2022-2022學(xué)年高一化學(xué)同步教案42《生產(chǎn)生活中的含氮化合物》(蘇教版必修1)

第2單元生產(chǎn)生活中的含氮化合物第2單元課時(shí)1氮氧化物的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握N2、NO和NO2的重要性質(zhì)；2.了解氮氧化物的用途及對(duì)大氣的污染，知道硝酸型酸雨形成的過程和防治方法。3.從“雷雨發(fā)莊稼〞原理中學(xué)會(huì)推理的科學(xué)方法。4.通過比較NO和NO2的性質(zhì)學(xué)會(huì)類比的科學(xué)方法。5.提高環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)保護(hù)環(huán)境的態(tài)度，形成與大自然友好相處的情感。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：N2、NO、NO2的化學(xué)性質(zhì)及對(duì)環(huán)境的影響。教學(xué)難點(diǎn)：NO2與H2O的反響。三、設(shè)計(jì)思路在單元內(nèi)容學(xué)習(xí)之前，利用多種方式向?qū)W生展現(xiàn)氮元素對(duì)于人類生產(chǎn)生活的重要性，激發(fā)他們學(xué)習(xí)本單元知識(shí)的濃厚興趣。本課時(shí)教學(xué)內(nèi)容由自然界常見的閃電過程所引發(fā)的化學(xué)反響入手，用“一分為二〞的觀點(diǎn)組織教學(xué)內(nèi)容。氮氧化物的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物既可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，同時(shí)它也會(huì)引起硝酸型酸雨和光化學(xué)煙霧，而給人類帶來一定的危害。為了趨利避害，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)氮?dú)?、一氧化氮和二氧化氮性質(zhì)的根底上，提出一些解決此類環(huán)境污染問題的主要方法，以提高他們的環(huán)保意識(shí)，形成與大自然友好相處的情感。教學(xué)中，用“魔鬼谷〞的材料激發(fā)學(xué)生對(duì)“雷雨發(fā)莊稼〞原理的探究，從而對(duì)本節(jié)知識(shí)內(nèi)容作一小結(jié)。而“氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響〞應(yīng)該建立在學(xué)生調(diào)查研究的根底上，通過師生之間的討論和“汽車尾氣處理〞知識(shí)的拓展，學(xué)生可以形成一定的辯證思想和問題解決能力。四、教學(xué)過程[引入]氮是生命的根底，在我們的生產(chǎn)生活中無處不在，發(fā)揮著不可取代的作用。〔ppt2～4〕[提問]氮元素在自然界以什么形式存在[答復(fù)]以游離態(tài)形式存在于空氣中，以化合態(tài)形式存在于多種無機(jī)物及有機(jī)物中。[板書]一、氮?dú)狻瞤pt5～7〕1.氮元素的存在[觀察與思考]美麗的閃電除了給我們帶來的視覺和聽覺上的沖擊，還帶來了什么[板書]放電2.氮元素的固定放電〔1〕與氧氣反響：N2+O2=2NO[視頻]氮?dú)馀c氧氣在通電情況下的反響。[過渡]游離態(tài)的氮?dú)庵参餆o法吸收，只有“固定〞下來的化合態(tài)的氮元素經(jīng)過一定形式的轉(zhuǎn)化，才有可能被植物吸收利用。在這些轉(zhuǎn)化的過程中，一氧化氮和二氧化氮就是兩種重要的中間產(chǎn)物。[板書]二、一氧化氮和二氧化氮〔ppt8～9〕1.NO和NO2的物理性質(zhì)：[展示]展示一瓶NO和一瓶NO2，描述其物理性質(zhì)[辨證思維拓展材料]少量一氧化氮有利于人體健康。NO2：紅棕色、有剌激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水。[板書]2.NO和NO2的化學(xué)性質(zhì)〔1〕NO不與水反響，在常溫下易與O2化合生成NO2:2NO+O2=2NO2〔2〕NO2難被O2氧化，易與水反響生成HNO3和NO。