7.1氮的固定（课件+教案）-【上好课】2022-2023学年高一化学同步备课系列（苏教版2019必修第二册）

7.1 氮的固定 一、教学目标 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。 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。 二、教学重点及难点 重点 氮的固定、一氧化氮和二氧化氮的性质及转化； 难点 一氧化氮和二氧化氮的性质及转化。 三、教学方法 实验探究法、讲授法、讨论法 四、教学工具 PPT、视频 五、教学过程 【导入】展示氮气的存在及膜分离技术。 氮气是一种宝贵的资源。 【问】谈谈你对氮气的认识。性质和应用方面。 【生】性质：无色、无味、气体、难溶于水、化学性质不活泼。 应用：做氮肥、食品保护气、致冷剂。 【问】氮气为什么化学性质不活泼？ 【生】氮原子核外有五个电子，两个氮原子以氮氮三键相连，破坏氮气分子中氮氮三键需要很大能量，所以氮气分子很稳定，通常情况下氮气与大多数物质很难发生化学反应。 【问】氮气的电子式和结构式是什么？N≡N 【讲述】氮气虽然稳定，通常情况下很难与其他物质发生反应。在一定条件下氮气也可以和一些物质发生化学反应。 【展示】氮气和镁的反应视频 ①金属镁：N2＋3MgMg3N2，氮气表现氧化性； ②氢气：N2＋3H22NH3，氮气表现氧化性； ③氧气：N2＋O22NO，氮气表现还原性。 这种将空气中游离态的氮转化成含氮化合物的过程为氮的固定，简称固氮。 分类 氮的固定 【问】俗话说的“雷雨发庄稼”有什么化学原理？ 【展示】雷雨发庄稼过程动画 【生】化学原理为：N2＋O22NO，2NO+O2===2NO2，3NO2+H2O===2HNO3+NO。 雨水中的硝酸渗入土壤后与矿物质作用生成硝酸盐，其中的硝酸根离子被植物的根系吸 收，转化为植物生长所需的养料。 【讲述】 以上过程涉及到的NO、NO2是常见的氮氧化合物，我们今天来重点学习一下。 【展示】NO、NO2气体照片 【讲述】 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 毒性 NO 无色 气态 无味 微溶 有毒 NO2 红棕色 气态 刺激性气味 易溶 有毒 【讲述】NO、NO2二者是可以相互转化的 【展示】两个相关实验视频 【问】请写出相关化学方程式 【生】两个上台板演，其余独立完成。 2NO+O2===2NO2，3NO2+H2O===2HNO3+NO 【讲述】 后者是工业制取硝酸的原理。 【问】NO和NO2分别采用什么方法收集？ 【生】常温下NO能与O2反应，只能用排水法收集； NO2能与水反应生成NO ，故只能用排空气法收集。 【问】NO2转化为NO的变化中，NO2只能作氧化剂吗? 【生】NO2既作氧化剂又作还原剂。 【问】阅读课本P34-拓展视野，总结NO和NO2的其它性质： 【生】共同点：大气中NO和NO2达到一定浓度时都会对人体造成伤害，能引发上呼吸道及肺部疾病。 不同点：NO：极少量的NO有助于促进血管扩张，防止血管栓塞。 NO在调节心脑血管、神经和免疫系统等方面有着十分重要的生物学作用和医学前景。 NO2：在火箭燃料中用作氧化剂；在工业上可以用来制造硝酸。 【问】NO和NO2是酸性氧化物吗？ 【生】NO不能和碱反应，所以NO不是酸性氧化物。 2NO2 +2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，氮元素在反应前后化合价变化了，所以NO2不是酸性氧化物。 【讲述】 氮氧化物与氧气和水反应的计算 ①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②2NO＋O2===2NO2 由方程式①×2＋②得： ③4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 由方程式①×2＋②×3得： ④4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 V(NO2)∶V(O2) V(NO)∶V(O2) 例题：1、在一定条件下，将12 mL NO2和O2的混合气体通入足量水中，充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积可能为(　　) ①1.2 mL　②2.4 mL　③3 mL　④4 mL A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案　D 2.按如图进行实验，试管内装有12 mL NO，然后间歇而缓慢地通入8 mL O2，下面有关实验最终状态的描述正确的是(　　) A．试管内气体呈红棕色 B．试管内气体为无色的NO C．试管内气体为无色的O2 D．试管内液面上升至充满整个试管 答案　B 三、合成氨 【讲述】 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就-德国科学家哈伯和博施 【展示】哈伯合成氨的实验装置及和合成氨工厂照片 【总结】N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4_kJ·mol－1 【展示】氮元素在自然界中的循环 氮循环是自然界中一种重要的循环，对