邳州市第二中学高中化学必修一《4.2生产生活中的含氮化合物（第二课时）》教案（苏教版）

二、教学重点及难点

教学重点：N2、NO、NO2的化学性质及对环境的影响。

教学难点：NO2与H2O 的反应。

三、设计思路

在单元内容学习之前，利用多种方式向学生展现氮元素对于人类生产生活的重要性，激发他们学习本单元知识的浓厚兴趣。本课时教学内容由自然界常见的闪电过程所引发的化学反应入手，用“一分为二”的观点组织教学内容。氮氧化物的产生和转化产物既可以促进植物生长，同时它也会引起硝酸型酸雨和光化学烟雾，而给人类带来一定的危害。为了趋利避害，引导学生在学习氮气、一氧化氮和二氧化氮性质的基础上，提出一些解决此类环境污染问题的主要办法，以提高他们的环保意识，形成与大自然友好相处的情感。教学中，用“魔鬼谷”的材料激发学生对“雷雨发庄稼”原理的探究，从而对本节知识内容作一小结。而“氮氧化物对环境的影响”应该建立在学生调查研究的基础上，通过师生之间的讨论和“汽车尾气处理”知识的拓展，学生可以形成一定的辩证思想和问题解决能力。

四、教学过程

[引入]氮是生命的基础，在我们的生产生活中无处不在，发挥着不可取代的作用。（ppt 2～4）

[提问]氮元素在自然界以什么形式存在？

[回答]以游离态形式存在于空气中，以化合态形式存在于多种无机物及有机物中。

[板书]一、氮气（ppt 5～7）

1.氮元素的存在

[观察与思考] 美丽的闪电除了给我们带来的视觉和听觉上的冲击，还带来了什么？

[板书]2.氮元素的固定

（1）与氧气反应：N2+O2 = 2NO

[视频] 氮气与氧气在通电情况下的反应。

[过渡] 游离态的氮气植物无法吸收，只有“固定”下来的化合态的氮元素经过一定形式的转化，才有可能被植物吸收利用。在这些转化的过程中，一氧化氮和二氧化氮就是两种重要的中间产物。

[板书]二、一氧化氮和二氧化氮（ppt 8～9）

1.NO和NO2的物理性质：

[展示]展示一瓶NO和一瓶NO2 ，描述其物理性质

[小结]NO：无色、无味、微溶于水的有毒气体。

[辨证思维拓展材料] 少量一氧化氮有利于人体健康。

NO2：红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。

[板书]2.NO和NO2的化学性质

（1）NO不与水反应，在常温下易与O2 化合生成NO2 :　

2NO + O2 = 2NO2

（2）NO2难被O2氧化，易与水反应生成HNO3和NO。

3NO2 + H2O =2HNO3 + NO

[材料分析] 在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。请同学们用简单的化学方程式来解释此地牧草茂盛的原因。

“雷雨发庄稼”的科学道理：（ppt 11）

N2 + O2 = 2NO

2NO + O2 = 2NO2

3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

硝酸 硝酸盐

[拓展视野]氮的其它氧化物：（ppt 12）

N2O俗名笑气，是一种麻醉剂；

N2O3是亚硝酸（HNO2）的酸酐；

N2O4 是无色气体；

N2O5是硝酸的酸酐，是一种白色固体。

[板书]3.氮氧化物的用途：

制氮肥、硝酸等。人体中极少量NO会促进血管扩张，防止血管栓塞。

[知识小结] 氮气及其氧化物的化学性质（ppt 13）

[过渡] 氮氧化物在被人类利用的同时，也给我们的生存环境带来了一定的伤害。我们应该怎样利用所学的知识来对这些环境污染问题进行防治呢？

[板书]三、氮氧化物对环境的污染和防治（ppt 14～16）

[阅读和讨论]阅读教材第97页，试讨论大气中氮氧化物的来源、危害和防治方法。（ppt 16）

氮肥的生产

[小结] 来源 金属的冶炼

汽车等交通工具的使用

形成硝酸型酸雨

危害 造成光化学烟雾

破坏臭氧层。

使用清洁能源

防治 汽车尾气转化

化肥、硝酸废气处理

其他措施。

[问题解决] 汽车尾气（含烃类、CO、NO和NO2等）是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应

