高中化学(大纲版)第二册第一章氮族元素第一节氮和磷(第一课时)

第一章氮族元素第一节氮和磷从容说课氮族元素是高中阶段介绍的最后一族主族元素。在此之前，学生既学习了元素周期律和原子结构知识，又将其运用于学习氧族元素、碳族元素等元素化合物知识中，因此可以说，学生对于运用理论指导元素化合物知识学习的方法已经有所了解。教材的引言以“思考”的形式让学生比较卤族元素、氧族元素和氮族元素的非金属性强弱，这样既复习了元素周期律的知识，也为同学们掌握氮族元素知识奠定了基础。本节从学生熟悉的化肥入手，介绍氮和磷的单质。大纲中对氮气的化学性质要求为“掌握”，是本节教学的重点。教材以氮分子具有牢固的N≡N键因而结构稳定入手，说明氧气的化学性不活泼，从而说明结构决定性质；接着又联系化学键的知识，从分子获得足够的能量能使化学键断裂的角度，说明氮气在一定条件下还能与某些非金属反应，从而使学生认识氮气应有的化学性质。虽然这样，但对具体物质的性质还应从结构入手，把结构和性质联系起来。至于磷，在大纳中的要求为B层次，即要求了解。教材在初中介绍过的磷与氧气反应的基础上，又介绍了磷与氧气的反应。另外为了巩固和复习同素异形体的概念，教材着重介绍了磷的同素异形体白磷和红磷的性质差异，以及白磷和红磷的转化。教学中可设计一些相关问题，引导学生阅读本部分内容，并注意归纳，不仅要找出相似点，关键要找出不同点。这样学生就在掌握同族元素相似性的同时也掌握了物质的特性和个性。本节教材联系实际，结合目前汽车污染问题，简单介绍了光化学烟雾，旨在增强学生的环境保护意识。当然教学中不应忽视教材中配置的图画和照片的作用。●教学目标1.使学生了解氮族元素性质的相似性和递变规律。2.使学生掌握氮气的化学性质，充分认识结构和性质的关系。3.使学生了解磷的性质。4.培养学生运用元素周期律知识解决问题的能力。●教学重点1.氮族元素性质的相似性和递变规律2.氮气的化学性质●教学难点氮的分子结构与氮气化学性质的关系●课时安排二课时●教学方法1.通过元素周期律知识的复习，引导学生分析、讨论、总结氮族元素性质的相似性和递变规律。2.通过分析氮气的分子结构，启发学生认识氮气的化学性质。3.通过实验探究，认识白磷和红磷的关系及性质差异。●教具准备充满NO2的试管、大烧杯、橡胶手套、石蕊试液、铁架台、长硬质玻璃管、酒精灯、白磷、红磷、火柴、投影仪、胶片、放像机、电视机。●教学过程第一课时[引言]我们在高一学习了卤族、氧族、碳族三族主族元素．请同学们把这三族元素的元素符号填写在周期表相应的位置上。[投影显示]空白的周期表轮廓图。[学生活动]一个学生把答案写在胶片上．由其他学生评价并改正其错误之处。[过渡]位于第Ⅳ主族和第Ⅵ主族之间的第V主族元素，称为氮族元素。我们这节课就来学习氮族元素的性质。[板书]第一章氮族元素[师]那么氮族元素包括哪几种元素?元素符号怎么写呢?请同学们看书后，合上课本默写一遍。(请一位学生默写在胶片上周期表的相应位置)[师]从氮族元素在周期表中的位置来看。这一族元素在原子结构上有什么相同和不同之处?[生]相同之处是最外层都应该有5个电子；不同之处是电子层数不同。[师]结构决定性质，氮族元素在性质上有什么相似性和递变规律?请同学们结合元素周期律的知识，分组讨论以下问题，并把讨论结果写在纸上。(一个组把讨论结果写在胶片上)[投影显示]1．由氮到铋，得电子能力(非金属性)和失电子能力(金属性)如何变化？2．最高价氧化物的通式如何表示?最高价氧化物水化物的通式如何表示?其酸碱性有何变化规律?3．氮族元素中几种非金属的气态氢化物通式如何表示?其稳定性有何变化规律？4．磷元素与同周期的相邻元素相比．其非金属性、最高价氧化物水化物的酸性以及气态氢化物的稳定性强弱如何?[学生活动]分组讨论并总结讨论结果。[教师活动]投影显示学生的讨论结果，并组织学生分析评价其正误．