鲁科版高一化学必修第一册(2019版)_《自然界中的氮循环,氮的固定》优质教案
鲁科版(2019)高一化学必修第一册第三章第三节 氮的循环(1)-课件
应用·实践
某混合气体中可能含有Cl2 、O2
、SO√2 、NO√
、NO2
中的一种或多种气体。现将此无色的混合气体一部分通
过品红溶液，品红溶液褪色；再把剩余气体通入空气
中，气体很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断
正确的是 ( D )
A．肯定只有SO2 C．可能有Cl2和O2
B．肯定只有NO D．肯定没有Cl2、O2和NO2
任务分解2：是否需要氧化 还原手段？需要哪些试剂？
NH4+
氧化物
酸
盐 物质类别
活动·探究
试设计闪电固氮过程中N2到NO3- 的转化路径。
碱或盐
H2O HNO3
NO3-
NO2
o2 NO
氮氧化物与水如何 反应生成硝酸？
N2
氮气与氧气反应生成哪 种氮氧化物？
资料卡
1. NO是一种无色、难 溶于水的气体。 2. NO2是一种红棕色、 有刺激性气味的有毒气 体，易溶于水。 3. 在4000 K局部高温条 件下，NO比NO2更稳 定。
-
NO3
氨基酸、 蛋白质
概括·整合
N2 NH3
NO NO2 HNO3
氮的循环涉 及种类繁多的氮 及其化合物，请 N2 列举它们的化学 式，并按照一定 的线索进行归纳 整理。
蛋白质、尿素
NH3 NH4+
-
NO3
概括·整合
氮的循环涉及种类繁多的氮及其化合物，请列举它们的化 学式，并按照一定的线索进行归纳整理。
观察·思考
氮元素化合价 氮及其化合物的“价—类” 二维图 试设计闪电固
+5 +4
+2
o2
？ H2O
鲁科版高中化学必修第一册精品课件 第3章 第3节 第1课时 自然界中的氮循环 氮气和氮的氧化物
NO+O2
(NO )
(O 2 )
<4∶1
>4∶1
=4∶3
剩余气体
剩余气体的体积
NO
1
V(NO2)
3
①
NO
1
V(NO)原+ V(NO2)
3
②
无
0
O2
1
V(O2)原-4V(NO2)
NO
1
[V(NO
2)原-4V(O2)]
3
无
0
②
①
②
③
>4∶3
③
NO
<4∶3
③
O2
4
V(NO)原- V(O2)
(1)定义:
。
【微思考1】将1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中,在一定条件下反应,能
否得到2 mol NH3?原因是什么?
提示 不能。因为合成氨的反应是可逆反应,不能完全进行到底。
三、氮的氧化物
1.氮的氧化物的种类
化合价
对应氧化物
+1
N2O
+2
NO
+3
N2O3
+4
NO2、N2O4
+5
B.N2→NH3
C.NO2→HNO3
D.NO→NO2
解析 N2与O2不能直接反应生成NO2,A符合题意;N2与H2在一定条件下可合
成NH3,B不符合题意;NO2溶于水可生成HNO3,C不符合题意;由反应
2NO+O2══2NO2可知,D不符合题意。
1 2 3 4
2.下列有关氮气的叙述错误的是( D )
B.可在氧气中燃烧,生成一氧化氮
化学：3.2《氮的循环》优秀教案(鲁科版必修1)
第二节《氮地循环》第一课时导学案【学习目标】1、了解氮循环地基本过程，认识氮循环过程中地重要物质；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地性质.了解自然界中形成硝酸地过程联想质疑材料阅读原理方法技巧天下奇闻在新疆和青海两省交界处，有一狭长山谷，有时牧民和牲畜进入后，风和日丽地晴天顷刻间会电闪雷鸣，狂风大作,人畜常遇雷击而倒毙，被当地牧民称为“魔鬼谷”.奇怪地是这里草木茂盛，你知道其中地原因吗？一氮地循环请仔细观察课本页图，并仔细阅读页你知道氮地循环地意义吗？看一看读一读：你发现氮地循环有那几种方式？请从动植物体，自然界中地雷雨放电、人类地活动三方面分析氮在自然界中地循环1）2）3）写一写：细心地你在氮地循环过程中找到了几种有关氮地物质，请写出他们地化学式二氮地性质想一想：在这些含氮地物质中，我们首先感受一下我们身边地氮气，他能看地见吗？能摸得到吗？能闻得到吗？(1)氮气地物理性质联想·质疑：老人们常说雷雨丰庄稼1，雷电交加时,空气中地氮气和有关地含氮化合物发生了哪些化学反应？产生了哪些物质?请写出有关反应. (2)化学性质1）2）3）2，有人说NO是明星分子，你对她有哪些了解，如何看待她地功与过3,，NO她在空气中能稳定存在吗？她与氧气反应得到地产物你对他了解吗，能说一说吗4，现有一试管二氧化氮，将其倒置于盛满水地水槽中，足够长地时间后，有什么现象？