高中化學人教版必修第二冊教案：5.2 氮及其化合物

1、 第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素5.2 氮及其化合物第1課時教學設計教學目標知識與技能了解氮的固定及其類型； 掌握氮氣、氨氣、氮的氧化物的性質及其應用； 了解氮的氧化物對大氣污染與防治方法。過程與方法培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的綜合能力。在構建氮及其化合物等有關知識網(wǎng)絡的過程中，學會提煉化學知識的方法。情感態(tài)度與價值觀（1）逐步培養(yǎng)勤于思考，勇于探究的科學品質，嚴謹求實的科學態(tài)度。（2）培養(yǎng)學生能主動關心與環(huán)境保護，資源綜合利用等有關的社會熱點問題，形成與環(huán)境和諧共處，合理利用自然資源的觀念。教學重難點1.教學重點 氨的性質及制備、氮的氧化物溶于水的計算2.教學難點 氮的氧化物溶

2、于水的計算教學過程教學環(huán)節(jié)教學內容設計意圖1.新課導入【復習】初中我們學過空氣中含量最多的是什么？【學生】氮氣【師】沒錯，初中時我們接觸過的氨氣、氨氣、硝酸都含有氮元素，我們本節(jié)課具體學習氮及其化合物，了解含氮物質的性質和應用。設問激發(fā)求知欲2.探索新知【板書】一、氮氣【師】我們先來看看氮原子結構，請同學來填空?！菊故綪PT】引導學生回答。【學生】氮元素是非金屬元素，位于元素周期表的三周期A 族。氮原子最外層有5 個電子既不容易得到3個電子，也不容易失去5個電子。因此，氮原子一般通過 共用電子對與其他原子相互結合構成物質?！編煛炕卮鸬暮芎?！氮氣的物理性質相信大家一定不陌生。請同學來回答?！緦W生

3、】學生回答【展示PPT】顏色狀態(tài)氣味密度溶解性無色氣體無味比空氣稍小難溶于水【師】由于氮分子內氮原子間以共價三鍵結合，斷開需要較多的能量，所以通常情況下，氮氣的化學性質很穩(wěn)定。在高溫、放電等條件下，氮分子獲得足夠的能量，使氮氮三鍵斷裂?！菊故綪PT】N2 + 3Mg Mg3N2 N2 + O2 2NON2 + 3H2 2NH3【師】以前我們經(jīng)常會聽到這樣一句話：“雷雨發(fā)莊稼”，為什么雷雨天莊稼會長得好呢？這就涉及到氮的固定的知識了，我們一起來學習！【展示PPT】自然界中的氮循環(huán)并講解概念：將大氣中游離態(tài)的氮轉化為氮的化合物的過程叫作氮的固定。類型：氮的固定：人工固氮 （如工業(yè)合成氨：N2 +

4、3H2 2NH3）自然固氮（如“雷雨發(fā)莊稼”； N2 + O2 2NONO2 HNO3 硝酸鹽，植物生長需要吸收氮元素。生物固氮（如豆科植物的根瘤菌能夠將空氣中的氮轉化為氨）化學模擬生物固氮（利用化學方法模擬固氮酶的作用，在溫和條件下將氮轉化為氨）【板書】二、氮的氧化物【師】我們需要掌握NO 和 NO2性質。【展示PPT】NONO2物理性質色、味、態(tài)無色、無味氣體紅棕色氣體、刺激性氣味毒性有毒水溶性不溶易溶且與水反應化學性質與O2反應2NO + O2 2NO2與H2O反應3NO2 + H2O2HNO3 + NO與H2O、O2共同反應4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 4NO2 + O2

5、 + 2H2O4HNO3 氧化性6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2ONO2 + SO2 SO3 +NONO2能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{【師】學習了氮的氧化物的性質，下面要講一下氮的氧化物溶于水的計算問題。無論是單一氣體（NO2），還是NO、NO2、O2中的兩者或三者的混合氣體通入水中，實質都是二氧化氮和水反應生成一氧化氮，一氧化氮再與氧氣反應。那么如果有氣體剩余，只能是NO、 O2 ，不能是NO2。分為三種情況：NO2和O2混合氣體溶于水的計算，反應原理為：4NO2 + O2 + 2H2O4HNO3 ，根據(jù)化學計量數(shù)的關系，若V（NO2）:

