高中化學魯科版第三章自然界中的元素第二節(jié)氮的循環(huán) 獲獎作品

魯科版化學必修一第三章第二節(jié)氮的循環(huán)王乃麒長汀縣第二中學【設計背景及理念】為更好體現(xiàn)信息技術與高中化學教學的融合，突出數(shù)字教育資源在高中化學課堂教學中的運用，結合我校信息技術和數(shù)字教育資源硬件條件實際、學生使用信息技術的能力水平及高中化學元素化合物內容的教學要求，本課教學設計在基于高中化學新課程理念及學生化學學科觀念培養(yǎng)的基礎上，突出信息技術與高中化學課堂教學設趣激情的整合、信息技術與創(chuàng)設問題情境促進學生自主學習的整合、信息技術與創(chuàng)設實驗情境促進學生主動探究實驗的整合、信息技術與化學概念教學的整合，通過合理、靈活地運用信息技術和數(shù)字教育資源，激發(fā)學生學習熱情，促進學生的自主學習、主動探究、主動發(fā)展，培養(yǎng)學生的化學學科觀念，讓高中化學課堂教學簡約高效?！窘滩姆治觥勘竟?jié)選自魯科版必修一第三章第二節(jié)，氮及其化合物是高中化學教學的重要內容，是學生在中學階段所學習的元素化合物知識的重要組成部分，本節(jié)內容不僅為以后元素周期律和元素周期表的學習奠定了基礎，而且進一步鞏固和深化了氧化還原反應、離子反應理論，培養(yǎng)學生學以致用的能力。同時教材在知識安排上盡量是知識與生活生產相結合，理論與實際相結合，這有利于激發(fā)學生學習化學的興趣，培養(yǎng)和發(fā)展學生的各項能力。體現(xiàn)了“從生活中走進化學，再用化學去指導生活”的理念?！緦W情分析】對學生而言，就知識層面看，學生通過初中和必修一前面章節(jié)內容的學習，已具備了一定的元素和化合物知識，也學習了氧化還原反應及離子反應內容。就方法層面看，學生進入高中后，已學習了科學探究的基本程序與方法，學習了從物質分類角度應用類比的方法學習物質的性質，本節(jié)課前，較為系統(tǒng)的學習了碳及其化合物內容，初步具備了學習元素化合物的一般方法。而在能力層面，高一學生已具備一些觀察、分析能力和自學能力，能夠獨立完成一些實驗。【教學目標】知識與技能目標1了解氮循環(huán)的基本過程，認識氮循環(huán)過程中的主要物質。2掌握氮氣，一氧化氮，二氧化氮的性質。3了解氮的固定及氮的固定的主要形式。4了解可逆反應。能力與方法目標1培養(yǎng)學生閱讀分析，歸納總結的能力。2了解物質結構決定性質，性質決定用途的主線。3培養(yǎng)學生從物質類別角度和元素所處價態(tài)角度預測物質的性質。4培養(yǎng)學生分析對比能力。5培養(yǎng)學生實驗探究能力。6體驗科學探究的一般程序與主要方法。情感態(tài)度與價值觀目標1創(chuàng)設情境，活躍思維，激發(fā)興趣。2通過合成氨學習，讓學生體會化學與生產，生活的緊密聯(lián)系。3通過NO的功與過，引導學生樹立辯證統(tǒng)一思想。4通過合成氨化學史介紹，培養(yǎng)學生的愛國主義精神和社會責任感。【重點難點】知識與技能的重點、難點：N2、NO和NO2的性質。過程與方法的重點、難點：通過實驗探究分析解決問題的能力?！窘虒W設計】【導入】創(chuàng)設情景新課引入.【PPT】用PPT展示一副關于“魔鬼谷”的照片，簡要描述相關故事?！綪PT】俗語“一場雷雨一場肥”“雷雨發(fā)莊稼”【提問】這些俗語涉及到哪些化學物質，這些物質又究竟發(fā)生了哪些化學反應呢？讓我們一起走入合作探究一揭秘俗語“一場雷雨一場肥”“雷雨發(fā)莊稼”【設問】“雷”意味著什么？“雨”表示什么意思？“肥”呢？空氣中主要氣體是什么？游離態(tài)的氮氣中的氮元素能被莊稼（植物）吸收嗎？這些游離態(tài)氮又如何轉化為可被植物吸收的化合態(tài)氮的呢？【過渡】氧氣的性質，我們知道是它是一種活潑的非金屬單質，所以要解開疑惑，必須首先知道氮氣的性質如何？請看學案交流研討1【活動】交流研討1【PPT】交流研討1身邊的氮氣，你知多少？

