高中化学--氮气与氮的氧化物学案
鲁科版高中化学必修一 3.2.1 氮气与氮的氧化物 教学设计 (3)
第3章自然界中的元素第2节氮的循环第1课时氮气与氮的氧化物三维目标（一）知识与技能目标1. 了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响。
2. 通过了解生物固氮和人工固氮形式，认识N2、NO、NO2的性质。
3. 通过观察思考活动，认识NH3、铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题。
4. 通过观察思考活动，认识HNO3的性质。
（二）过程与方法目标1. 培养学生通过观察实验现象，总结分析物质性质的能力。
2. 初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中控制变量的思想。
（三）情感态度与价值观目标1. 通过介绍合成氨发展的艰辛历程，体会从实验室研究到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育。
2. 通过介绍酸雨，光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。
教学重点氮的固定的相关知识，氮的氧化物的物理性质和化学性质。
教学难点一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质。
教学过程【引入】分析下图并讨论：氮在自然界中是怎样循环的？【板书】一、氮在自然界中的循环 1. 氮气【讲述】氮气是由氮原子构成的双原子分子，两个氮原子间共用三对电子，使每个原子都达到稳定结构。
要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。
故常温下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他的物质发生反应。
但在一定的条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。
【演示实验】 在一个空矿泉水塑料瓶距瓶底10 cm 处，对称地钻两个小孔，然后放在感应圈上，将感应圈的两根极针通过小孔插入瓶中，使两根极针成一条直线，且针尖之间相距0.5 cm （如图），接通电源，观察实验现象。
待矿泉水瓶中产生红棕色气体后，加入蒸馏水， 振荡，用蓝色石蕊试纸检验产生的溶液。
【结论】在放电或高温的条件下，空气中的氮气能与氧气发生反应，生成一氧化氮，一氧化氮在空气中很不稳定，易被氧化成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸。
【板书】N 2+O 2 ===========放电或高温2NO (有毒、无色、难溶于水) 2NO+O 2===2NO 2（有毒、红棕色、与水反应） 3NO 2+H 2O===2HNO 3+NO【讨论】（1）现给你一试管二氧化氮，其他药品和仪器自选，根据上述反应，请你设计实验，要求尽可能多的使二氧化氮被水吸收。
氮气学案
生活中的含氮化合物氮气及其氧化物1.氮气写出有关化学方程式： ①3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2； ②N 2＋3H 2 高温、高压催化剂2NH 3； ③N 2＋O 2== ===放电或高温2NO 。
2.氮的氧化物氮有多种价态的氧化物：N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5等。
3.氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型①光化学烟雾：NO x 在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。
②酸雨：NO x 排入大气中，与水反应生成HNO 3和HNO 2，随雨雪降到地面。
③破坏臭氧层：NO 2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。
④NO 与血红蛋白结合使人中毒。
(2)常见的NO x 尾气处理方法 ①碱液吸收法2NO 2＋2NaOH===NaNO 3＋NaNO 2＋H 2O NO 2＋NO ＋2NaOH===2NaNO 2＋H 2ONO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n (NO 2)≥n (NO)。
一般适合工业尾气中NO x 的处理。
②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N 2)或NO x 与CO 在一定温度下催化转化为无毒气体(N 2和CO 2)。
一般适用于汽车尾气的处理。
1.俗话说“雷雨发庄稼”，这说明雷雨中含有能被植物吸收利用的化合态的氮。
请写出三个有关的化学方程式：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________；(3)________________________________________________________________________。
