遗体）
含N有机物
反硝化作用
新知讲解
人类活动对氮循环的影响
每年进入环境的氮大于1.4亿吨，已远远超过在生态循
环中所能吸收的量
由人工生产的氮肥提供的氮元素已超过在自然界微生物作用下形成可被植物利用的氮元素的一半以上。
现代农业大规模地使用化学肥料，化石燃料的燃烧向大气散发氮氧化物的气体被雨水吸收后返回地面，以及其他的人类活动都会对氮循环产生影响。
新知讲解
全球每年生成可被植物利用的氮
来源 估计每年生成的可被植物利用的氮/百万吨
在微生物作用下 90～140
闪电 5～10
利用豆类植物根瘤菌 32～53
化学肥料 80
新知讲解
氮饱和使土壤酸化，使枫树叶变黄
氮的富营养化形成海面赤潮
富营养化
新知讲解
富营养化
由于过量的氮肥和洗涤剂中的磷被排放到湖泊和河流中，河水的富营养化使水生植物疯长
水华
新知讲解
为什么富营养化会影响植物的多样化？
假如在草地上施入过多的氮肥，只有少数种类的草能生长得更快，大部分种类的草在氮肥达到一定水平时，氮肥的增加对它们的生长速度已不起作用。所以少数种类的草成为了优势品种，抑制了大多数种类草的成长，大多数草就会消亡，会影响草的种类的多样化。
新知讲解
汽车尾气催化转化器
2NO+2CO N2+2CO2
催化剂
减氮最有效的方法
使汽车在燃烧油料时放出的大部分污染物，在催化剂的作用下转化成无害的物质排放到大气中。
新知讲解
锅炉废气清洗器
可以除去锅炉废气中95％的二氧化硫。
H2O+CaO
CO2
SO2+CaO
CO2
CaSO3
煤(C+S)
CaCO3
空气
CO2+SO2
CO2+CaO
O2
巩固提升
D
B
1.生物固氮是指[ ]
A．生物从土壤中吸收含氮养料
B．豆科植物根瘤菌将含氮化合物变为植物的蛋白质
C．将氮转变为硝酸及其它氮的化合物
D．将空气中的N2转变为含氮化合物
2.在硝酸铵样品中，含有98%的硝酸铵，则该样品中氮元素的质量分数是[ ]
A．35% B．34.3% C．17.15% D．16.8%
巩固提升
3. 多少千克硝酸氢铵和7.9g碳酸氢铵所含的氮元素的质量相等？
解：
答：4.0g硝酸铵和7.9g碳酸氢铵所含的氮元素的质量相等
设要硝酸铵的质量为x，则
x=4.0g
x
79
158
7.9g
=
158
80
7.9g
x
2NH4HCO3
NH4NO3
课堂小结
根据化学式进行有关的简单计算。
自然界中存在着氮循环
人类活动会对氮循环产生影响
作业布置
1.P75练习2、3、4
2.完成P75：探究课题垃圾的循环利用
板书设计
根据化学式进行有关的简单计算。
自然界中存在着氮循环
人类活动会对氮循环产生影响
例
谢谢
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