若使试管中液面上升，可采取什么措施？三氮地固定阅读材料：粮食危机据联合国地统计资料，全球中国肥料信息网资料：化肥在农业增产中地作用功不可没.有关数据显示,中国居民人均耕地使用面积为 1.41亩,不足世界人均耕地使用面积地40%.中国有600多个县人均耕地面积低于国际粮农组织地标准.就这样一个耕地匮乏地国家,用占世界7%地耕地养活了占世界22%以上地人口,不能说不是一个奇迹.化学肥料在保证农产品产量解决人民温饱问题,优化产品质量提高人民健康水平,保证耕地质量实现农业可持续发展方面,起到了至关重要地作用.有40%以上地人受到各种不同程度地粮食危机地威胁，至少有3亿儿童在饥饿与死亡边缘挣扎……5，雷电中发生地化学反应和所产生地物质对于人类地生产和生活有什么意义? 氮地固定：氮地方式有几种：在人工固氮地过程中，氮气与氢气地反应有何特点，写出反应地化学方程式可逆反应:可逆反应地特点:可逆反应地表示方法：本节小结：分析当堂测试1．下列说法不正确地是A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在. B．氮元素是构成生命地基本元素C．大气、陆地和水体中地氮元素在不停地进行着氮地循环.D．仿生固氮是一种自然固氮分析2．关于NO地下列叙述不正确地是A．NO不溶于水，是一种大气污染物B．NO是一种红棕色地有毒气体C．NO结合血红蛋白地能力比CO还强D．NO与氧气反应生成NO2，体现其还原性分析3，请写出雷雨过程中形成硝酸地化学反应：1）2）3）4将一收集满15mLNO2气体地试管倒立于水槽分析中，可观察到哪些现象？反应后剩余什么气体？其体积为多少？课后自我评价：。
2019-2020年高中化学 第3章 第2节 课时1 自然界中氮的循环教案 鲁科版必修1
课时1 自然界中氮的循环目标与素养：1.了解氮及其氧化物的主要性质。
(宏观辨识)2.认识氮及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。
(社会责任)一、自然界中氮的循环1．氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。
2．自然界中氮的循环3．人类活动的影响(1)氮气――――→化学方法氨气→氮肥、硝酸等含氮化合物。
(2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。
二、氮气的性质和氮气的固定 1．物理性质2.化学性质 (1)N 2与O 2反应打雷时或汽车引擎中发生的反应为N 2＋O 2=====放电2NO 。
(2)N 2与H 2的反应①可逆反应：在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应为可逆反应。
可逆反应的化学方程式用“”代替“===”。
②合成氨的化学反应方程式为。
微点拨：(1)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，故N 2性质很稳定。
(2)可逆反应必须满足“两同”：①相同条件；②正反方向同时进行。
3．氮的固定(1)定义：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
(2)分类氮的固定⎩⎪⎨⎪⎧自然固氮⎩⎪⎨⎪⎧高能固氮生物固氮人工固氮⎩⎪⎨⎪⎧合成氨仿生固氮三、氮的氧化物 1．氮的氧化物2(1)物理性质①NO →NO 2：2NO ＋O 2===2NO 2。
②NO 2→NO ：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。
微点拨：NO 和NO 2的收集方法 (1)NO 的收集：排水法。
(2)NO 2的收集：向上排空气法。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化合态的氮元素只显一种价态。
( )(2)N 2在通常状况下与O 2反应生成NO 2。
( ) (3)合成氨反应属于自然固氮中的高能固氮。
( )(4)2H 2O=====通电2H 2↑＋O 2↑和2H 2＋O 2=====点燃2H 2O 属于可逆反应。
( ) [答案] (1)× (2)× (3)× (4)× 2．下列叙述中与氮的固定无关的是( ) A ．工业合成氨B ．工业上将氨转化成硝酸和其他氮的氧化物C ．豆科植物的根瘤菌吸收空气中的氮气使之转化成植物蛋白质D．电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收B[氮的固定过程是使游离态的氮转化为化合态的氮，B项，NH3转化为HNO3不符合要求。