高中化学必修二教案讲义：氮气和氮氧化物(教师版)
氮气和氮氧化物1．了解氮的固定和自然界中氮的循环。
2．了解氮气的主要化学性质。
3．认识氮氧化物的性质与转化。
一、氮气与氮的固定 1．氮元素的原子结构和性质(1)氮元素的原子结构氮元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA 族，氮原子最外层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。
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。
(2)氮元素在自然界中的存在①游离态：主要以氮气分子的形式存在于空气中，约占78%（体积分数）。
②化合态：存在于动植物体内的蛋白质中，土壤、海洋的硝酸盐和铵盐中。
2．氮气的性质(1)物理性质通常情况下，氮气是无色、无味的气体，密度比空气的稍小，难溶于水。
(2)化学性质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，但在高温、放电等条件下，氮气也可以与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应。
写出氮气与下列物质反应的化学方程式。
①金属镁：N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2，氮气表现氧化性； ②氢气：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3，氮气表现氧化性；③氧气：N 2＋O 2=======放电或高温2NO ，氮气表现还原性。
(3)用途①氮气常用作保护气，如焊接金属、填充灯泡、保存食品等。
②氮气是合成氨、制硝酸的重要原料。
③液氮可用作制冷剂，应用于医学、科技等领域。
3．氮的固定(1)含义：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。
(2)分类：①自然固氮：大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的化合物（高能固氮），或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨（生物固氮）。
②人工固氮：工业合成氨。
二、一氧化氮和二氧化氮1．一氧化氮、二氧化氮的物理性质氧化物颜色状态气味水溶性NO无色气态无味难溶NO2红棕色气态刺激性气味与水反应2．一氧化氮、二氧化氮的相互转化操作一：在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，观察颜色，然后吸入5 mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。
5.2.1氮气与氮的氧化物教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
4.环境保护：氮的氧化物用于制造硝酸、氮肥等，促进植物生长，提高农作物产量。
教学反思
今天的课程结束后，我对氮气与氮的氧化物的教学进行了反思。首先，我意识到实验教学在化学教学中起到了至关重要的作用。通过实验，学生们能够直观地观察到氮气与氮的氧化物的性质和变化，加深了对知识的理解和记忆。例如，在氮气实验中，学生们通过观察集气瓶内水位的变化，直观地感受到了氮气的密度比水小的性质。而在氮的氧化物实验中，学生们通过观察湿润的蓝色石蕊试纸的颜色变化，加深了对二氧化氮的酸性性质的理解。
2.植物损害：氮的氧化物能对植物造成伤害，影响农作物产量和质量。
3.建筑物腐蚀：氮的氧化物中的二氧化氮能与水蒸气结合形成硝酸，对建筑物、桥梁等基础设施造成腐蚀。
题型三：实验操作及观察
【问题】请描述如何进行氮气与氮的氧化物的实验操作，并观察实验现象。
【答案】实验操作及观察如下：
1.氮气实验操作：
（1）准备实验器材：集气瓶、水槽、导管等。
互动探究：
设计小组讨论环节，让学生围绕氮气与氮的氧化物的性质和用途展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。
鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。
技能训练：
设计实践活动或实验，让学生在实践中体验氮气与氮的氧化物知识的应用，提高实践能力。
在氮气与氮的氧化物新课呈现结束后，对知识点进行梳理和总结。
强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。
（四）巩固练习（预计用时：5分钟）
随堂练习：
随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对氮气与氮的氧化物知识的掌握情况。
鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决氮气与氮的氧化物问题。
