2019-2020年高一化学自然界中的元素 氮的循环

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1、2019-2020年高一化学自然界中的元素氮的循环一.教学内容：第3章第2节氮的循环二.教学目的1.能简要说明氮循环的基本过程，知道固氮的本质以及生物固氮和人工固氮这两种固氮形式。2.了解氮循环过程中的重要物质以及人类活动对氮循环和环境的影响（知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题）3.能列举含氮元素的单质及其化合物了解氮气、氨气、铵盐及硝酸的主要物理性质和化学性质，知道NH的检验方法和氨气的实验室制法，能书写相关反应的化学方程式。三.教学重点、难点氮气、氨、铵盐和硝酸的性质四.知识分析空气中的主要物质？植物生长需要的主要元素？（一）氮在自然界中的循环和存在形式1.氮元素在自然界中

2、的存在形式自然界中氮元素存在的形式一种是游离态，如N2，一种是化合态，如铵盐、硝酸盐、氨、蛋白质等。2.氮在自然界中的循环（1）氮在自然界中的循环的基本过程自然界里，空气的氮气转化为植物可以直接吸收含氮化合物的两种主要形式，豆科植物的根瘤菌把N2转化为硝酸盐；闪电使少量N2与O2化合生成NO，随之变为硝酸随降水进入土壤和水体。植物的根从土壤中吸收铵盐、硝酸盐，经过复杂的生物转化，形成了各种氨基酸，氨基酸最后变成蛋白质。动物以植物为食而获得植物蛋白，并将其转化为动物蛋白，动物遗体中的蛋白质被微生物分子分解成铵离子、硝酸根和氨，又回到了土壤和水体中，被植物再次吸收利用。（2）氮循环的重要

3、意义由于存在着氮元素的循环，其他生命元素的循环，以及水的循环，地球的生命才生生不息，生机勃勃。（二）氮循环的重要物质及其变化1.氮气（1）物理性质无色无味的难溶于水的气体；密度比空气小，在空气中约占总体积的78%，占其它质量的75%。（2）分子结构两个氮原子之间的强烈作用，要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。常温下，N2的化学性质很不活泼，但在高温、放电、点燃等条件下能与O2、Mg、H2等反应。（3）化学性质①与O2反应：N2+O2＝2NO②与H2反应：N2+3H2＝2NH3③与Mg的反应：N2+3Mg＝Mg3N2温馨提示：●由于N2的化学性质不活泼，所以N2与其它物质的反应，需特

4、别注意标明条件。●N2和O2反应后，“最初产物”是NO，而不是NO2。●一般情况下，N2不能燃烧，也不助燃，但Mg条却可以在N2中燃烧。（4）用途：a.保护气b.液氮作深度冷冻剂c.合成氨等思考：相同质量的镁条分别在O2、N2和空气中充分燃烧，所得固体产物的质量m1，m2，m3由大到小的顺序是（解答：m1>m3>m2）重要补充：①氮的固定概念：使空气中游离的氮转变为含氮化合物的方法。分类：自然固氮和人工固氮②可逆反应概念：在相同条件下，能同时正反两个方向进行的反应，为可逆反应，化学方程式中用“”代替“＝”。特点：相同条件下，相反方向的两个化学反应；与化学反应有关的各种物质共存，如N2

5、+3H22NH3反应体系中就存在N2、H2、NH3分子。2、氮的氧化物—NO、NO2的重要性质（1）物理性质NO：无色无味难溶于水的气体有毒NO2：红棕色有刺激性气味的气体有毒（2）化学性质2NO+O2＝2NO26NO+4NH3＝5N2+6H2O3NO2+H2O＝2HNO3＋NO6NO2+8NH3＝7N2+12H2O（3）计算中用到的两个重要化学方程式4NO+3O2+2H2O＝4HNO3；4NO2+O2+2H2O＝4HNO3思考：①NO有毒，为什么在1992年被世界著名学术期刊《科学》（Seience，美国）评为明星分子？②NO2为什么能使多种织物退色，损坏多种织物和尼龙制品，对金属

6、和非金属材料也有腐蚀作用？③实验室如何收集NO、NO2？为什么？解答：①NO作为一种神经系统的信使分子，在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有着及其重要的作用。②NO2溶于水生成了硝酸，使织物退色、腐蚀材料。③收集NO用排水法，收集NO2用向上排空气法；前者易与氧气反应，后者易与水反应3、氮的氢化物——NH3（1）分子结构立体结构（三角锥形）（2）物理性质无色、有刺激性气味的气体，标况下密度为0.771g·L－1，比空气轻，极易溶于水（1:700），且快速溶解，易液化得液氨，液氨气化时要吸收大量的热，使物质的温度急剧下降，所以液氨常用作制冷剂。关于喷泉实验：①氨气能形成喷泉的本质原因

7、是氨极易溶于水。②用教材中的装置进行喷泉实验，引发水上喷的操作是挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。该实验的原理是，少量水进入烧瓶时，氨迅速溶解，瓶内压强迅速降低，水在外界大气压作用下，压入烧瓶。如果把胶头滴管去掉，如何引发水上喷？③氨溶解于水不是简单的溶解过程，有化学反应，生成碱性物质。（3）化学性质①氨与水的反应NH3+H2ONH3·H2O说明：●氨的溶解中更重要的是生成了NH3·H2O，但溶质为NH3●氨的水溶液显弱碱性，NH3·H2ONH4++OH—●