3NO2+H2O=2HNO3+NO[材料分析]在新疆和青海交界處有一狹長(zhǎng)山谷，每當(dāng)牧民和牲畜進(jìn)入后，風(fēng)和日麗的晴天頃刻間電閃雷鳴，狂風(fēng)大作，人畜往往遭雷擊倒下。奇怪的是這里的牧草茂盛，四季常青，被當(dāng)?shù)啬撩穹Q為“魔鬼谷〞。請(qǐng)同學(xué)們用簡(jiǎn)單的化學(xué)方程式來解釋此地牧草茂盛的原因。放電“雷雨發(fā)莊稼〞的科學(xué)道理：〔ppt11〕放電N2+O2=2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO硝酸硝酸鹽[拓展視野]氮的其它氧化物：〔ppt12〕N2O俗名笑氣，是一種麻醉劑；N2O3是亞硝酸〔HNO2〕的酸酐；N2O4是無色氣體；N2O5是硝酸的酸酐，是一種白色固體。[板書]3.氮氧化物的用途：制氮肥、硝酸等。人體中極少量NO會(huì)促進(jìn)血管擴(kuò)張，防止血管栓塞。[知識(shí)小結(jié)]氮?dú)饧捌溲趸锏幕瘜W(xué)性質(zhì)〔ppt13〕[過渡]氮氧化物在被人類利用的同時(shí)，也給我們的生存環(huán)境帶來了一定的傷害。我們應(yīng)該怎樣利用所學(xué)的知識(shí)來對(duì)這些環(huán)境污染問題進(jìn)行防治呢[板書]三、氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染和防治〔ppt14～16〕氮肥的生產(chǎn)汽車等交通工具的使用形成硝酸型酸雨危害造成光化學(xué)煙霧破壞臭氧層。使用清潔能源防治汽車尾氣轉(zhuǎn)化化肥、硝酸廢氣處理其他措施。催化劑[問題解決]汽車尾氣〔含烴類、CO、NO和NO2等〕是城市主要污染源之一，治理的方法之一是在汽車排氣管裝上催化轉(zhuǎn)化器，使NO或NO2與CO反響催化劑生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，請(qǐng)用相應(yīng)的化學(xué)方程式來表示催化劑2CO+NO=2CO2+N2催化劑4CO+2NO2=4CO2+N2[交流與討論]制硝酸的過程中發(fā)生了下面的反響，理論上通過屢次循環(huán)吸收，可使原料充分利用，并減少污染物的排放以保護(hù)環(huán)境?！睵PT18-19〕2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO試討論NO2或NO與O2以何種物質(zhì)的量比通入水中能恰好被水完全吸收4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3[作業(yè)]1.教材第102頁：練習(xí)與實(shí)踐第2(2)題；2.調(diào)查研究：了解氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響。第2課時(shí)課時(shí)2氮肥的生產(chǎn)和使用一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握氨及銨鹽的性質(zhì)和用途，了解液氨和氨水的區(qū)別；2.知道氮肥的性能和使用氮肥的本卷須知，認(rèn)識(shí)到科學(xué)使用化肥的意義；3.學(xué)習(xí)觀察法、探究法、類比法等科學(xué)方法；4.知道氮肥的應(yīng)用對(duì)社會(huì)生產(chǎn)的作用和對(duì)自然環(huán)境的影響；在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中，享受發(fā)現(xiàn)的快樂。教學(xué)重點(diǎn)：氨氣和銨鹽的性質(zhì)；教學(xué)難點(diǎn)：“噴泉〞實(shí)驗(yàn)的原理，氨水的弱堿性。三、設(shè)計(jì)思路氮肥是植物生長(zhǎng)的重要根底，是解決人類吃飯問題的重要因素之一。通過對(duì)“雷雨發(fā)莊稼〞〔自然固氮〕知識(shí)的復(fù)習(xí)和生物固氮方式缺點(diǎn)的討論，從而將本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)引入人工固氮〔合成氮〕過程的教學(xué)中來。氮肥生產(chǎn)的根底是氨的合成，即可引入本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)——氨氣性質(zhì)的教學(xué)。