高中化学 3.2 氮的循环 教案2 鲁科版必修1.doc

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1、第2节氮的循环【教学目标】1、了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质；通过了解生物固氮和人工固氮方式，认识氮气在一定条件下能够与氧气氢气发生反应。2、掌握一氧化氮和二氧化氮的性质。了解自然界中形成硝酸的过程。3、认识氨气的溶解性、氮气与水的反应及氨的还原性。通过认识铵盐的性质，了解铵态氮肥的生产使用问题。4、通过了解人类活动对氮循环的影响，知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解如何减少氮氧化物的排放，树立环境保护的意识。【教学重点】知识重点：1、氮的固定方式；2、N2、NO2、NO、NH

2、3、NH4+、HNO3的性质及应用；3．人类活动对氮循环的影响。方法重点：应用氮循环中的各类物质间的反应关系和氧化还原反应，探讨物质的性质、以及含有相同元素的物质之间的相互转换。【教学难点】氮循环中的重要物质硝酸及其氧化性。【教学时间】3课时【教学过程】第一课时【联想·质疑】闪电是大家非常熟悉的自然现象。你知道在雷电交加的时候，空气里的氮气和有关的含氮化合物发生了哪些化学反应？产生了哪些物质？这些化学反应和所产生的物质对人类的生产和生活有什么意义？【板书】一、氮在自然界中的循环【阅读】阅读课本内容：一、氮

3、在自然界中的循环，分析氮在自然界中的循环示意图。从动植物体，自然界中的雷雨放电、人类的活动三方面分析氮在自然界中的循环。【设问】氮的循环涉及到地球上生物圈的各个方面，那么氮循环中的重要物质有哪些并发生怎样的变化呢？【板书】二、氮循环中的重要物质及其变化1、氮气与氮的固定【讲解】所以在通常状况下，由于氮分子结构稳定，氮气的化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应。但在一定条件下，也可以与氧气、氢气等反应。【思考】“雷雨发庄稼”包含了什么化学原理？【引导分析】空气中氮气在高压电作用下与氧气发生化学反应生成NO，

4、NO与氧气反应转化成NO2，NO2与雨水反应生成HNO3，生成的HNO3随雨浇入土壤，同土壤中的矿物质作用，形成被植物吸收的硝酸盐类，使土壤从空气中吸收养分，使庄稼受益。有关方程式如下：【板书】N2+O22NO；2NO+O2＝2NO2；3NO2+H2O＝2HNO3+NO【讲解】氮循环中的物质有多种氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4等(氧化物中氮元素的化合价为＋1、＋2、＋3、＋4、＋5)。其中NO、NO2均为有毒毒气体，是大气污染物。NO为无色不溶于水的气体，它与人体的血红蛋白结合的能力比

5、CO还强；另外，它在生物学方面有独特的作用。NO分子作为一种传递神经信息的“信息分子”，在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有及其重要的作用。1992年，NO分子被世界著名杂志Science评为明星分子。NO2为红棕色易溶于水的气体。在通风厨内打开盛NO的集气瓶，会观察到无色气体迅速变为红棕色。【讨论】1、植物只能利用化合态的氮，有哪些方式可使空气中的氮气转化为化合态的氮？2、什么叫氮的固定？有哪些方式？【讲解】学生讨论后讲解。氮的固定是指使空气中的游离态的氮转化为含氮化合物的方法。氮的固定主要有自然固氮

6、和人工固氮两种方式。自然固氮有：高能固氮和生物固氮等。人工固氮的方式有合成氨和仿生固氮。高温、高压催化剂NH4+、NO3-是自然界中活化氮氮的主要形态。氮气是惰性的，只有通过自然固氮和人工固氮两种方式而活化。【板书】N2+3H22NH3【讲解】可逆反应是指在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应。【思考】有人说，“氢气和氧气化合生成水，水可分解为氢气和氧气，所以反应：H2+O2=2H2O为可逆反应”。你认为这句话对吗？【阅读】化学与技术：氨的合成。【例题】雷雨天气，雷鸣电闪是日常生活中司空见惯的现象。假

7、设某次雷电放出能量约为1.5×107kJ。在闪电过程中，空气中的氮气和氧气直接化合，已知1mol氧气和1mol氮气化合时要吸收180.74kJ的能量，闪电时有1/1000的能量用于这一反应。回答：（1）此次闪电所产生的NO的物质的量有多大？（2）此次雷雨闪电的生成物相当于给土壤施了多少尿素化肥？（3）雷雨中常会有微量的HNO3为农作物所利用，用化学方程式解释HNO3形成过程。【解析】（1）依题意可知，闪电放出的能量为1.5×107kJ，1molO2与1molN2化合生成2molNO并吸收180.74kJ能

8、量，因此，此次闪电生成的NO物质的量：＝166mol。（2）由于2molNO能生成lmolCO(NH2)2（氮原子守恒），则尿素的总物质的量为166×1/2mol，尿素的总质量m＝4.98kg。此次雷雨闪电相当于给土壤施了4.98kg化肥。（3）空气中氮气在高压电作用下与氧气发生化学反应生成NO，NO与氧气反应转化成NO2，NO2与雨水反应生成HNO3，生成的HNO3随雨浇入土壤，同土壤中的矿物质作用，形成被植物吸收的硝酸盐类