教案 《氮循环》课件(鲁科版必修1)
的
常温下性质稳定
化 高温高压催化剂，放电 合
结构特别稳定
物
概括·整合
氮的固定
游离态
化合态
如：N2+O2 放电 2NO
N2+3H2
2NH3
自然固氮
氮的固定
人工固氮
高能固氮 生物固氮
NO与NO2的比较
NO
NO2
物理 无色有刺激性气味气体 红棕色有刺激性气味
性质 难溶于水，剧毒！
气体，能溶于水，剧毒！
三、氨与氮肥
【实验记录】
实验
实验现象
NH3的 形成红色喷泉 喷泉实验
结论 氨气极易溶于水
NH3与HCl 的反应
产生大量白烟
生成NH4Cl固体
【小结：氨的化学性质】
（1）氨跟水反应——显弱碱性
NH 3+H2O
NH 3·H 2O
NH 3·H 2O
NH4 ++OH-
一水合氨很不稳定
NH 3·H 2O =NH3↑ +H2O
白色粒状结晶，吸湿性不大， 不易结块
白色或浅黄色针状结晶或小 颗粒，溶于水，中性
四、铵盐的性质
实验现象
结论及化学方程式
物理 性质
都是晶体，都易溶于水
加热
△
产生氨气 NH4Cl === △NH3↑ + HCl↑
NH4HCO3 === NH3↑+CO2 ↑
+ H2O
与碱 产生使湿润
△
反应 的红色石蕊 NH4+ +OH-=== NH3↑ + H2O
试纸变蓝的 气体
检验NH4+的方法！
五、氨的实验室制法
公开课示范课氮的循环课件高一化学鲁科版(2019)必修一
2NO2
N2O4（无色）
思考：雷雨发庄稼的科学依据
在新疆和青海放的电交界处，有一处山谷，
每N当2 牧+ 民O和2 牲畜进入后2N，O风和日丽的
晴天顷刻电闪雷鸣，人、畜遭雷击而
2毙N命O，奇+ 怪O的2 =是这2N里O牧2草茂盛、四季
常青，被当地人称为魔鬼谷。最近地
3质N工O作2者+揭H开2了O谜=底2-H-该N地O质3 表+层N处O
由 2NO＋4ON2=O==+2N3OO2 和2+42NHO22＋OO=2＋42HHN2OO==3=4HNO3，可得总
反应式 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，由此可知：
＝4∶3，恰好完全反应，无气体剩余
V(NO)∶V(O2)＞4∶3，剩余气体为NO ＜4∶3，剩余气体为O2
若
注意： (3)有关 NO、NO2、O2 混合气体与 H2O 反应后剩余气体的问题，
【迁移应用】
在浓硝酸中放入Cu片 （1）开始的化学反应方程式
Cu+4HNO3（浓）=Cu(NO3)2+2N。O2 ↑+2H2O （2）若Cu有剩余，则反应将要结束时的反应方程式 为 3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 。 （3）反应停止后，加入少量的稀硫酸，这时铜片上又有气泡
氮的氧化物——NO和NO2
NO
物理性质 无色、无味的有毒气体
水溶性
难溶于水
与O2 与H2O反应 收集方法
2NO+O2=2NO2
不反应
排水法
6NO+4NH催3 化=∆ 剂5N2+6H2O
NO2
红棕色、有刺激性气味的有毒气体 易溶于水 不反应
优质课鲁科版高中化学必修1 3.2《氮的循环》课件(第一课时) (共26张PPT)
3. 在新疆和青海的交界处，有一处山谷，每当 牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻电闪雷 鸣，人、畜遭雷击而毙命，奇怪的是这里牧草茂 盛、四季常青，被当地人称为魔鬼谷。最近地 质工作者揭开了谜底—该地质表层处有一巨大磁 铁矿，当人畜进入后形成尖端放电。请同学们解 释牧草茂盛的原因，并用简单的化学方程式来表 示。
2NH3
2、一氧化氮和二氧化氮
氮的氧化物很多：如NO、 N2O、 NO2、 N 2O 3 、 N 2O 4 、 N 2 O 5等 (1）一氧化氮
无色、难溶于水的气体；在常温下能与氧气 反应生成二氧化氮气体。
缺点：NO结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强， 更容易造成人体缺氧。 优点：一氧化氮分子作为一种传递神经信息的“信使分子” 在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有着极 其重要的作用。
• 1、NO、O2和H2O反应
• 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 • 2、NO2、O2和H2O反应
• 4NO2+O2+2H2O=4HNO3
【课堂练习】