鲁科版高中化学必修一 3.2.1 氮气与氮的氧化物 学案1
第3章 自然界中的元素 第2节 氮的循环 第1课时 氮气与氮的氧化物学习目标1．通过自然界中氮的循环，了解氮循环的基本过程，认识氮循环中的重要物质。
2．了解氮气的性质，了解氮的固定的相关知识。
3．了解氮的氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的物理性质和化学性质，了解自然界中形成硝酸的过程。
学习重点氮的固定的相关知识，氮的氧化物的物理性质和化学性质。
学习难点一氧化氮和二氧化氮的物理性质和化学性质。
学习探究一、自然界中氮的循环 氮气 1．氮元素的存在及应用(1)氮元素在自然界中的存在形式：态和态。
(2)氮原子最外电子层有个电子，在反应中易得个电子，显价。
(3)氮元素有多种价态：、0、＋1、＋2、＋3、＋4、。
(4)氮元素是一种营养元素，是组成蛋白质的重要元素。
2．自然界中氮的循环3．人类活动对氮循环的影响(1)氮气―――――――→化学方法→氮肥、硝酸等含氮化合物。
(2)燃烧反应产生的参与氮的循环。
4．氮气的物理性质在通常状况下，氮气是一种无色、无味、溶于水的气体，密度与空气相近，约占空气体积的。
【注意】N 2和CO 的相对分子质量相同，与空气接近，故N 2、CO 的密度与空气接近，实验室只能用排水法收集。
5．氮气的化学性质(2)工业上常用氮气和氢气反应合成氨，此反应是可逆反应。
【注意】(1)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，故N2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。
6．氮的固定(1)概念：使空气中的氮转化为氮的过程。
(2)主要分类①自然固氮：如高能固氮、生物固氮等。
②人工固氮：如、仿生固氮等。
【注意】高能固氮指N2在雷电作用下生成NO；生物固氮指植物根瘤菌把N2转化成NH＋4、NO－3。
二、一氧化氮和二氧化氮1．氮的主要氧化物【注意】N2325232253N2O、NO、NO2、N2O4均不是酸性氧化物。
2．NO和NO2的性质(1)物理性质(2)相互转化①NO→NO2：。
5.2.1氮气及其氧化物教学设计2023-2024学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
设计一个有趣的插图，例如氮气分子和氧化氮分子的结构图，以及它们之间的转化关系，以帮助学生更好地理解和记忆。
③ 教学实际：
利用板书来展示氮气及其氧化物的性质和反应，例如氮气的惰性、氧化氮的氧化还原反应等。
利用板书来引导学生进行实验操作，例如如何制备氧化氮和二氧化氮，以及它们的性质和反应。
利用板书来总结本节课的主要内容，例如氮气及其氧化物的性质和反应，以及它们在现实生活中的应用和问题。
九．典型例题讲解
例题1：
题目：请解释氮气的化学性质。
答案：氮气（N₂）是一种非金属元素，具有以下化学性质：
1. 氮气分子由两个氮原子组成，化学式为N₂。
2. 氮气是一种非常稳定的气体，不容易与其他物质发生化学反应。
3. 氮气在高温和催化剂的作用下可以与其他元素反应，例如与氢气反应生成氨（NH₃）。
4. 氮气还可以与其他元素形成氮氧化物，如一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO₂）。
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与氮气及其氧化物相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。
5. 课堂展示与点评（15分钟）
目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对氮气及其氧化物的认识和理解。
高中一年级下学期《氮气和氮的氧化物》学案
氮气和氮的氧化物学案
[学习目标]
1. 通过了解氮元素的存在及氮气分子结构，认识氮气的稳定性及其它化学性质，并了解氮的固定和自然界中氮的循环。
2. 通过对价类关系的梳理和探究实验，认识氮氧化物的性质及转化，形成“证据推理与模型认知”的素养发展。
[学习过程]
常见的含氮物质
一．氮气
1.存在及用途
2.物理性质
3.化学性质
①稳定性：
思考氮气在通常情况下化学性质稳定的原因是什么？
利用价类二维图预测氮气可能具有的其他化学性质
②氧化性
③还原性
二．氮的固定及循环
1.氮的固定
2.氮的循环
三、一氧化氮和二氧化氮
1．物理性质
2．化学性质
①在一支50 mL的注射器里充入20 mL NO，然后吸入5mL水，用乳胶管和
如果要将实验里注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？
思考：硝酸型酸雨形成的反应。
利用价类二维图想想如何除去汽车尾气中的NO和NO2。
高中化学(新教材)《氮气与氮的氧化物》导学案+课时作业
第3节氮的循环第1课时氮气与氮的氧化物自主学习1.自然界中氮的循环(1)自然循环(2)人类活动的影响①化肥厂：□01N 2→NH 3→氮肥、硝酸等含氮化合物。