生成可参与大气生态循环的无毒气体，请用相应的化学方程式来表示

2CO+NO = 2CO2+N2

4CO+2NO2 = 4CO2+N2

[交流与讨论] 制硝酸的过程中发生了下面的反应，理论上通过多次循环吸收，可使原料充分利用，并减少污染物的排放以保护环境。（PPT18-19）

2NO + O2 =2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

试讨论NO2或NO与O2以何种物质的量比通入水中能恰好被水完全吸收？

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O =4HNO3

[作业] 1.教材第102页：练习与实践第2(2)题；

2.调查研究：了解氮氧化物对环境的影响。

第2课时 课时2氮肥的生产和使用

一、学习目标

1.掌握氨及铵盐的性质和用途，了解液氨和氨水的区别；

2.知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项，认识到科学使用化肥的意义；

3.学习观察法、探究法、类比法等科学方法；

4.知道氮肥的应用对社会生产的作用和对自然环境的影响；在实验探究活动中，享受发现的快乐。

二、教学重点及难点

教学重点：氨气和铵盐的性质；

教学难点：“喷泉”实验的原理，氨水的弱碱性。

三、设计思路

氮肥是植物生长的重要基础，是解决人类吃饭问题的重要因素之一。通过对“雷雨发庄稼”（自然固氮）知识的复习和生物固氮方式缺点的讨论，从而将本节内容的重点引入人工固氮（合成氮）过程的教学中来。氮肥生产的基础是氨的合成，即可引入本节课教学重点——氨气性质的教学。其中，氨气与水和酸的反应是教学的重点。再通过氨的挥发性、刺激性气味等性质，引导学生讨论氨水作为化肥的缺点，在此基础上引入固态铵盐和氮肥知识的教学。在学习铵盐知识的基础上，师生共同讨论科学使用化肥的方法和意义。

四、教学过程

[复习引入] 回忆“雷雨发庄稼”的有关化学方程式。

[图片] 人类已知的三类基本固氮方式（ppt 2）。

[讨论] 三种固氮方式的优缺点。强调人工固氮的重要意义，引出本节内容的教学。

[化学史话]氮是农作物生长的必须元素，大气中游离的氮不能被植物直接吸收，通过生物固氮和自然固氮获得的氮元素远远不能满足植物生长的需要。为了提高农作物的产量，科学家们苦苦探索了几百年。20世纪初，德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨，奠定了大规模工业合成化肥的基础。从此，人类能为植物的生长提供足够的氮肥，缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾，他也因此获得了1918年化学诺贝尔奖。

[知识链接] 1. 合成氨反应条件苛刻的原因；

2. 哈伯的功与过。

[板书]一、工业合成氨（ppt 4）

N2+3H2 2NH3

[过渡] 氨的成功合成在一定程度上解决了人类的吃饭问题。要让这种重要的气体氮化合物更好地人类服务，我们必须研究它的性质。

[板书] 二、氨气

1.氨的物理性质（ppt 5）

[展示]展示一瓶NH3，观察其颜色、状态、并闻其气味（注意闻气味的方法）。

[小结]氨是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，氨液化的同时放出大量的热；液态氨汽化时要吸收周围的热量，使周围的空气迅速变冷（常用作致冷剂）。极易溶于水（体积比1：700）。

[实验探究1] 喷泉实验。

[观察与思考]观察实验、描述实验现象，分析实验现象你能得出什么结论？

现象：将胶头滴管中的水挤入烧瓶，打开止水夹，烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶，变成红色喷泉。

结论：氨气极易溶于水，氨气的水溶液显碱性。

[讨论]上述产生喷泉的原理是什么？

[小结]胶头滴管中的水挤入烧瓶，大量氨气溶于水使烧杯中气压急剧降低，水被吸入烧瓶形成喷泉。（ppt 7）

[实验探究2] 氨水的不稳定性

现象：

湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。

结论：

氨水易挥发，氨气的水溶液具有碱性。

[板书]2.氨的化学性质

[小结]（1）氨气与水的反应

NH3+H2O NH3· H2O NH4++OH-

[讨论]氨水中存在哪些微粒？并与液氨进行比较。（ppt 10）

[实验探究3] NH3与HCl的反应

现象：

烧杯中出现白烟。

解释：

浓氨水、浓盐酸具有挥发性，NH3与HCl结合，有固体NH4Cl生成。

（2）氨气与酸的反应（ppt 11～12）

NH3+HCl= NH4Cl（白烟）

[思考]将实验3中浓盐酸换成浓硝酸或浓硫酸现象是否相同？为什么？

NH3 + HNO3 = NH4NO3（白烟）

2NH3 + H2SO4 =（NH4）2 SO4

[过渡提问] 其实，氨水也可以作为化肥，但现在人们很少用它，大家知道其中的原因吗？（ppt 13）

[回答] 氨水中的NH3· H2O不稳定，容易分解生成氨气，而挥发掉促进植物生长的有效成分，降低了肥效。同时，会发出来的氨气具有刺激性气味，给使用带来很大的不方便。