1.下列几种固氮方式中属于人工固氮的有（ D ） 属于自然固氮的有（ A B ） A. 闪电时空气中的氮气转化为一氧化氮 B.豆科作物根瘤菌将氮气转化为化合态氮 C. NO 与 O2 反应制备NO2 D. 由 N2与3H2在一定条件下反应合成NH3 2.现有两个集气瓶它们分别盛装 O2与 NO气体， 你怎样通过最简单的方法将它们区别开？
二、氮循环中重要物质
1、氮气：常温下性质稳定，很难与其它物 （1）与氧气的反应
质反应。但在一定条件下，能与氧气、氢 气等物 质发生反应 注意：
N2 分子中 氮气与氧气在放电条件下直接化合生成 两个氮原子 一氧化氮气体 放电 共用三对电 N2 + O2 == 2NO 子，结构特 一氧化氮气体在常温下与空气中的氧气迅速化合， 别稳定 生成二氧化氮气体。二氧化氮溶解于水时与水反
3.3.1 自然界中的氮循环 (教学课件)高一化学鲁科版(2019)必修第一册
完成课后相关练习
谢谢观看
酸，氨基酸最后转化成蛋白质。动物以植物为食物而获得植
物蛋白，并将其转化为动物蛋白。动植物遗体中的蛋白质被
微生物分解成
NH
4
、NO
3
、和
NH3，又回到土壤、大气和
水体中，被植物再次吸收利用。另外，在放电条件下，空气
中少量的氮气与氧气化合生成氮氧化物，这些氮氧化物随降
水转化成硝酸等进入土壤和水体中。
影响氮在自然界中循环的另一个方面是人类的活动。人 们通过化学方法把空气中的氮气转化为氨，再根据需要 把氨转化成各种含氮化合物( 如盐、硝酸)。某些含氮化 合物进入土壤、大气和水体中进行转化。化石燃料燃烧、 农作物的秸秆燃烧等所产生的氮氧化物通过大气进入土 壤和水体，参与氮的循环。
二、氮循环中物质的性质及物质之间的转化
。
②NO2→NO： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 。
氮气的性质及工业制法 (1)氮气的密度与空气的接近，只能用排水法收集。 (2)在高温、高压、放电等条件下，N2 能与 H2、O2、Mg 等发 生化学反应。
①氮气与氢气反应：
，该反应是工业合
成氨的原理。 ②氮气与氧气反应：N2＋O2=放==电==2NO。 ③氮气与镁反应：3Mg＋N2=点==燃==Mg3N2。
人工固氮现在普遍采用的是氨的工业合成。大多数植物只能吸 收化合态的氮元素，而不能直接吸收空气中的氮气。经过大量 的实验研究，科学家发现在一定的条件下氮气与氢气可以直接 化合生成氨，而氨的水溶液及氨形成的盐含有能被植物吸收的 铵态氮。工业上，以氮气和氢气为原料，在高温、高压和有催 化剂存在的条件下合成氨。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第3章物质的性质与转化
3.3.1 自然界中的氮循环氮的固定
本节教学内容是鲁教版高中化学必修第一册第三章第三节《氮的循环》的第一课时。
该部分的教学内容涉及到氮元素的相关知识和概念，氮的各种重要化合物的相关性质和反应现象，不同氮的化合物的用途。
通过研究氮的单质及化合物的性质和用途，可以使我们从物质类别和元素价态的视角认识物质间的转化关系，深化对物质及其变化多样性的认识。
本节安排了氮的循环、氮的固定、氮氧化物性质这三部分内容。
通过学习这部分知识，学生将学习并掌握氮的氧化物、氮的循环及相关反应；学习并掌握氮的单质和氮氧化物性质；通过本节内容的学习，学生将感受氮元素的多种化合物的不同特性和用途以及氮循环与人类活动关系。
证据推理与模型认知：能一举物质类别和元素价态列举氮元素的典型代表物。
能列举、描述、辨识含有氮元素的典型氧化物物质重要的物理和化学性质及实验现象。
能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。
宏观辨析与微观探析：能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测氮及其化合物的化学性质及变化，设计实验进行初步验证，并能分析、解释有关实验现象。
能从物质类别和元素价态变化角度说明有关物质的转化路径及氮的循环。
能分别根据氮及其化合物的性质，分析实验室、生产、生活及环境中的某些问题，说明妥善保存、合理使用化学品的厂货减方法。
科学态度与社会责任：能说明氮及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。
能有意识地运用所学知识或寻求相关证据参与社会性科学议题的讨论。
能主动运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题。
能运用绿色化学思想分析和讨论化工生产的相关问题。