②化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧产生的□02氮氧化物。
(3)氮在自然界中的存在形态有□03游离态和化合态。
2.氮气(1)氮气的物理性质通常状况下，氮气是□04无色、无味、无毒的气体；密度比空气的稍小；难溶于水。
(2)氮气的化学性质氮气分子的结构稳定，通常状况下，氮气的化学性质□05不活泼，但在一定条件下能与某些物质发生反应。
写出下列反应的方程式：①与O 2反应：□06N 2＋O 2=====放电2NO 。
②与H 2反应：□07N 2＋3H 22NH 3。
(3)氮的固定①定义：将空气中□08游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫做氮的固定，简称固氮。
②氮的固定的分类氮的固定⎩⎪⎨⎪⎧□09自然固氮⎩⎪⎨⎪⎧通过闪电将空气中的氮气转化为含氧 化合物□10生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)□11人工固氮⎩⎪⎨⎪⎧□12合成氨仿生固氮3.NO 和NO 2的性质比较课堂探究一、氮气及氮在自然界中的循环1.会种地的农民说种大豆不用上氮肥，你认为有道理吗？提示：有道理；因为豆科植物的根瘤菌能把空气中的氮气转化为含氮化合物给植物提供氮肥。
2.白炽灯泡中为什么要充入N2？提示：N2稳定，高温下不与钨丝反应，能延长灯泡的寿命。
1.由氮气(N2)转化为含氮的化合物叫做氮的固定；由含氮的化合物转化为新的含氮的化合物，不是氮的固定。
2.镁在空气中燃烧的产物除MgO外，还有Mg3N2。
知识拓展合成氨反应的特点是无论H2(或N2)是否过量，N2(或H2)都反应不完全，因此这类反应用“”代替“===”，叫可逆反应，该反应不能进行到底。
1.氮气及其化合物在自然界中大量存在，下列有关说法错误的是()A.氮气的密度比空气的小，且难溶于水B.含氮化合物普遍存在于植物及动物体内C.汽车排放的尾气中不含氮的化合物D.森林或农作物的枝叶燃烧会产生氮氧化物答案C解析氮气的相对分子质量为28，空气的平均相对分子质量为29，故氮气的密度比空气的小，且氮气难溶于水，A项正确。
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高中化学--氮气与氮的氧化物学案[学习目标] 1.能依据元素化合价列举、描述、辨识含氮元素的典型物质——N2、NO、NO2重要的物理性质和化学性质及其实验现象，能用化学方程式正确表示典型物质的主要性质.2.能从元素化合价的角度，依据氧化还原反应原理预测N2、NO、NO2的性质及物质间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象.3.能分别根据N2、NO、NO2的性质分析生产、生活以及环境中的某些问题和对社会发展的价值及对环境的影响.1.自然界中氮的循环(1)自然循环(2)人类活动的影响①化肥厂：□01N2→NH3→氮肥、硝酸等含氮化合物.②化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧产生的□02氮氧化物.(3)氮在自然界中的存在形态有□03游离态和化合态.2．氮气(1)氮气的物理性质通常状况下，氮气是无色、无味、无毒的气体；密度比空气的稍小；难溶于水.(2)氮气的化学性质氮气分子的□04结构稳定，通常状况下，氮气的化学性质□05不活泼，但在一定条件下能与某些物质发生反应.写出下列反应的方程式：①与O2反应：□06N2＋O2=====放电2NO.②与H2反应：□07N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3.(3)氮的固定①定义：使□08游离态的氮转化为含氮化合物叫做氮的固定，简称固氮.②氮的固定的分类的性质比较3．NO和NO2一、氮气及氮在自然界中的循环[交流研讨]1．会种地的农民说种大豆不用上氮肥，你认为有道理吗？提示：有道理；因为豆科植物的根瘤菌能把空气中的氮气转化为含氮化合物给植物提供氮肥.2．白炽灯泡中为什么要充入N2?提示：N2稳定，高温下不与钨丝反应，能延长灯泡的寿命.[点拨提升]1．由氮气(N2)转化为含氮的化合物叫做氮的固定；由含氮的化合物转化为新的含氮的化合物，不是氮的固定.2．镁在空气中燃烧的产物除MgO外，还有Mg3N2 .知识拓展合成氨反应的特点是无论H2(或N2)是否过量，N2(或H2)都反应不完全，因此这类反应用“”代替“===”叫可逆反应，该反应不能进行到底.[练习与活动]1．氮气及其化合物在自然界中大量存在，下列有关说法错误的是( )A．氮气的密度比空气的小，且难溶于水B．含氮化合物普遍存在于植物及动物体内C．汽车排放的尾气中不含氮的化合物D．森林或农作物的枝叶燃烧会产生氮氧化物答案 C解析氮气的相对分子质量为28，空气的平均相对分子质量为29，故氮气的密度比空气的小，且氮气难溶于水，A项正确.植物与动物体内均含蛋白质，B项正确.汽车排放的尾气中含一定量的氮氧化合物，C项错误.植物中因为含蛋白质等，故燃烧时会产生氮氧化物，D项正确.2．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是( )A．