《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
N2+ 3H2 2 NH3
N2+O2 2NO
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。
②化学性质 易被O2氧化为NO2 ，
2NO+O2 2NO2。
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
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。
知识梳理：1.氮气的化学性质
2NO+O2 ==2NO2。
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
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__________________________________.
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
课件33张PPT。第五章 化工生产中的重要非金属
第一节 氮及其化合物（第一课时）新课讲解课程学习目标新课讲解导入 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。氮元素位于元素周期表中第二周期第_____族，原子结
构示意图为 ，最外层有_____个电子，在化学
反应中能获得3个电子而表现出-3价。提示：氮在元素周期表中的位置和原子结构ⅤA5新课讲解一、氮气的性质电子式结构式N21、氮分子的结构新课讲解化学式 氮气：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%新课讲解2、氮分子的物理性质3、氮气的化学性质①键能比较946KJ/mol247KJ/mol493KJ/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____或____高温 放电新课讲解②化学性质： 新课讲解新课讲解4、氮的固定：自然界氮的固定三个主要途径、原理：
（1）生物固氮：N2 NH3（铵态氮肥）
（2）大气固氮：
（3）工业固氮：（工业合成氨）阅读科学史话，认识合成氨的发展历史新课讲解新课讲解5、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。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。
二、一氧化氮和二氧化氮新课讲解1、NO①物理性质：无色、无味、有毒气体（和CO相同），难溶于水②化学性质：易被O2氧化为NO2 ，2NO+O2 ==2NO2③与NH3反应：6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O表现氧化性催化剂
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加热新课讲解④和O2、H2O：4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO32、NO2①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新课讲解（2）NO2的尾气用NaOH溶液吸收
2NO2+ 2NaOH ==NaNO3+ NaNO2 +H2O（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（3）常温下易转化为N2O4
2NO2 N2O4新课讲解【提示】由于NO2和Br2在性质上有不少相似性：
①均具有氧化性；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。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？新课讲解3、氮的氧化物---NO与NO2的性质比较 2NO + O2 = 2NO24NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO34NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3无色，无味 有毒（机理同CO）有毒红棕色，刺激性气味新课讲解新课讲解【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。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？实验现象：加入水后，注射器内水和NO的体积几乎没
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新课讲解4、氮的氧化物溶于水的计算①有关化学反应方程式
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①
2NO＋O2===2NO2②
所以①X 2 +②得 4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3 ③
②X 3 +①X 2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。新课讲解新课讲解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？)(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。
新课讲解5、氮氧化物对环境的污染(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。
新课讲解知识梳理：1、氮气的化学性质新课讲解2、氮的氧化物-----NO和NO2有关化学反应方程式
3NO2+H2O===2HNO3+NO①
2NO+O2===2NO2②
4NO2+O2+2H2O＝4HNO3 4NO+3O2+2H2O===4HNO3新课讲解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D课后练习解析：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：D2．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_______________________________。
课后练习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
D 课后练习解析：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。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课后练习A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=2：35.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A课后练习解析：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。1.熟练掌握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；课堂小结谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
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