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时间:2020-07-02
《高中化学 3.2 氮的循环 教案2 鲁科版必修1.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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
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