1、第第五五章章 化工生产中的重要非金属元素化工生产中的重要非金属元素 5.2 氮及其化合物氮及其化合物 第 1 课时 教学设计 一、教学目标 1 知识与技能 （1） 了解氮的固定及其类型； （2） 掌握氮气、氨气、氮的氧化物的性质及其应用； （3） 了解氮的氧化物对大气污染与防治方法。 2 过程与方法 （1） 培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。 （2） 在构建氮及其化合物等有关知识网络的过程中，学会提炼化学知识的方法。 3 情感态度与价值观 （1）逐步培养勤于思考，勇于探究的科学品质，严谨求实的科学态度。 （2）培养学生能主动关心与环境保护，资源综合利用等有关的社会热点问题，形成与
2、 环境和谐共处，合理利用自然资源的观念。 教学重难点 1.教学重点 氨的性质及制备、氮的氧化物溶于水的计算 2.教学难点 氮的氧化物溶于水的计算 二、教学过程 教学环节 教学内容 设计意图 1.新课导入 【复习】初中我们学过空气中含量最多的是什么？ 【学生】氮气 【师】没错，初中时我们接触过的氨气、氨气、硝酸都含有氮元素，我们本节 课具体学习氮及其化合物，了解含氮物质的性质和应用。 设问激发求 知欲 2.探索新知 【板书】一、氮气 【师】我们先来看看氮原子结构，请同学来填空。 【展示 PPT】引导学生回答。 【学生】氮元素是非金属元素，位于元素周期表的三周期A 族。氮原子最外层有 5 个电子既
3、不容易得到 3 个电子，也不容易失去 5 个电 子。因此，氮原子一般通过 共用电子对与其他原子相互结合构成物质。 【师】回答的很好！氮气的物理性质相信大家一定不陌生。请同学来回答。 【学生】学生回答 【展示 PPT】 颜色颜色 状态状态 气味气味 密度密度 溶解性溶解性 无色 气体 无味 比空气稍小 难溶于水 【师】由于氮分子内氮原子间以共价三键结合，断开需要较多的能量，所以通 常情况下，氮气的化学性质很稳定。在高温、放电等条件下，氮分子获得足够 的能量，使氮氮三键断裂。 【展示 PPT】 N2 + 3Mg 点燃Mg3N2 N2 + O2 放电或高温 2NO N2 + 3H2 高温、高压 催化
4、剂 2NH3 【师】以前我们经常会听到这样一句话： “雷雨发庄稼” ，为什么雷雨天庄稼会 长得好呢？这就涉及到氮的固定的知识了，我们一起来学习！ 【展示 PPT】 自然界中的氮循环并讲解 （1）概念：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定。 （2）类型：氮的固定： 人工固氮 （如工业合成氨：N2 + 3H2 高温、高压 催化剂 2NH3） 自然固氮（如“雷雨发庄稼”； N2 + O2 放电或高温2NONO2 HNO3 硝酸盐，植物生长需 要吸收氮元素。 生物固氮（如豆科植物的根瘤菌能够将空气中的氮转化为氨） 化学模拟生物固氮（利用化学方法模拟固氮酶的作用，在温和条件 下将氮转化为
5、氨） 【板书】二、氮的氧化物 【师】我们需要掌握 NO 和 NO2性质。 【展示 PPT】 通过探讨交 流培养学生 的合作意识 和表达能力， 激发学生对 新事物的探 究， 培养严谨 的科学思维 方法 【师】 学习了氮的氧化物的性质， 下面要讲一下氮的氧化物溶于水的计算问题。 无论是单一气体（NO2） ，还是 NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气 体通入水中，实质都是二氧化氮和水反应生成一氧化氮，一氧化氮 再与氧气反应。那么如果有气体剩余，只能是 NO、 O2 ，不能是 NO2。 分为三种情况： NO2和 O2混合气体溶于水的计算， 反应原理为： 4NO2 + O2 + 2H2O4HNO3
6、，根据化学计量数的关系，若 V（NO2）:V（O2） 4:1，二氧化氮 过量，NO2会与水继续反应生成NO，剩余气体为 NO。NO 和 O2同时通 入水中的计算，反应原理为：4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 ，根据化学计量数的关系，若 V（NO）:V（O2）4:3，NO 过量，剩余气体为 NO。NO、 NO2、O2混合通入水中，可先将 NO 和 O2转化为 NO2，在分情况讨论。 也可先将 NO2和 H2O 转化为 NO，在按 4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 NO NO2 物 理 性 质 色、味、态 无色、无味气体 红棕色气体、刺激 性气味 毒性 有毒 水溶性 不溶 易溶
7、且与水反应 化 学 性 质 与 O2反应 2NO + O2 2NO2 与 H2O 反应 3NO2 + H2O2HNO3 + NO 与 H2O、O2共同 反应 4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O 4HNO3 氧化性 6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O NO2 + SO2 SO3 +NO NO2能使湿润的淀 粉碘化钾试纸变蓝 培养学生总 结归纳、 辩证 思维的能力 情况计算。 【师】我们在学硫及其化合物时，讲到酸雨。哪位同学告诉老师形成酸雨的主 要原因是什么？ 【学生】空气中的二氧化硫、氮的氧化物。