其中，氨氣與水和酸的反響是教學(xué)的重點(diǎn)。再通過氨的揮發(fā)性、刺激性氣味等性質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生討論氨水作為化肥的缺點(diǎn)，在此根底上引入固態(tài)銨鹽和氮肥知識(shí)的教學(xué)。在學(xué)習(xí)銨鹽知識(shí)的根底上，師生共同討論科學(xué)使用化肥的方法和意義。四、教學(xué)過程[復(fù)習(xí)引入]回憶“雷雨發(fā)莊稼〞的有關(guān)化學(xué)方程式。[圖片]人類的三類根本固氮方式〔ppt2〕。[討論]三種固氮方式的優(yōu)缺點(diǎn)。強(qiáng)調(diào)人工固氮的重要意義，引出本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)。[化學(xué)史話]氮是農(nóng)作物生長(zhǎng)的必須元素，大氣中游離的氮不能被植物直接吸收，通過生物固氮和自然固氮獲得的氮元素遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足植物生長(zhǎng)的需要。為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，科學(xué)家們苦苦探索了幾百年。20世紀(jì)初，德國(guó)化學(xué)家哈伯首次用氫氣和氮?dú)夂铣闪税保於舜笠?guī)模工業(yè)合成化肥的根底。從此，人類能為植物的生長(zhǎng)提供足夠的氮肥，緩解了地球上有限的耕地資源與龐大的糧食需求之間的矛盾，他也因此獲得了1918年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。[知識(shí)鏈接]1.合成氨反響條件苛刻的原因；2.哈伯的功與過。高溫高壓催化劑[板書]一、工業(yè)合成氨〔ppt4高溫高壓催化劑N2+3H22NH3[過渡]氨的成功合成在一定程度上解決了人類的吃飯問題。要讓這種重要的氣體氮化合物更好地人類效勞，我們必須研究它的性質(zhì)。[板書]二、氨氣1.氨的物理性質(zhì)〔ppt5〕[展示]展示一瓶NH3，觀察其顏色、狀態(tài)、并聞其氣味〔注意聞氣味的方法〕。[小結(jié)]氨是無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化，氨液化的同時(shí)放出大量的熱；液態(tài)氨汽化時(shí)要吸收周圍的熱量，使周圍的空氣迅速變冷〔常用作致冷劑〕。極易溶于水〔體積比1：700〕。[實(shí)驗(yàn)探究1]噴泉實(shí)驗(yàn)。[觀察與思考]觀察實(shí)驗(yàn)、描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象你能得出什么結(jié)論現(xiàn)象：將膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶，翻開止水夾，燒杯中的水沿著導(dǎo)管噴入燒瓶，變成紅色噴泉。結(jié)論：氨氣極易溶于水，氨氣的水溶液顯堿性。[討論]上述產(chǎn)生噴泉的原理是什么[小結(jié)]膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶，大量氨氣溶于水使燒杯中氣壓急劇降低，水被吸入燒瓶形成噴泉。〔ppt7〕[實(shí)驗(yàn)探究2]氨水的不穩(wěn)定性現(xiàn)象：濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變成藍(lán)色。結(jié)論：氨水易揮發(fā)，氨氣的水溶液具有堿性。[板書]2.氨的化學(xué)性質(zhì)[小結(jié)]〔1〕氨氣與水的反響NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-[討論]氨水中存在哪些微粒并與液氨進(jìn)行比較?！瞤pt10〕液氨氨水物質(zhì)種類粒子種類[實(shí)驗(yàn)探究3]NH3與HCl的反響現(xiàn)象：燒杯中出現(xiàn)白煙。解釋：濃氨水、濃鹽酸具有揮發(fā)性，NH3與HCl結(jié)合，有固體NH4Cl生成。