重点：氮的氧化物性质
难点：不同价态的氮元素转化
多媒体
一、知识回顾
1.常温常压下，氮气化学性质不活泼，它很难与其他物质发生反应。
2.通常情况下，氮气是无色、无味、难溶于水的气体，密度比空气略小。
3.在高温、高压、催化剂的条件下，氮气与氢气反应生成氨气。
二、导语
闪电是大家非常熟悉的自然现象。
你知道在电闪雷鸣的时候，空气里的氮气、部分含氮化物分别发生了哪些反应吗？这些反应产生了哪些物质？这些物质对于人类的生产和生活有什么意义？俗语说“雷雨发庄稼”，这句话隐含着什么原理？这与我们今天学习的知识有关。
三、讲授新课
出示课件：自然界中氮的存在
活动一：从物质类别列举含氮元素的物质，用化学式将这些物质写出来，并总结氮的存在形式。
单质：氮气（N2）
化合态
气态氢化物：氨气（NH3）
氧化物：一氧化氮（NO、二氧化氮NO2）
酸：硝酸（HNO3、亚硝酸HNO2）
碱：一水和氨（NH3·H2O）
盐：氯化铵（NH4Cl、硝酸铵NH4NO3等）
板书：自然界中氮以游离态和化合态的形式存在。
活动二：从元素化合价角度看：求出上述物质中的氮元素化合价，并在价---类二维图中标注。
板书：
展示课件：自然界中氮的循环
活动三：引导、指导学生阅读教材P106内容，会用语言描述氮的循环。
在自然界中，大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮化合物。
植物的根从土壤中吸收的铵根、硝酸根，经过复杂的生物转化过程形成各种氨基酸，氨基酸最后转化成蛋白质。
动物以植物为食物而获得植物蛋白，并将其转化为动物蛋白。
动植物遗体中的蛋白质被微生物分解成铵根、硝酸根、氨气，又回到土壤、大气和水体中，被植物再次吸收利用、另外，在放电条件下，空气中少量的氨气与氧气化合生成氮氧化物，这些氮氧化物随降水转化成硝酸等进入土壤和水体中。
板书：
大气中氮气→硝酸盐或含氮化合物→氨基酸→植物蛋白质→动物蛋白质→铵根、硝酸根、氨气→大气、土壤等
氮气、氧气→氮氧化合物→硝酸等→土壤、水体
思考：人类活动影响氮的循环吗？与同伴交流答案。
板书：
氮气→氨→含氮化合物→土壤、大气、水体
化石燃料和农作物秸秆燃烧→氮氧化物→大气、水体、土壤
展示课件：氮的固定
活动四：老师提出问题。
学生解答问题
①什么是氮的固定？
②氮的固定有哪些方式？
③生物固氮、闪电固氮、合成氨、仿生固氮你怎么理解？
板书：
①氮的固定概念：将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程
②氮的固定方式：自然固氮（包括生物固氮、闪电固氮）、人工固氮（包括合成氨、仿生固氮）
生物固氮：自然界中一些微生物将空气中氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物。
闪电固氮：通过闪电将空气中的氮气转化为含氮化合物。
氨的工业合成：在一定的条件下氮气与氢气可以直接化合生成氨，而氨的水溶液及氨形成的盐含有能被植物吸收的铵态氮。
N2+3H2高温、高压
2NH3
催化剂
合成氨作用：
氮气、氢气→氨→化肥→粮食增产
科学家发现某些金属有机化合物可以起到根瘤菌的作用，并以这些金属有机化合物为催化剂实现了常温、常压固氮，即仿生固氮。
仿生固氮是当前科学界最为关注的研究课题之一。
展示课件：氮气、氮氧化物性质
活动五;氮气性质
①会描述氮气物理性质吗？
②氮气化学性质
常温下，氮气与氧气反应吗
放电条件下，氮气与氧气反应生成了什么物质？该反应化学方程式是什么？哪一种物质做
氧化剂？哪一种物质做还原剂？
板书：
氮气化学性质
氮气在常温下化学性质不活泼，很难与其他物质反应。
在放电条件下
N 2+O 2放电 N0
氮气做还原剂，氧气做氧化剂
活动六：一氧化氮性质
①描述其物理性质。
②
一氧化氮化学性质：一氧化氮与氧气反应的方程式及现象
板书：
一氧化氮化学性质
2NO + O2= 2NO2（气体由无色变为红色，可用来检验NO存在）
一氧化氮是还原剂，氧气是氧化剂
活动七：二氧化氮性质
①描述物理性质
②化学性质
二氧化氮化学性质
该反应现象及化学方程式是什么？
板书：
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO→工业制取硝酸
红棕色气体逐渐变为无色
活动八：说一说物质用途
1.二氧化氮有毒
二氧化氮能使多种织物褪色、损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用。
2.一氧化氮用途
在扩张血管、提高免疫力、增强记忆力等方面有着重要作用作业布置与设计：。