8、【师】不错！氮的氧化物是空气污染物之一，由于机动车尾气排放，硝酸厂排 放的废气造成。二氧化氮的危害有哪些？ 【学生】危害身体健康酸雨光化学烟雾 【师】回答的很好！如何防治呢？ 【学生】调整能源结构，发展清洁能源 改进汽车尾气的处理技术，提高汽车尾气排放标准。 改进煤燃烧技术，研究煤脱硫技术，减少 SO2和氮氧化物的排放 。 【板书】三、氨的性质 【师】初中我们接触过氨气，同学们，氨气有哪些物理性质？ NO2、O2混合 通入水中 【师】大家还需要注意，氨对人的器官有刺激作用，若不慎接触过多，及时吸 入新鲜空气和水蒸气，并用大量水清洗。 【师】氨能与哪些物质进行反应? 【展示 PPT】 与水反应:
9、NH3 + H2ONH3H2O NH4+ + OH- 与酸反应:NH3 + HCl NH4Cl NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 与 O2反应 NH3 + 5O2 催化剂 4NO + 6H2O 【师】氨与水反应生成氢氧根，溶液显碱性，所以可用湿润的红色石蕊试纸检 验 NH3。氨与氯化氢气体反应产生大量白烟。可用浓盐酸检验氨气。 氨气与氧气反应生成一氧化氮是工业制硝酸的基础。 思考与讨论思考与讨论 为什么氨的催化氧化反应的产物是 NO 而不是 NO2 ? 因为加热时因为加热时 NO2不稳定，易分解为不稳定，易分解为 NO 和和 O2,105时几乎完全分时几乎完全分 解，所以产物为解，所
10、以产物为 NO。 【师】 我们知道氨极易溶于水， 针对这一性质， 我们有一个比较有意思的实验。 颜色颜色 状态状态 气味气味 特性特性 溶解性溶解性 无色 气体 刺激性 易液化 极易溶于水， （1:700） 同学们可以动手操作。 【展示 PPT】 喷泉实验喷泉实验 实验操作：在干燥的圆底烧瓶里充满 NH3，用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸 入水)的橡胶塞塞紧瓶口。 倒置烧瓶， 使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水 里滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹，挤压胶头滴管，使水进入烧瓶。观察并 描述现象， 分析出现这些现象的可能原因。 【学生活动】学生进行实验并描述实验现象，归纳结论。 现象：烧杯中的溶液由
11、玻璃管进入烧杯，形成喷泉，瓶内液体呈红 色。 结论：氨极易溶于水，水溶液呈碱性。 【师】除了氨还可以用哪些物质做喷泉实验？ 氯化氢气体与水或氢氧化钠溶液、氨气与水或盐酸、氯化氢气体与水或氢氧化钠溶液、氨气与水或盐酸、COCO2 2（ClCl2 2、H H2 2S S、或、或 SOSO2 2） 与氢氧化钠溶液、与氢氧化钠溶液、NONO2 2和和 O O2 2与水。与水。 【师】氨有哪些用途？ 【学生】氨是氮肥工业、有机合成工业、制造硝酸、铵盐和纯碱的 原料。液氨可做制冷剂。 【板书】四、氨的制备 【师】如何制备氨？我们有三种方法： 【展示 PPT】 方法一方法一 铵盐与碱共热 实验原理：实验原理
12、：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3 + 2H2O 收集：收集：氨的密度比空气小，且氨易溶于水。可用向下排空气法。 检验：检验：用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）或蘸有浓硫酸的玻璃棒（有 白烟）接近试管口。 净化：净化：装有碱石灰碱石灰的干燥管，不能用浓硫酸和无氯化钙浓硫酸和无氯化钙 思考：棉花的作用是什么？ 防止试管内的 NH3与试管外的空气对流，以便收集较为纯净的氨。 方法二方法二 浓氨水中加固态碱性物质 原理：原理：向浓氨水中加入固态碱性物质（如：CaO 、碱石灰、碱石灰、NaOH 等） ，消耗浓氨水中的水，同时反应放热，促进氨水分解。 方法三方法三 加热浓氨水 原理：
13、原理： NH3H2O NH3 + H2O 3.小结作业 完成同步练习 四板书设计 5.2 硫及其化合物硫及其化合物 第一课时第一课时 一、氮气 二、氮的氧化物 氮的氧化物溶于水的计算 NO2和 O2混合气体溶于水的计算：4NO2 + O2 + 2H2O4HNO3 V（NO2）:V（O2） 4:1 剩余 NO NO 和 O2同时通入水中的计算：4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 V（NO）:V（O2） 4:3 剩余 NO NO、NO2、O2混合通入水中 可先将 NO 和 O2转化为 NO2，在按上述分情况讨论。 也可先将 NO2和 H2O 转化为 NO，在按 4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 情况计算。 三、氨的性质 四、氨的制备