〔2〕氨氣與酸的反響〔ppt11～12〕NH3+HCl=NH4Cl〔白煙〕[思考]將實(shí)驗(yàn)3中濃鹽酸換成濃硝酸或濃硫酸現(xiàn)象是否相同為什么NH3+HNO3=NH4NO3〔白煙〕2NH3+H2SO4=〔NH4〕2SO4[答復(fù)]氨水中的NH3·H2O不穩(wěn)定，容易分解生成氨氣，而揮發(fā)掉促進(jìn)植物生長(zhǎng)的有效成分，降低了肥效。同時(shí)，會(huì)發(fā)出來的氨氣具有刺激性氣味，給使用帶來很大的不方便。[追問]從前面的探究活動(dòng)中，我們來思考一下，有沒有什么方法可以解決這個(gè)問題[答復(fù)]可以將氨氣與酸反響轉(zhuǎn)化成固態(tài)銨鹽加以使用。[過渡]答復(fù)得很好！銨鹽就是目前我們使用最多的固態(tài)氮肥的主要成分，對(duì)銨鹽的性質(zhì)的了解，是科學(xué)使用化肥的根底。[板書]三、銨鹽的性質(zhì)〔ppt14～17〕1.受熱分解[實(shí)驗(yàn)探究4]①進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，②描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，③寫出化學(xué)方程式?，F(xiàn)象：加熱，試管中產(chǎn)生白煙，試管口重新生成白色固體。NH4Cl=NH3↑+HCl↑NH3+HCl=NH4Cl[拓展視野]由上述反響式可以看出,NH4Cl、NH4HCO3受熱都能分解，都有NH3產(chǎn)生,但不是所有的銨鹽受熱分解都能產(chǎn)生NH3。例如NH4NO3的分解:2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O[板書]2.與堿共熱放出氨氣[實(shí)驗(yàn)探究5]①進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，②描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，③寫出化學(xué)方程式?，F(xiàn)象：產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3↑[思考與交流]根據(jù)上述性質(zhì)，分析討論此性質(zhì)有何應(yīng)用〔1〕銨根離子的檢驗(yàn)；〔2〕氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法；〔3〕防止銨態(tài)氮肥與堿性肥料混合施用。[板書]3.氮肥簡(jiǎn)介〔ppt18〕〔1〕銨態(tài)氮肥：NH4Cl〔氯銨〕、NH4HCO3〔碳銨〕、(NH4)2SO4〔硫銨〕、NH4NO3〔硝銨〕。〔2〕其他氮肥：硝態(tài)氮肥。如：KNO3。有機(jī)態(tài)氮肥。如：CO(NH2)2。[問題思考]〔ppt19～20〕1.檢驗(yàn)氨氣是否充滿試管的方法是，觀察到的現(xiàn)象是。2.能否用濃硫酸枯燥氨氣3.〔見ppt20〕答案：1.用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放到管口試紙變藍(lán)2.不能因?yàn)榘睔饽芘c硫酸反響3.A、B、D[作業(yè)]教材第102頁：練習(xí)與實(shí)踐第1〔2〕、2〔3〕題第2單元課時(shí)3硝酸的性質(zhì)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解硝酸的物理性質(zhì)和重要用途；2.掌握硝酸的化學(xué)性質(zhì)——不穩(wěn)定性和強(qiáng)氧化性；3.知道工業(yè)上氨氧化法制硝酸的反響原理；4.通過觀察濃、稀硝酸與銅反響的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)觀察能力、分析和比較能力；5.介紹波爾巧藏諾貝爾金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌墓适?，?duì)學(xué)生進(jìn)行愛國(guó)主義教育。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)硝酸的特性——不穩(wěn)定性和氧化性；氨氧化法制硝酸的反響原理。三、設(shè)計(jì)思路四、教學(xué)過程[引入]試分析以下轉(zhuǎn)變關(guān)系中氮元素的化合價(jià)變化。