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新教材苏教版必修二专题7教案

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专题7-§1-1氮的固定

教材分析

本课时是必修第二册专题7第一单元的内容，是非金属元素及其化合物开篇知识。非金属元素及化合物知识主要安排在必修第一册中。本课时知识把自然现象、化学变化、人类生存需要、社会可持续发展等进行了融合，充分体现了化学源于人类生活、服务于人类发展的特点，有利于学生认识到化学是真实的、有用的化学。内容安排上从粮食危机到固氮方法；从自然固氮途径到高能固氮的化学原理；从自然固氮的局限性到人工固氮方法；从合成氨的原理、意义到自然界的氮循环。知识呈现既具有一定的连续性，又逐渐深化和应用；既强调化学科学在造福人类、提高人类生存质量方面的重要作用，又指出要维护生态平衡，科学应用化学科学，形成可持续发展的理念。

教学目标与核心素养

教学目标：

1.了解氮的固定。

2.认识氮氧化物的性质和用途。

核心素养：

1.能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学反应及其条件；了解氮的固定和自然界中氮的循环。

2.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。

教学重难点

氮气的化学性质、氮分子结构对氮气性质的影响。

教学过程

化学家在18世纪70年代初发现了氮气一—这一空气中含量最多的气体。如何利用氮气这一丰富的资源为人类服务？科学家苦苦探索了几百年。随着世界人口的增长，人类对粮食的需求日益增加，粮食危机成为当时人类发展难以逾越的鸿沟。直到20世纪初，德国化学家哈伯（F.Haber，1868-1934）在实验室中首次用氮气和氢气合成了氨，从此人类进入了化肥农业时代，大大提高了粮食产量。

在自然界中，绝大部分氮元素以游离态的氮气分子形式存在于空气中。实验证明，在通常情况下，氮气与大多数物质很难发生化学反应，说明氮气的化学性质很不活泼。一般认为，氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子中存在氮氮三键。破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳定。但在高温或放电等特殊条件下，氮气分子获得了足够多的能量，也能与一些金属或非金属单质发生反应，生成含氮化合物。

一、氮气与氮的固定

1.氮气

（1）氮分子内两个氮原子间以共价三键(N≡N)结合，断开该化学键需要较多的能量，所以氮气的化学性质很稳定，通常情况下很难与其他物质发生化学反应；氮气分子的电子式。

(2)写出氮气与下列物质反应的化学方程式：

①金属镁：，氮气表现性；

②氧气：，氮气表现性；

③氢气：，氮气表现性。

2.氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程

思考:下面是工业合氨的热化学反应方程式：

工业生产中可采取哪些措施提高反应的速率？

解析：升高温度；增大压强；使用催化剂。

二、一氧化氮和二氧化氮

1.不同价态的氮的氧化物

上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是N2O5和N2O3。

2.二氧化氮的性质

(1)红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大。

(2)易溶于水且与水反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。

(3)具有强氧化性：能与SO2、KI等反应。

(4)自身二聚：2NO2N2O4(无色气体)。

3.NO和NO2性质比较

深度思考：

俗话说“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应的化学方程式。

提示：雷电发生时，N2和O2化合生成NO，NO迅速被氧化为NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3跟土壤作用生成硝酸盐，NO3-可被植物吸收。

N2＋O22NO

2NO＋O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO

HNO3+土壤→硝酸盐（氮肥）

三、氮在自然界中的循环

1.氮在自然界中主要存在形式有哪些？

解析：大部分以氮气的形式存在，少部分以

化合物的形式(如硝酸盐、铵盐、蛋白质等)存在。

2.人体里的蛋白质中的氮元素是从哪儿来的？

解析：人体里蛋白质中的氮是从外界摄入的，

特别是肉类、蛋类物质等。若溯本求源，则来自大

气中的N2。

3.自然界中有哪些固定氮的途径？

解析：自然界中固氮主要有自然固氮和人工固氮，自然固氮有高能固氮(雷电作用)、生物固氮(豆科植物)。

4.氮循环中含氮物质有多种形式的转化，有的对人类生产生活有益，有的则产生负面作用，请举例说明。

对人类有益的有：

人工固氮如合成氨，不仅为农作物的生长提供了必需的氮元素，而且为其他化工产品的生产提供了重要的原料