6、V（O2）4:1，二氧化氮過量，NO2會與水繼續(xù)反應生成NO，剩余氣體為NO。NO和O2同時通入水中的計算，反應原理為：4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 ，根據(jù)化學計量數(shù)的關系，若V（NO）:V（O2）4:3，NO過量，剩余氣體為NO。NO、NO2、O2混合通入水中，可先將NO和O2轉化為NO2，在分情況討論。也可先將NO2和H2O轉化為NO，在按4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 情況計算?！編煛课覀冊趯W硫及其化合物時，講到酸雨。哪位同學告訴老師形成酸雨的主要原因是什么？【學生】空氣中的二氧化硫、氮的氧化物?！編煛坎诲e！氮的氧化物是空氣污染物之一，由于機動車尾氣排放，硝酸廠

7、排放的廢氣造成。二氧化氮的危害有哪些？【學生】危害身體健康酸雨光化學煙霧【師】回答的很好！如何防治呢？【學生】調整能源結構，發(fā)展清潔能源改進汽車尾氣的處理技術，提高汽車尾氣排放標準。改進煤燃燒技術，研究煤脫硫技術，減少SO2和氮氧化物的排放?！景鍟咳?、氨的性質【師】初中我們接觸過氨氣，同學們，氨氣有哪些物理性質？顏色狀態(tài)氣味特性溶解性無色氣體刺激性易液化極易溶于水，（1:700）NO2、O2混合通入水中【師】大家還需要注意，氨對人的器官有刺激作用，若不慎接觸過多，及時吸入新鮮空氣和水蒸氣，并用大量水清洗?！編煛堪蹦芘c哪些物質進行反應?【展示PPT】與水反應:NH3 + H2ONH3H2O N

8、H4+ + OH- 與酸反應:NH3 + HCl NH4ClNH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 與O2反應 NH3 + 5O2 4NO + 6H2O【師】氨與水反應生成氫氧根，溶液顯堿性，所以可用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH3。氨與氯化氫氣體反應產(chǎn)生大量白煙?？捎脻恹}酸檢驗氨氣。氨氣與氧氣反應生成一氧化氮是工業(yè)制硝酸的基礎。思考與討論為什么氨的催化氧化反應的產(chǎn)物是NO而不是NO2 ?因為加熱時NO2不穩(wěn)定，易分解為NO和O2,105時幾乎完全分解，所以產(chǎn)物為NO?！編煛课覀冎腊睒O易溶于水，針對這一性質，我們有一個比較有意思的實驗。同學們可以動手操作。【展示PPT】噴泉實驗實驗操作：在干

9、燥的圓底燒瓶里充滿NH3，用帶有玻璃管和膠頭滴管(預先吸入水)的橡膠塞塞緊瓶口。倒置燒瓶，使玻璃管插入盛有水的燒杯中(預先在水里滴入少量酚酞溶液)。打開彈簧夾，擠壓膠頭滴管，使水進入燒瓶。觀察并描述現(xiàn)象， 分析出現(xiàn)這些現(xiàn)象的可能原因?！緦W生活動】學生進行實驗并描述實驗現(xiàn)象，歸納結論?，F(xiàn)象：燒杯中的溶液由玻璃管進入燒杯，形成噴泉，瓶內液體呈紅色。結論：氨極易溶于水，水溶液呈堿性?！編煛砍税边€可以用哪些物質做噴泉實驗？氯化氫氣體與水或氫氧化鈉溶液、氨氣與水或鹽酸、CO2（Cl2、H2S、或SO2）與氫氧化鈉溶液、NO2和O2與水?！編煛堪庇心男┯猛?？【學生】氨是氮肥工業(yè)、有機合成工業(yè)、制造硝酸、