[追问] 从前面的探究活动中，我们来思考一下，有没有什么方法可以解决这个问题？

[回答] 可以将氨气与酸反应转化成固态铵盐加以使用。

[过渡] 回答得很好！铵盐就是目前我们使用最多的固态氮肥的主要成分，对铵盐的性质的了解，是科学使用化肥的基础。

[板书] 三、铵盐的性质（ppt 14～17）

1.受热分解

[实验探究4]①进行实验，②描述实验现象，③写出化学方程式。]

现象：加热，试管中产生白烟，试管口重新生成白色固体。

NH4Cl = NH3 ↑ + HCl ↑

NH3 + HCl = NH4Cl

NH4HCO3= NH3↑+H2O + CO2↑

[拓展视野] 由上述反应式可以看出, NH4Cl 、NH4HCO3受热都能分解，都有NH3产生,但不是所有的铵盐受热分解都能产生NH3。

例如NH4NO3的分解:2NH4NO3 = 2N2↑+O2↑+ 4H2O

[板书] 2.与碱共热放出氨气

[实验探究5]①进行实验，②描述实验现象，③写出化学方程式。

现象：产生有刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝。

2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3↑

[思考与交流]根据上述性质，分析讨论此性质有何应用？

（1）铵根离子的检验；

（2）氨气的实验室制法；

（3）避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。

[板书] 3.氮肥简介（ppt 18）

（1）铵态氮肥： NH4Cl（氯铵）、NH4HCO3（碳铵）、(NH4)2SO4（硫铵）、NH4NO3（硝铵）。

（2）其他氮肥：硝态氮肥。如：KNO3。

有机态氮肥。如：CO(NH2)2。

[问题思考] （ppt 19～20）

1.检验氨气是否充满试管的方法是 ，观察到的现象是 。

2.能否用浓硫酸干燥氨气？

3.（见ppt 20）

答案：1.用湿润的红色石蕊试纸放到管口 试纸变蓝

2.不能 因为氨气能与硫酸反应

3.A、B、D

[作业] 教材第102页：练习与实践第1（2）、2（3）题

第2单元 课时3硝酸的性质

一、学习目标

1.了解硝酸的物理性质和重要用途；

2.掌握硝酸的化学性质——不稳定性和强氧化性；

3.知道工业上氨氧化法制硝酸的反应原理；

4.通过观察浓、稀硝酸与铜反应的实验，培养观察能力、分析和比较能力；5.介绍波尔巧藏诺贝尔金质奖章的故事，对学生进行爱国主义教育。

二、教学重点及难点

硝酸的特性——不稳定性和氧化性；

氨氧化法制硝酸的反应原理。

三、设计思路

由氮元素存在变价引入硝酸内容的教学，接着介绍硝酸的重要用途，引导学生将理论与生产实际联系起来，激发他们学习理论知识的积极性。硝酸性质的教学按照人们认识新事物的一般过程展开，首先通过简单的观察来认识硝酸的物理性质，在通过实验探究的方式，引导学生发现HNO3的特性——不稳定性和强氧化性。在对稀HNO3与铜的反应进行探究的时候，对教材中的实验进行了一定的改进，在一定程度上可以培养学生的创新意识和解决新问题的能力。最后，向学生简单介绍硝酸的工业制法，再一次将理论与实践相结合，从而整理氮元素及其化合物的转化关系，深化本课以及本单元的内容。

四、教学过程

[引入]试分析下列转变关系中氮元素的化合价变化。

NH3→NO→NO2→HNO3

[过渡] 氮元素处于最高价态的硝酸是硝酸型酸雨的有害成分之一，但它在工农业生产中的用途也是非常广泛的。

[板书介绍] 一、硝酸的用途：制氮肥、塑料、炸药、硝酸盐等。（ppt 3）

[过渡] 为了更加科学合理地利用硝酸，我们需要进一步认识它的有关性质。认识一种物质，人们通常从表面入手，不断深入其内部的本质。那我们就先来认识一下硝酸的“表层”性质。

