5.2.1　氮气和氮氧化物 教学设计 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章　化工生产中的重要非金属元素 第二节　氮及其化合物 第1课时　氮气和氮氧化物 教学目标： 1.通过分析氮的原子结构，推断含氮物质可能的化学特性，理解结构与性质的关系。 2.通过实验探究，了解一氧化氮与氧气反应、二氧化氮与水反应等性质，感受化学变化的奇妙。 素养目标： 1.证据推理与模型认知：能基于氮气的三键、一氧化氮及二氧化氮的结构或化合价等证据，推理它们的化学性质，强化结构决定性质认知模型。 2.科学探究与创新意识：能设计实验验证氮气、一氧化氮、二氧人氮的化学性质，并进行相关的实验。教学重难点： 教学重点：氮气、氮氧化物的化学性质 教学难点：含氮化合物的转化及表征 教学过程： 情境引入：“死亡谷”之谜 青藏高原上的那棱格勒峡谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣，狂风大作，人畜常遭雷击而倒毙。奇怪的是这里牧草茂盛，水草肥美，被当地牧民称为“死亡谷”。 考察队测定后发现，这里的磁场强度非常高。这里的地层，除了分布着大面积的三叠纪火山喷发的强磁性玄武岩外，还有大大小小30多个磁铁矿脉及石英闪长岩体。正是这些岩体和磁铁矿产生了强大的地磁异常带。夏季，它使因昆仑山的阻挡而沿山谷东西分布的雷、雨、云中的电荷常常在此汇集，形成超强磁场。一旦遇到异物，便会发生尖端放电即产生雷击现象，使人和畜瞬间死亡。巨大的磁力还导致了指南针失灵，仪器不准。 你知道为什么雷电如此频繁的死亡谷却牧草茂盛，水草肥美吗？ 概述：氮元素位于元素周期表的__________________。氮原子的最外层有___个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一般通过___________与其他原子相互结合构成物质。在自然界里，氮元素主要以______的形式存在于______中，部分氮元素存在于动植物体内______中，还有部分氮元素存于土壤、海洋里的______和_______中。氮是自然界各种生物体生命活动动不可缺少的重要元素。 任务一：氮气和氮的固定 问题1. 氮气有哪些物理性质 无色无气味的气体，密度比空气稍小，难溶于水。 问题2. 氮气有哪些化学性质 氮分子内两个氮原子间以_______________结合，断开该化学键需要_____的能量，所以氮气的化学性质很_____，通常情况下_____与其他物质发生化学反应。但在_____、_____等条件下，氮分子获得了足够的能量，使N≡N断裂，氮气能够与镁、氧气、氢气等物质发生化合反应，分别生成氮化镁、一氧化氮和氨气等。你能写出以上反应的化学方程式吗？ ①金属镁：____________________ ，氮气表现_______性； ②氢气：_______________________ ，氮气表现_____性； ③氧气：_____________________ ，氮气表现_____性。 问题3. 什么是氮的固定 (1) 概念:将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定。 (2) 分类: 科学史话 合成氨 由于氮气的化学性质很不活泼，以氮气和氢气为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题。1909年，德国化学家哈伯( F. Haber ,1868-1934）经过反复的实验研究后发现，在500～600℃、17.5～20.0MPa 和俄为催化剂的条件下，反应后氨的含量可达到6％以上，具备了工业化生产的可能性。为了把哈伯合成氨的实验室方法转化为规模化的工业生产，德国工程师博施（C . Bosch ,1874-1940）作出了重要贡献。1913年，一个年产量7000t的合成氨工厂建成并投产，合成氨的工业化生产终于实现。从此，合成氨成为化学工业中迅速发展的重要领域。由于合成氨工业生产的实现和相关研究对化学理论与技术发展的推动，哈伯和博施都获得了诺贝尔化学奖。 合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。 任务二、一氧化氮和二氧化氮 问题1.NO有哪些性质 是___色_____气体，____溶于水，在常温下很容易与氧气化合，生成________。 问题2.NO2有哪些性质 是_____色、有_______气味的_____气体，密度比空气____，易____，易_______。二氧化氮溶于水生成_____和________，工业上用这一原理制取_______。 (1)在一支50mL的注射器里充入20mLNO，观察颜色:_____，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器。现象：________________，结论：_____________。