10、銨鹽和純堿的原料。液氨可做制冷劑?！景鍟克摹钡闹苽洹編煛咳绾沃苽浒?？我們有三種方法：【展示PPT】方法一 銨鹽與堿共熱 實驗原理：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3 + 2H2O收集：氨的密度比空氣小，且氨易溶于水。可用向下排空氣法。檢驗：用濕潤的紅色石蕊試紙（變藍）或蘸有濃硫酸的玻璃棒（有白煙）接近試管口。凈化：裝有堿石灰的干燥管，不能用濃硫酸和無氯化鈣思考：棉花的作用是什么？防止試管內的NH3與試管外的空氣對流，以便收集較為純凈的氨。方法二 濃氨水中加固態(tài)堿性物質 原理：向濃氨水中加入固態(tài)堿性物質（如：CaO 、堿石灰、NaOH等），消耗濃氨水中的水，同時反應放

11、熱，促進氨水分解。方法三 加熱濃氨水原理： NH3H2O NH3 + H2O通過探討交流培養(yǎng)學生的合作意識和表達能力，激發(fā)學生對新事物的探究，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W思維方法培養(yǎng)學生總結歸納、辯證思維的能力3.小結作業(yè)完成同步練習四板書設計5.2 硫及其化合物第一課時一、氮氣二、氮的氧化物氮的氧化物溶于水的計算NO2和O2混合氣體溶于水的計算：4NO2 + O2 + 2H2O4HNO3 V（NO2）:V（O2） 4:1 剩余NONO和O2同時通入水中的計算：4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 V（NO）:V（O2） 4:3 剩余NONO、NO2、O2混合通入水中可先將NO和O2轉化為NO2，在按

12、上述分情況討論。也可先將NO2和H2O轉化為NO，在按4NO + 3O2 + 2H2O4HNO3 情況計算。三、氨的性質四、氨的制備第五章 化工生產(chǎn)中的重要非金屬元素5.2 氮及其化合物第2課時教學設計教學目標知識與技能了解銨鹽的性質和用途，掌握銨鹽的檢驗方法； 認識硝酸的性質，區(qū)分金屬與濃硝酸、稀硝酸反應的產(chǎn)物； 利用化學方法解決金屬與硝酸反應的計算題。過程與方法培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的綜合能力。在構建氮及其化合物等有關知識網(wǎng)絡的過程中，學會提煉化學知識的方法。情感態(tài)度與價值觀（1）逐步培養(yǎng)勤于思考，勇于探究的科學品質，嚴謹求實的科學態(tài)度。（2）培養(yǎng)學生能主動關心與環(huán)境保護，資

13、源綜合利用等有關的社會熱點問題，形成與環(huán)境和諧共處，合理利用自然資源的觀念。教學重難點1.教學重點 銨鹽的性質及檢驗方法、金屬與稀、濃硝酸反應、金屬與硝酸反應的計算題。2.教學難點金屬與硝酸反應的計算題教學過程教學環(huán)節(jié)教學內容設計意圖1.新課導入【復習】上節(jié)課我們學習了氨的制備方法，都有哪些？【學生】銨鹽與堿共熱、濃氨水中加堿性固體、加熱濃氨水【師】沒錯，對銨鹽我們了解多少呢？設問激發(fā)求知欲2.探索新知【板書】一、銨鹽【師】氯化銨屬于銨鹽，所以由NH4+ 和酸根離子構成的化合物就是銨鹽。銨鹽都易溶于水、都為晶體?！緦嶒灐考訜崧然@。 【師】銨鹽受熱時的現(xiàn)象是升華嗎？【學生】不是，如果是升華，器