閱讀課本P74—75內容并思考：

1聯(lián)系身邊的氮氣分析歸納氮氣的物理性質。

2通常情況下氮氣的化學性質穩(wěn)定嗎？為什么？

3從物質所屬類別角度推測氮氣的主要化學性質。

4根據(jù)氮元素所處價態(tài)，從氧化性，還原性角度預測氮氣的性質?！窘涣?】引導學生聯(lián)系身邊的氮氣，歸納出氮氣的物理性質?！窘涣?】引導學生聯(lián)系身邊的氮氣思考氮氣的化學性質穩(wěn)定性。〔PPT〕氮氣分子的結構。分析氮氣分子的結構特點，指出物質結構決定性質。

〔設問〕利用氮氣化學性質的穩(wěn)定性，可以有哪些用途？指出物質的性質決定用途。【交流3】引導學生從物質所屬類別角度推測氮氣的主要化學性質。思考主線是元素的典型物質→所屬類別→通性?！窘涣?】引導學生從氮元素所處價態(tài)，從氧化性，還原性角度預測氮氣的性質。思考主線是元素化合價→氧化性、還原性。

〔視頻〕鎂在N2中燃燒

〔視頻〕N2與O2放電實驗〔ppt〕N2與H2反應的化學方程式

N2＋3H2====2NH3〔設問〕什么是可逆反應？〔PPT〕可逆反應過程動畫

強調可逆反應的特征是反應不能完全進行到底，也就是反應物不能完全轉化為生成物，舉例提問：為什么氯水會呈淡黃綠色？〔PPT〕哈伯圖片。介紹合成氨化學史。【講授】過渡通過對氮氣性質的研究學習，我們已經知道氮氣與氧氣在放電條件下發(fā)生反應生成了一氧化氮。也初步了解了生成的一氧化氮又與氧氣反應生成了紅棕色的二氧化氮，很顯然NO，NO2也不能被植物吸收，那么NO，NO2

究竟具備什么性質能進一步轉化呢？讓我們通過交流研討2的實驗探究來回答這個問題?！净顒印拷涣餮杏?【PPT】交流研討2

實驗探究NO2、NO

的性質實驗目的

探究“NO2、NO的性質”實驗用品

圓底燒瓶（125ml,充滿NO2），注射器（60ml一個，20ml一個），燒杯，玻璃長導管，止水夾，水，紫色石蕊試液

。實驗方案

讓NO2與H2O反應及NO與氧氣反應在圓底燒瓶內完成，形成噴泉實驗，對產物進行性定量驗證。通過多次往燒瓶注入空氣并搖動最終只剩余氮氣和氧氣，再進行實驗拓展的同時讓實驗綠色環(huán)保。實驗步驟

1裝置固定在鐵架臺后，將玻璃管插入燒杯中水中（滴入3ml紫色石蕊試液）。

2打開止水夾，將注射器中的水一次性注入圓底燒瓶，觀察現(xiàn)象。

3

關閉止水夾，換用大注射器（吸入50ml空氣）往瓶內注入少量（約10ml)空氣，觀察現(xiàn)象。

4

輕輕搖動燒瓶，觀察現(xiàn)象。重復多次注入少量（約10ml)空氣并搖動，直至注入空氣時無紅棕色出現(xiàn)。此時，燒瓶內氣體成份是什么？實驗現(xiàn)象

1噴出紅色噴泉。

2

噴出液體約占圓底燒瓶體積三分之二。

3剩余氣體為無色。

4圓底燒瓶內氣體由無色變成紅棕色

5重復出現(xiàn)紅棕色氣體后又消失。實驗結論

1步驟1

2

（1）NO2易溶水。

（2）NO2與水反應生成了酸（硝酸）。

（3）NO2與水反應生成的無色氣體約占燒瓶體積三分之一。

2步驟3

（1）

NO2與水反應生成了NO

（2

）3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO

（3）

2NO＋O2＝2NO2

3步驟4

剩余氮氣與氧氣

4NO2+O2+2H2O

=4HNO3【講解】實驗的用品

實驗的步驟

實驗現(xiàn)象的觀察?！局笇А恐笇W生順利完成小組實驗?！驹u價】評價學生的實驗效果?！疽龑А恳龑W生從實驗現(xiàn)象逐步推到出實驗結論?！就卣埂坑梅磻?NO2+O2+2H2O

