5.2.1 氮及其化合物—氮气与氮的固定 一氧化氮和二氧化氮（教学设计）-【上好课】高一化学同步高效课堂（人教版2019必修第二册） 

课题： 5.2.1  氮气及氮的固定 一氧化氮和二氧化氮

课时

1

授课年级

高一

课标要求

结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。结合实例认识金属、非金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。

教材

分析

本节是人教版（2019版）必修第二册第五章第二节氮及其化合物的内容。本节内容主要包括：氮及氮的固定、一氧化氮和二氧化氮、氨和铵盐、硝酸、酸雨及其防治。教材编排思路与上一节相似，首先介绍氮元素在元素周期表中的位置、氮的原子结构知识，应用前一节掌握的研究非金属单质性质的基本思路预测氮的化学性质，渗透条件对化学反应的影响，引出自然界中氮循环及氮的固定对人类生存的重要意义。之后，根据物质类别研究氮的化合物，包括一氧化氮、二氧化氮、硝酸、氨和铵盐的化学性质。以工业合成氨、工业制硝酸的生产原理为载体，应用氧化还原反应原理，设计含氮化合物的转化，使学生认识到从一种原料转化成多种产品，路径之一是通过氧化还原反应改变主要元素的化合价，提升“变化观念”等学科核心素养。教材设置铵根离子的检验、实验室制取氨的实验活动，让学生根据氨、铵根离子的性质和反应，选择合适的试剂，设计检验或者制取物质的方案，提升其科学探究的能力。最后，教材编入“酸雨及其防治”内容以及“测定雨水的pH”的研究与实践活动，综合运用硫和氮及其化合物的相关知识，寻求证据参与社会性议题的讨论，分析硫酸工业、合成氨工业对社会发展的价值和对环境的影响，有意识地渗透资源合理利用和环境保护的意识。

本节教学情景素材非常丰富，如：“雷雨发庄稼”；氮的循环与氮的固定；工业合成氨、工业制硫酸（或硝酸）；氮肥的生产与合理使用；氯气、氨气等泄漏的处理；酸雨的成因与防治；汽车尾气的处理等。教学内容共安排三个课时：第一课时为氮气与氮的固定，一氧化氮和二氧化氮，第二课时为氨和铵盐，第三课时为硝酸和酸雨及防治。

本课时为第一课时的内容，主要包括：氮及氮的固定、一氧化氮和二氧化氮。关于氮气与氮的固定，介绍了氮气的化学性质稳定的原因和氮气在一定条件下能发生的反应，介绍了什么叫氮的固定，自然界怎样实现固氮，人类怎样实现人工固氮，由此介绍自然界中氮的循环，同

时，利用“科学史话”栏目介绍了合成氨。

氮的氧化物，教材主要介绍一氧化氮和二氧化氮两种气体的物理性质、化学性质，物理性质中强调其毒性，说明都是大气污染物，化学性质介绍了一氧化氮与氧气的反应和二氧化氮与水的反应，通过实验5-5，介绍二氧化氮溶于水的反应，但实验步骤中注射器内先充入的是一氧化氮气体和水，再快速吸入空气，让学生结合实验现象和“思考于讨论”教学思考，讨论工业制硝酸的方法。

教学目标

1.通过阅读思考、讨论交流，了解氮气分子的结构、化学性质，熟悉自然界中氮的固定方式和人工固氮的常用方法，了解氮的固定的重要意义，体会性质决定用途的核心理念。

2.通过实验探究、原理分析，从氮的氧化物的类别及氮的化合价的角度了解一氧化氮和二氧化氮的主要性质、用途及相互转化关系，结合真实情境中的应用实例，熟知氮的氧化物溶于水的反应特点，感受化学变化的奇妙。

教学重、难点

重点：氮气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质

难点：NOx溶于水的计算

核心素养

宏观辨识与微观探析：根据氮的原子结构知识，应用前一节掌握的研究非金属单质性质的基本思路预测氮的化学性质，加强学生能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念。

科学态度与社会责任：渗透条件对化学反应的影响，认识氮的固定对人类生存的重要意义。深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，权衡利弊勇于承担责任，积极参与有关化学问题的社会决策。

科学探究与创新意识：通过对喷泉实验原理、实验室制备氨气的探讨培养学生科学探究与实验创新的化学核心素养，理解氨的喷泉实验原理，体会性质决定用途的核心观念。

学情分析

学生已学习了硫及其化合物的主要性质及转化，知道学习非金属元素及其化合物的基本思路和方法，但对氮的氧化物某些性质的原理分析及有关计算可能存在困难，教学时可根据学情，结合实例适当进行拓展和延伸。

教学过程

教学环节

教学活动

设计意图

【回顾1】从元素化合价视角，简述硫元素常见化合价及对应的含硫物质有哪些？

【学生】展示交流：硫元素常见化合价及对应物质有：-2（H2S）、0（S）、+2（Na2S2O3）、+4（SO2、H2SO3等）、+6（SO3、H2SO4等）。

环节一、

情景导入

生活情境

【回顾2】硫元素的几种化合物及其单质存在下列转化关系(反应条件省略)，请写出相应转化的化学方程式。

浓H2SO4SO2Na2SO3Na2S2O3S

【学生】板书：①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，

② SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O

③Na2SO3+S=Na2S2O3

④Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，

【教师】引导、评价。

【预习1】常温下,氮气化学性质稳定的原因是什么？但在一定条件下可以与一些金属和非金属发生反应，请举例说明。

【学生1】在通常情况下，氮气化学性质稳定的原因是氮氮三键(N≡N)的键能大。

【学生2】在一定条件下，氮气可与O2、H2、Mg等反应。

【教师】引导、板书：N2+O22NO、N2＋3H22NH3、3Mg＋N2Mg3N2。

【预习2】简述工业上利用氮的氧化物制取硝酸的原理及注意事项？

【学生】工业上就是利用3NO2十H2O=2HNO3＋NO这一原理制取HNO3，为了提高NO2的吸收率，在吸收的过程中要补充适量的O2，所以总的吸收反应可表示为：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。NO与O2配比适当时，也可以被水完全吸收。总的吸收反应可表示为：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。

【导入】在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。在雷电的环境下，大自然中的一氧化氮或微生物生命活动放出二氧化氮。产生的二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸可以供制氮肥。观看视频“雷雨发庄稼”。（视频见PPT）

回顾旧知，预习新知，创设生活真实情境，激发学习兴趣和探究的欲望。

【过渡】初中化学的学习中，我们知道氮气约占空气体积的4/5，化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应。

【问题1】阅读教材P11页第一自然段，结合视频素材，回答氮元素在自然界的存在方式是什么？

【学生1】在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。

回归教材，了解氮元素在自然界的