5.2 氮及其化合物 教学设计-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学教学设计聚焦氮及其化合物（第一课时），核心知识点涵盖氮元素结构与性质、氮气性质、氮的固定及氮氧化物性质。课堂以“种子发芽生长”情境导入，播放短视频，从自然界氮存在形式切入，结合元素周期表知识回顾氮的位置与结构，搭建从已有知识到新知识的学习支架。 该资料以科学探究为主线，通过实验5-5引导学生动手分析NO和NO₂性质，培养科学探究与实践能力；从原子结构推测性质，体现科学思维中的结构决定性质观念；联系“雷雨发庄稼”和工业制硝酸，渗透科学态度与责任。助力学生提升探究能力和化学应用意识，为教师提供情境化、实验驱动的教学方案。

教学设计 课程基本信息 学科 化学 年级 高一 学期 春季 课题 氮及其化合物（第一课时） 教学目标 1. 通过分析氮的原子结构，推测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，进而掌握一氧化氮和二氧化氮的性质，同时感受化学变化的奇妙。 3. 通过思考与讨论二氧化氮、氧气溶于水的反应，能说出对工业制硝酸启示。 教学重难点 教学重点： 1. 氮的固定方法和原理（氮气的性质）。 2.一氧化氮和二氧化氮的性质。 教学难点： 1. 二氧化氮、氧气混合和水反应。 教学过程 导语 春天到了，上幼儿园的儿子领到了一个学习任务：观察种子发芽、生长的过程。我们种了一颗豆子，儿子看到种子发芽和长出叶子后，他说种子很神奇，为什么能发芽、长大、结出豆子呢？作为化学老师我想到了：植物的生长过程所需的主要元素是N、P、K等营养元素和 “雷雨发庄稼”有科学依据，氮元素是如何在自然界中循环。同学们想了解吗？这节课我们一起探索氮及其化合物有关内容。让学生明确学习的内容和目标。 教师活动：播放植物种子发芽生长的短视频，说明本节内容。引导学生认识自然界中的氮元素，学生说出氮元素在自然界中的存在形式。 【板书】第二节氮及其化合物 学生活动：1、说出氮元素在自然界中的存在形式和常见的物质。 2、回忆必修第一册元素周期表和元素周期律的相关知识，完成下列内容： (1)说出氮元素在元素周期表中的位置。 (2)写出氮原子的原子结构示意图。 （3）说出氮原子的性质和形成化学键的类型。 【板书】一、氮元素 1、自然界中的氮元素 2、周期表中氮元素位置、结构和性质 【过渡】氮元素在自然界中存在最多的是氮气，氮气在我们的生活中广泛用于食物的防腐，为什么能用其防腐呢？他还有怎么的性质呢？ 学生活动：请同学们写出氮气的电子式、结构式，说出其形成类型的化学键，并试着分析一下氮气的化学性质。 教师活动：通过分析，我们可以推测出氮气的化学性质稳定，常做食品防腐剂和保护气。但是在一定条件下也能发生化学反应，如放电或高温下能与氧气反应生产一氧化氮，高温高压催化剂作用下能与氢气反应生成氨气，镁也能在氮气中燃烧生产氮化镁。 我们把大气中游离态的氮（氮气）转化成氮的化合物的过程叫做氮的固定。 学生活动：请同学们写出上述反应的化学方程式。 【板书】二、氮气 1、结构特点：电子式、结构式、化学键类型 2、化学性质：稳定性（做保护气），一定条件下能与镁、氧气、氢气反应 3、氮的固定：大气中游离态的氮转化成氮的化合物的过程叫做氮的固定 学生活动：请同学们结合课本P12图5-9，应用所学知识，试着说说自然界中氮的循环。 教师活动：大气中的氮在雷电的作用下转化被氧化成一氧化氮，在经过一系列化学反应变成硝酸盐，被植物吸收，也就是俗语“雷雨发庄稼”的科学原理；也可以经豆科植物的根瘤菌的作用转化为氨或铵盐，它们都进入土壤被植物吸收，植物被动物摄食。动植物的粪便、遗体会被细菌分解成氮分子又进入大气。 【过渡】学完氮单质氮气的性质和用途，我们接着学习其化合物，今天我们只学习其氧化物。氮元素的常见氧化物有两种一氧化氮和二氧化氮。 教师活动：展示事先收集的好一瓶一氧化氮（瓶底留有水），学生观察，并做实验。 【演示实验】移开玻璃片，倒扣一个大烧杯，学生再次观察现象，并分析现象产生的原因。 学生活动：观察记录实验现象，分析原因。 教师活动：引导学生分析实验现象，归纳总结一氧化氮的性质。 实验现象：气体颜色由无色变为红棕色 分析：一氧化氮记忆被氧气氧化成二氧化氮，化学方程式为2NO+O2 = 2NO2。 【板书】三、一氧化氮的性质 1、物理性质：无色气体，不溶于水，密度比空气的略大。 2、化学性质：易被氧气氧化 2NO + O2 = 2NO2 【提问】如果讲上述实验中产生的二氧化氮长时间放置，会出现什么情况呢？ 【实验5-5】如右图所示，在一支50ml的注射器里冲入20mlNO，然后吸入5ml水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察现象。打开弹簧夹，快速吸入10ml空气后夹上弹簧夹，观察现象。振荡注射器，再观察现象。 学生活动：完成实验5-5，观察记录实验现象，分析原因，写出化学方程式。 教师活动：引导学生分析实验现象，归纳总结二氧化氮的性质。 实验现象：①吸入水后无明显现象，②吸入空气后气体变成红棕色，③振荡后红棕色消失，气体为无色，体积变小。 分析：现象①说明一氧化氮不溶于水也不与水反应，现象②说明一氧化氮易被氧气氧化成二氧化氮，且二氧化氮是红棕色气体，化学方程式为2NO + O2 = 2NO2，现象③说明二氧化氮与水反应，化学方程式为3NO2+H2O == NO+2HNO3。 【板书】四、二氧化氮的性质 1、物理性质：红棕色有刺激性气味气体，密度比空气的大，易液化，易溶于水。 2、化学性质：NO2和H2O的反应，化学方程式为3NO2+ H2O = NO+2HNO3。 学生活动：【思考与讨论】 如果要将注射器中的NO充分转化，可以采取什么措施？ 教师活动：引导学生分析一氧化氮充分转化的措施，并拓展到二氧化氮充分转化，引出工业制硝酸的原理和原料充分利用的措施。措施：吸入空气，振荡，重复操作。涉及到的反应： 教师活动：总结归纳展示 2、氮的氧化物-----NO和NO2 涉及到的化学反应 2NO+O2 = 2NO2 3NO2+H2O =2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O = 4HNO3 4NO+3O2+2H2O = 4HNO3 教师活动：通过本节课的学习，我们认识了氮气和氮的两种氧化物（一氧化氮和二氧化氮）的性质和用途，了解了氮元素在自然界中循环，体会氮的固定的重要意义，也从化学反应的角度认识了工业纸杯硝酸的原理，进而能体会到氮及其化合与我们的生活和生产息息相关，研究其性质有重要的现实意义。 课后作业：1、完成发的作业单，预习氨和铵盐。 2、课后练习与应用1-2题，复习与提高3（1）（2） 学科网（北京）股份有限公司 $