=4HNO3

設計噴泉實驗?！局v授】過渡通過剛才實驗探究，我們已經知道了NO，NO2的化學性質及物理性質上兩種氣體的顏色，那么它們還有哪些更全面的性質呢？【活動】閱讀歸納

【PPT】閱讀課本P76內容并完成下列表格：

物質

NO

NO2

顏色

無色

紅棕色

氣味

無味

刺激性

狀態(tài)

氣體

氣體

溶解性

難溶于水

易溶于水

毒性

有毒

有毒

花性

與氧氣反應

與水反應

其他

信使分子

漂白作用

〔設問〕NO氣體應如何收集？

〔設問〕NO有毒，你能說出它的中毒原理嗎？引導學生與CO比較。

〔設問〕NO被稱為“信使分子”，也被評為“明星分子”。為什么會給它這么高的稱號？

〔PPT〕NO化學史【講授】過渡

通過對NO，NO2性質的學習，我們知道了在雷雨天氣，N2和O2放電條件下生成NO，NO繼續(xù)與O2反應生成NO2，NO2與水反應生成了硝酸。請問：硝酸是否被植物直接吸收？

生成的硝酸隨雨水降落到地面上，與土壤中的礦物質作用，形成被植物吸收的硝酸鹽，這樣就使土壤從空氣中得到氮，促進植物的生長。從而完成了從空氣中不能被植物直接吸收的游離態(tài)的氮到土壤中可以被植物直接吸收的化合態(tài)的氮（硝酸鹽）。實際上這只是我們自然界中豐富的含氮元素物質循環(huán)的一小部分，那么自然界中氮的循環(huán)又有哪些方式呢?讓我們繼續(xù)走入學案中的合作探究二認識“氮的循環(huán)與氮的固定”【活動】合作探究二認識“氮的循環(huán)與氮的固定”【PPT】閱讀課本P73—74內容并思考：

1

在氮的循環(huán)中空氣中氮氣（游離態(tài)）可以通過哪些途徑轉換為氮的化合物（化合態(tài)）？

2

氮的循環(huán)涉及的含氮物質有哪些？

3

什么是氮的固定？氮的固定有哪幾種形式？【PPT】展示自然界中氮的循環(huán)圖片，結合圖片分析歸納?！綪PT】生物固氮和工業(yè)固氮圖片

引導學生了解氮的固定的概念及分類【活動】課堂小結【PPT】課堂小結

收獲方法：

1科學探究的一般程序:

提出問題→作出假設→制定方案→實驗探究→收集證據(jù)→形成解釋→評價反思

2化學思維:結構決定性質，性質決定用途

3學習方法：比較法

知識網絡化

收獲知識：

1氮的固定

可逆反應

2氮氣，一氧化氮，二氧化氮的性質及轉化關系【PPT】雷雨利莊稼動畫結束本節(jié)課?！窘虒W設計反思】本節(jié)課的整體構思是讓學生“從生活走進化學、用實驗探究化學、從化學走向社會”。為此調整了教材的內容安排，把氮的循環(huán)與氮的固定放在N2、NO、NO2的相關性質探究后再進行學習，讓教學的主線能更突出，教學的脈絡更加分明，以學生已有的知識和能力為基礎，設計一定梯度的探究問題、探究實驗，學生通過自主學習、合作學習獲取和建構新的知識。知識層面，以揭秘俗語“一場雷雨一場肥”“雷雨發(fā)莊稼”為線索，融合了N2、NO、NO2的相關性質，使學生掌握了N2與02、H2、Mg，NO與02，NO2與水等物質反應的新知識；方法與能力層面，培養(yǎng)學生分析、比較、歸納及知識網絡化的學習方法，逐漸形成結構決定性質、性質決定用途的化學思維，培養(yǎng)學生從實驗的現(xiàn)象推導出結論的科學