14、皿中應無物質剩余，而加熱后仍有白色物質?！編煛窟@位學生分析的很好！銨鹽具有受熱分解的性質?！緦W生活動】寫出氯化銨、硫酸銨、碳酸氫銨分解反應的方程式。【師】所有的銨鹽受熱都會放出氨氣嗎？不是的，銨鹽受熱一般會放出氨，但硝酸銨受熱到一定溫度會爆炸，不生成氨氣，生成氮氣?！緦W生活動】寫出硝酸銨分解反應的方程式?！編煛夸@鹽可以與堿反應?！緦W生活動】寫出氯化銨、硫酸銨與堿反應方程式。【師】銨鹽與堿固體反應不能寫離子反應方程式。在溶液中進行，可用?！舅伎肌咳绾螜z驗銨鹽？操作：取待檢物少許，向其中加入NaOH溶液，加熱，若產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則一定含NH4+。還可用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試

15、管口，若有白煙生成。則證明樣品中含有NH4+【師】氮的化合物還有一種重要的化合物硝酸。硝酸有哪些性質？【生】物理性質顏色氣味狀態(tài)揮發(fā)性水溶性密度無色刺激性液體易揮發(fā)與水任意比互溶比水大【師】發(fā)煙硝酸：質量分數(shù)在98%以上的硝酸。發(fā)煙硝酸的“發(fā)煙”原因是揮發(fā)出的硝酸和空氣中的水蒸氣形成硝酸小液滴，所以發(fā)出的 “煙”實際是“霧” ?！編煛肯跛峋哂兴岬耐ㄐ裕∠跛崮苁棺仙镌囈鹤兗t，我們學過硫酸，濃硝酸與濃硫酸一樣都具有強氧化性，使紫色石蕊溶液先變紅后褪色。也可以與堿、堿性氧化物，某些鹽反應。【師】在實驗室中，硝酸會保存在棕色試劑瓶中，這是為什么？【生】硝酸見光分解?！編煛繘]錯，硝酸的獨特的性質不

16、穩(wěn)定性，易分解生成二氧化氮，而我們知道二氧化氮是紅棕色的氣體，所以長期放置的濃硝酸會變黃。【學生活動】寫出濃硝酸見光分解的反應。【師】硝酸具有強氧化性，濃硝酸可與大多數(shù)金屬反應生成二氧化氮氣體。稀硝酸與大部分金屬反應生成一氧化氮氣體，而不是氫氣。【學生活動】寫出濃、稀硝酸分別與鐵、銅反應原理。【強調】1、濃硫酸可使Fe、Al鈍化，鈍化并非不反應。而是氧化金屬的表面形成一層致密的氧化膜，阻止進一步反應。2、過量的鐵與稀硝酸反應，先生成Fe(NO3)3，在與Fe反應生成Fe(NO3)2 。【師】硝酸也可與非金屬、還原性物質反應?！緦W生】寫出濃硝酸與碳、亞鐵離子反應。C + 4HNO3(濃) CO2

17、 + 4NO2 + 2H2O2Fe2+ + 4H+ +NO3- 3Fe3+ + NO + 2H2O【師】濃硝酸的用途有哪些？重要的化工原料和化學試劑，在工業(yè)上用于制作化肥，農(nóng)藥、炸藥和染料等。【總結】HNO3與金屬反應的規(guī)律：金屬與硝酸反應不生成H2，濃硝酸一般被還原為NO2，稀硝酸一般被還原為NO，極稀的硝酸與Mg、Al、Fe、Zn等反應時，可被還原為NH4NO3，即硝酸越稀，還原產(chǎn)物價態(tài)越低。足量的金屬與一定量濃硝酸反應時，隨硝酸的濃度降低，產(chǎn)物也會隨之改變?！編煛拷饘倥c硝酸反應會涉及到計算問題：在解決計算問題，我們常用的會有三種方法。原子守恒法：n（反應消耗的硝酸的氮原子）= n（溶液中顯酸性的HNO3） + n（NOX）電子守恒法：n （HNO3中氮原子得失電子） = n（金屬得失電子）電荷守恒法：HNO3過量時反應后溶液中有（不考慮OH-）：c（NO3-）=c（H+）+ n c（Mn+）（ Mn+ 代表金屬離子）通過探討交流培養(yǎng)學生的合作意識和表達能力，激發(fā)學生對新事物的探究，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W思維方法培養(yǎng)學生總結歸