《氮的循環(huán)》示范公開課教學(xué)設(shè)計(jì)【高中化學(xué)必修1魯教版】

4/4《氮的循環(huán)》教學(xué)設(shè)計(jì)1-3自然界中的元素——氮的循環(huán)（第1課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)【知識與能力目標(biāo)】了解自然界中的氮循環(huán)的途徑、形式及所涉及的物質(zhì)；通過了解自然固氮和人工固氮形式，認(rèn)識N2、NO、NO2的性質(zhì)；氮?dú)?、NO和NO2的性質(zhì)?！具^程與方法目標(biāo)】培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究、觀察、總結(jié)、分析問題的能力。【情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)】通過實(shí)驗(yàn)探究分析解決問題的能力。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】氮?dú)?、NO和NO2的性質(zhì)；通過實(shí)驗(yàn)探究分析解決問題的能力?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】氮?dú)?、NO和NO2的性質(zhì)課前準(zhǔn)備課前準(zhǔn)備多媒體課件等。教學(xué)過程教學(xué)過程一、氮在自然界中的循環(huán)1．氮元素的存在2．氮的循環(huán)二、氮?dú)?．氮?dú)獾男再|(zhì)2．可逆反應(yīng)在相同條件下，能同時(shí)向正反兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)，為可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式用“”表示。3．氮的固定(1)概念：使游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的過程。(2)分類：氮的固定eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(自然固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(高能固氮,生物固氮)),人工固氮\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(合成氨,仿生固氮))))三、氮的氧化物1．不同價(jià)態(tài)的氮的氧化物氧化物N2ONON2O3NO2N2O4N2O5對應(yīng)氮的化合價(jià)＋1＋2＋3＋4＋4＋52.NO和NO2物質(zhì)NONO2顏色、氣味、毒性、狀態(tài)無色、無味的有毒氣體紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體水溶性不溶于水易溶于水與氧氣反應(yīng)2NO＋O2=2NO2不反應(yīng)與水反應(yīng)不反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO收集方法排水法向上排空氣法[重點(diǎn)剖析]氮的氧化物與O2、H2O反應(yīng)的計(jì)算，常見的有三種方法：1．加合式法(1)NO2和O2混合氣體溶于水的計(jì)算：由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知，當(dāng)體積比：V(NO2)∶V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＜4∶1O2過量，剩余氣體為O2,＝4∶1恰好完全反應(yīng),＞4∶1NO2過量，剩余氣體為NO2))(2)NO與O2同時(shí)通入水中：2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO總的化學(xué)方程式為4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3當(dāng)體積比：V(NO)∶V(O2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＜4∶3余O2,＝4∶3恰好完全反應(yīng),＞4∶3余NO))(3)NO2、NO、O2三種混合氣體通入水中：①可先將NO和O2轉(zhuǎn)化為NO2，再按上述各種情況分別處理。②也可先將NO2和H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO，再按4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3情況處理。2．原子守恒法4NO2＋O2和4NO＋3O2從組成上均相當(dāng)于2N2O5的組成，都與N2O5＋H2O=2HNO3等效。當(dāng)NO、NO2、O2的混合氣體溶于水時(shí)利用混合氣體中N、O原子個(gè)數(shù)比進(jìn)行分析判斷。n(N)∶n(O)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(＜2∶5剩余O2,＝2∶5恰好完全反應(yīng),＞2∶5剩余NO))3．電子守恒法NO與O2的混合氣體通入水中發(fā)生反應(yīng)：2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，在這當(dāng)中，存在著NO向NO2轉(zhuǎn)化、NO2向HNO3轉(zhuǎn)化的同時(shí)又生成NO的循環(huán)反應(yīng)。但總體來講，NO→HNO3，N的化合價(jià)升高是由于被O2氧化，因此可寫出在氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)必然相等。[典例印證][例題]室溫時(shí)，在容積為amL的試管中充滿NO2氣體，然后倒置在水中至管內(nèi)水面不再上升；再通入bmLO2，則管內(nèi)液面又繼續(xù)上升，測得試管內(nèi)最后剩余氣體為cmL，且該氣體不能支持燃燒，則a、b、c的關(guān)系是()A．a(chǎn)＝4b＋3cB．a(chǎn)＝4b＋cC．a(chǎn)∶b＝4∶1D．a(chǎn)∶b＝4∶3[解析]根據(jù)反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，amLNO2會(huì)生成eq\f(a,3)mLNO，通入O2后，最后氣體不支持燃燒，故cmL為NO，即與bmLO2反應(yīng)的NO為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,3)－c))mL，根據(jù)化學(xué)方程式：4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3可知eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,3)－c))∶b＝4∶3，整理可得a＝4b＋3c。[答案]A氮的氧化物與O2混合通入水中，剩余氣體只可能是NO或O2，不可能是NO2，因?yàn)檫^量的NO2會(huì)與水反應(yīng)生成NO，且所形成溶液中的溶質(zhì)為HNO3。現(xiàn)有NO2、O2混合氣體12mL，通入足量水中，充分反應(yīng)后逸出氣體2mL(同溫同壓下)，則原混合氣體中氧氣的體積是()A．2.2mLB．2.4mLC．3mLD．4mL解析：選D(總反應(yīng)式法)根據(jù)有關(guān)的反應(yīng)：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3,3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。設(shè)原混合氣體中O2的體積為V(O2)，剩余氣體可能是O2，也可能是NO。①若剩余O2，則V剩＝V(O2)－eq\f