NH3→NO→NO2→HNO3[過渡]氮元素處于最高價(jià)態(tài)的硝酸是硝酸型酸雨的有害成分之一，但它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的用途也是非常廣泛的。[板書介紹]一、硝酸的用途：制氮肥、塑料、炸藥、硝酸鹽等。〔ppt3〕[過渡]為了更加科學(xué)合理地利用硝酸，我們需要進(jìn)一步認(rèn)識(shí)它的有關(guān)性質(zhì)。認(rèn)識(shí)一種物質(zhì)，人們通常從外表入手，不斷深入其內(nèi)部的本質(zhì)。那我們就先來認(rèn)識(shí)一下硝酸的“表層〞性質(zhì)。[觀察與思考]翻開一瓶濃硝酸的瓶蓋，聞其氣味，觀察其揮發(fā)現(xiàn)象。[板書小結(jié)]二、硝酸的物理性質(zhì)。〔ppt4〕硝酸是無色、有刺激氣味的液體，易溶于水，低沸點(diǎn)〔83℃〕，易揮發(fā)。常用硝酸密度為1.503g/cm3，濃度為69%，15.6mol/L。[過渡]在學(xué)習(xí)了“表層〞性質(zhì)的根底上，下面我們來深入研究硝酸的“深層〞性質(zhì)。[板書]三、硝酸化學(xué)性質(zhì)〔ppt5～12〕1.硝酸具有酸的通性：一元強(qiáng)酸HNO3=H++NO3-[討論]①久置濃硝酸為什么呈黃色加熱或光照[答復(fù)]久置硝酸分解產(chǎn)生的NO2加熱或光照[板書]2.硝酸的不穩(wěn)定性：4HNO3=O2↑+2H2O+4NO2↑[討論]②硝酸應(yīng)如何保存硝酸保存在避光、低溫處。[過渡]硝酸中的氮元素化合價(jià)處于最高價(jià)態(tài)，我們可以由此推測(cè)它只具有氧化性，事實(shí)是否如此呢下面大家通過實(shí)驗(yàn)來探究一下。[板書]〔1〕硝酸與金屬的反響[實(shí)驗(yàn)探究]實(shí)驗(yàn)濃、稀硝酸與銅的反響。[實(shí)驗(yàn)方案]①是否能觀察到明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象②是否有氣體生成，如果有，氣體是什么顏色。使生成的氣體接觸空氣，氣體顏色是否發(fā)生變化。③溶液顏色有什么變化。[實(shí)驗(yàn)探究1]①濃硝酸與銅反響現(xiàn)象：銅片溶解,常溫下反響劇烈；有紅棕色的氣體產(chǎn)生；溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色。反響的化學(xué)方程式：Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O〔注：方程式由學(xué)生根據(jù)反響現(xiàn)象推測(cè)歸納后寫出〕[實(shí)驗(yàn)探究2]②稀硝酸與銅反響現(xiàn)象：反響緩慢，銅片溶解；有無色的氣體產(chǎn)生，氣體接觸空氣時(shí)立即變成紅棕色；溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色。反響的化學(xué)方程式：3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O〔注：方程式由學(xué)生根據(jù)反響現(xiàn)象推測(cè)歸納后寫出〕反響的離子方程式：3Cu＋8H+＋2NO3—＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O〔注：離子方程式由學(xué)生當(dāng)作課堂練習(xí)自行寫出〕[拓展視野]常溫下，濃硝酸使鐵、鋁發(fā)生“鈍化〞。Fe＋HNO3(濃)→生成致密的氧化膜〔鈍化〕Al＋HNO3(濃)→生成致密的氧化膜〔鈍化〕[追問]為什么可以用鋁槽車裝運(yùn)濃硝酸[答復(fù)]鈍化使金屬的化學(xué)活動(dòng)性大大降低，耐腐蝕性大大增強(qiáng)。因此在常溫下可以用鋁槽車裝運(yùn)濃硝酸。[板書]〔2〕濃硝酸能與某些非金屬反響。C+4HNO3(濃)=CO2↑+4NO2↑+2H2O[ppt演示]氧化復(fù)原反響方程式的配平過程。〔ppt10〕[閱讀]教材101頁，學(xué)習(xí)氧化復(fù)原反響方程式的配平，分析原理，歸納步驟。[歸納][板書]硝酸具有強(qiáng)氧化性?！沧ⅲ航處熢趯W(xué)生歸納下面三條性質(zhì)之后進(jìn)行板書〕〔1〕能與大多數(shù)金屬反響，但一般不生成氫氣。金屬與濃硝酸反響一般生成NO2,與稀HNO3反響一般生成NO?！?