[观察与思考] 打开一瓶浓硝酸的瓶盖，闻其气味，观察其挥发现象。

[板书小结]二、硝酸的物理性质。（ppt 4）

硝酸是无色、有刺激气味的液体，易溶于水，低沸点（83℃），易挥发。常用硝酸密度为 1.503g/cm3， 浓度为69%，15.6mol/L。

[过渡] 在学习了“表层”性质的基础上，下面我们来深入研究硝酸的“深层”性质。

[板书]三、硝酸化学性质（ppt 5～12）

1. 硝酸具有酸的通性：一元强酸 HNO3 = H++NO3-

[讨论] ①久置浓硝酸为什么呈黄色？

[回答] 久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄！

[板书] 2. 硝酸的不稳定性：4HNO3 = O2↑ +2H2O + 4NO2↑

[讨论] ②硝酸应如何保存？

硝酸保存在避光、低温处。

[过渡] 硝酸中的氮元素化合价处于最高价态，我们可以由此推测它只具有氧化性，事实是否如此呢？下面大家通过实验来探究一下。

[板书]（1）硝酸与金属的反应

[实验探究]实验浓、稀硝酸与铜的反应。

[实验计划] ①是否能观察到明显实验现象？

②是否有气体生成，如果有，气体是什么颜色。使生成的气体接触空气，气体颜色是否发生变化。

③溶液颜色有什么变化。

[实验探究1]①浓硝酸与铜反应

现象：铜片溶解,常温下反应剧烈；有红棕色的气体产生；溶液由无色变为蓝色。

反应的化学方程式：

Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O （注：方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出）

[实验探究2]②稀硝酸与铜反应

现象：反应缓慢，铜片溶解；有无色的气体产生，气体接触空气时立即变成红棕色；溶液由无色变为蓝色。

反应的化学方程式：

3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

（注：方程式由学生根据反应现象推测归纳后写出）

反应的离子方程式：

3Cu＋8H+ ＋ 2NO3— ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O

（注：离子方程式由学生当作课堂练习自行写出）

[拓展视野] 常温下，浓硝酸使铁、铝发生“钝化”。

Fe＋HNO3(浓) → 生成致密的氧化膜（钝化）

Al＋HNO3(浓) →生成致密的氧化膜（钝化）

[追问] 为什么可以用铝槽车装运浓硝酸？

[回答]钝化使金属的化学活动性大大降低，耐腐蚀性大大增强。因此在常温下可以用铝槽车装运浓硝酸。

[板书] （2）浓硝酸能与某些非金属反应。

C + 4HNO3(浓) = CO2 ↑ + 4NO2↑+2H2O

[ppt演示] 氧化还原反应方程式的配平过程。（ppt 10）

[阅读]教材101页，学习氧化还原反应方程式的配平，分析原理，归纳步骤。

[归纳] [板书] 硝酸具有强氧化性。（注：教师在学生归纳下面三条性质之后进行板书）

（1）能与大多数金属反应，但一般不生成氢气。

金属与浓硝酸反应一般生成NO2,与稀HNO3反应一般生成NO。

（2）常温下浓硝酸使铁、铝钝化。

（3）浓硝酸能与某些非金属反应。

[拓展视野] 王水：浓HNO3和浓HCl（体积比1:3）混合物，能使一些不溶于硝酸的金属如Au、Pt等溶解。（ppt 12）

玻尔是丹麦著名的物理学家，曾获得诺贝尔奖。第二次世界大战中，玻尔被迫离开将要被德国占领的祖国。为了表示他一定要返回祖国的决心，他决定将诺贝尔金质奖章溶解在王水里，装于玻璃瓶中，然后将它放在柜面上。后来，纳粹分子窜进玻尔的住宅，那瓶溶有奖章的溶液就在眼皮底下，他们却一无所知。这是一个多么聪明的办法啊！战争结束后，玻尔又从溶液中还原提取出金，并重新铸成奖章。新铸成的奖章显得更加灿烂夺目，因为它凝聚着玻尔对祖国无限的热爱和无穷的智慧。

[发散思维] 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入KNO3 ，发现铜粉溶解，为什么？（PPT13）

3Cu＋8H+ ＋ 2NO3 - ＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O

[比较学习] 硫酸和硝酸的氧化性规律比较（ppt 14）

[过渡] 如果我们需要大量硝酸用于各种生产活动，那么如何通过工业方法来制取它的呢？

[板书] 四、硝酸的工业制法（ppt 15～16）

[投影]工业上制备硝酸的过程如下：

(1)氨在催化剂的作用下与氧气发生反应，生成一氧化氮；

(2)一氧化氮进一步被氧气氧化成二氧化氮；

(3)用水吸收二氧化氮生成硝酸。

试写出各步反应的化学方程式：

4NH3+5O2 = 4NO+6H2O

2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO

（注：方程式由学生根据反应上述文字过程描述自行写出）

[作业] 教材第102页：练习与实践第2、3题。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/7babb1e5195f312b3169a5ef.html