氮元素均被氧化B．工业合成氨属于人工固氮C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环答案 A解析在雷电作用下N2与O2反应生成NO，氮元素被氧化，工业合成氨属于人工固氮，合成氨过程中氮元素被还原，A项错误，B项正确；由图可看出含氮无机物和含氮有机物可以相互转化，C项正确；合成蛋白质的过程中就有碳、氢、氧元素的参与，D项正确.二、NO、NO2的性质[交流研讨]中国有句谚语叫“雷雨肥庄稼”，你能用化学知识解释为什么吗？提示：空气中的N2和O2在雷电作用下生成NO，NO与O2生成NO2，NO2与H2O生成HNO3，HNO3随雨水落到土壤中，与土壤中的矿物质结合成硝酸盐，为庄稼提供氮肥.[点拨提升]1．NO易与O2反应、难溶于水、不与水反应，因此收集NO用排水法，不可用排空气法.NO2易与水反应，但很难被O2氧化，因此收集NO2用向上排空气法，不可用排水法.2．NO与O2反应生成NO2，NO2与H2O反应生成HNO3.这两个反应都是工业制HNO3的反应原理.3．实验室利用NO与O2反应的现象变化来检验NO的生成和存在；利用NO2与H2O反应的现象来检验NO2，同时也用此反应来除去NO中的NO2杂质.4．NO、NO2都不是酸性氧化物.知识拓展氮氧化物与氧气和水反应的计算方法氮氧化物与O2混合通入水中时，剩余气体只能是NO或O2，不可能是NO2，因过量的NO2会与水反应生成NO，且形成溶液中的溶质为HNO3.有关混合气体(NO2、NO、O2等)与水反应的计算属重点计算题型，现分类说明解题方法.(1)关系式法NO2、NO(或N2)的混合气体通入水中，一般考虑3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可利用气体体积变化差值进行计算，V剩＝V原(NO或N2)＋13V(NO2).(2)循环反应叠加法①NO2、O2的混合气体通入水中，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO和2NO＋O2===2NO2可得总反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，由此可知：V(NO2)∶V(O2)⎩⎨⎧＝4∶1，恰好完全反应，无气体剩余<4∶1，O2过量，剩余气体为O2>4∶1，NO2过量，剩余气体为NO②N O、O2的混合气体通入水中，根据总反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可得出：V(NO)∶V(O2)⎩⎨⎧＝4∶3，恰好完全反应，无气体剩余>4∶3，剩余气体为NO<4∶3，剩余气体为O2③NO、NO2、O2的混合气体通入水中a．可先求出NO2和H2O反应生成的NO的体积，然后按②进行分析计算.b．也可认为NO与O2先反应生成NO2，NO2再与水反应.若O2过量，则按①计算；若转化后无O2，则按关系式法计算.(3)得失电子守恒法当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O得到电子，N失去电子，且得失电子数相等，这是利用得失电子守恒法解答此类题目的依据.[练习与活动]3．下列关于NO和NO2的说法中正确的是( )A．NO2是红棕色气体，易溶于水，属于酸性氧化物B．NO2可由N2和O2直接化合得到C．NO和NO2均既可以用排空气法收集又可以用排水法收集D．NO和NO2在一定条件下可以相互转化答案 D解析A项，NO2不是酸性氧化物；B项，在高温或放电条件下，N2和O2直接化合生成NO；C项，NO易与空气中的氧气反应生成NO2，只能用排水法收集，NO2能与水反应，只能用排空气法收集；D项，NO和氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO.4．将10 mL充满NO2和O2的混合气体的试管，倒置于水槽中，反应停止后试管内剩余2 mL的无色气体，求原混合气体中NO2和O2各多少毫升？答案若剩余的气体是NO，则NO2和O2的体积分别为9.2 mL和0.8 mL；若剩余的气体是O 2，则NO2和O2的体积分别为6.4 mL和3.6 mL.解析剩余2 mL气体可能是NO或O2，分两种情况讨论：(1)若剩余的是NO，可以看成先发生了反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3.剩余的NO2又与水作用，最终有2 mL NO产生.由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO知，参加此反应的NO2的体积为2 mL×3＝6 mL，则原有O2的体积为(10 mL－6 mL)×14＋1＝0.8 mL，NO2的体积为10 mL－0.8 mL＝9.2 mL.(2)若剩余的是O2，则有10 mL－2 mL＝8 mL NO2和O2的混合气体按反应4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3进行.所以NO2的体积为8mL×41＋4＝6.4 mL，O2的体积为10 mL－6.4 mL＝3.6 mL. 本课小结。