最后得出正确结论。结论：1．由氮到铋。非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。2．最高价氧化物表示为R205．其水化物的通式表示为HR03或H3RO4，由上到下酸性逐渐减弱．碱性逐渐增强。3．气态氢化物通式为RH3，由上到下稳定性逐渐减弱。4．与同周期相邻元素相比，磷的非金属性比硅强．比硫弱；最高价氧化物水化物的酸性，H2SiO3H3PO4H2SO4；气态氢化物稳定性，SiH4PH3H2S.[过渡]氮族元素原子结构的相似性决定了元素性质的相似性．但由这些元素形成的单质的性质却有很大差异。尤其是氮和磷。下面我们就来学习氮和磷的性质。[板书]第一节氮和磷[师]我们知道，氮气占空气的体积分数为78％．我们每时每刻都在氮气的包围之中。请根据你的观察，并结合课本，总结出氮气有哪些物理性质。[板书]一、氮气1．氮气的物理性质[生]无色，无味，难溶于水，比空气略轻，熔、沸点低。[师]在呼吸时，我们吸人体内的空气中的氮气会全部呼出，氮气对维持人的生命活动似乎没有什么用处。那么氮气在人们的生活中到底有没有用呢?下面我们来看录像。[放录像]小专辑《氮气的用途》[师]从录像中我们可以看出，氮气的用处很大。那么，氮气用于填充灯炮、用于粮食水果保鲜、用作焊接金属的保护气，这些用途说明氮气的化学性质有何特点?[生]氮气的化学性质不活泼。[师]对。虽然氮元素是较活泼的非金属元素，但由氮原子构成的氮分子性质却很不活泼。这是因为两个氮原子是通过三对共用电子对结合成分子的。[板书]2．氮气的分子结构电子式：N┇┇N：结构式N≡N[师]化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。氮气分子中N≡N很牢固，断裂它需要很大的能量，因此,通常情况下，N2的化学性质很稳定。但是当外界提供的能量足以使N≡N断裂时，N2仍能发生化学反应。如在高温、高压、催化剂或放电等条件下，就可以和H2、O2等物质发生化学反应。下面我们来学习氮气的化学性质。[板书]3．氮气的化学性质(1)N2和H2的反应[讲述]N2和H2的反应不仅条件苛刻，而且在生成氨气的同时，氨气又可分解为氮气和氢气，是个可逆反应。工业上就利用此反应来合成氨气。［板书］N2+3H22NH3[过渡]通常情况下N2与O2不能反应．但在放电条件下，氮气可以和氧气反应生成NO。[板书](2)N2和O2的反应放电N2+02======2NO[讲述]NO是一种无色气体，它很容易与空气中的氧气反应，生成红棕色的NO2。[板书]2NO+02=====2NO2[展示]装有NO2的试管。[师]下面我们来做一个实验。请同学们注意观察现象。[演示](戴上乳胶手套)步骤：1．把盛有NO2的试管倒立于水中(水面上升，试管上部气体无色)。2．拇指堵住试管口取出试管，试管口向上，移开拇指(无色气体又变红棕色)。3．向试管内的溶液中滴加紫色石蕊试液(变红色)。[师]从看到的现象可以得出什么结论?[学生讨论后回答]①NO2可与水反应并生成NO②NO不溶于水③NO2与水反应生成酸[师]很正确，请同学们写出N02与水反应的化学方程式。(指定学生板书，其他学生在本上写)[学生板书]3NO2+H2O====2HN03+NO[师]老百姓有句谚语------“雷雨发庄家”，谁能解释其中的道理？高温、高压催化剂高温、高压催化剂[生]空气中的氮气和氧气在放电条件下，生成NO，NO又被空气中的氧气氧化成NO2，NO2与H2O反应生成HNO3，HNO3与土壤中的矿物质作用，生成可被植物吸收的硝酸盐。[师]对。可见下雨天氮的氧化物对人类是有益的，而平时空气中有氮的氧化物存在，其弊远大于利。NO像CO一样能与血红蛋白结合而使人中毒，而且NO与血红蛋白的亲和力比CO大数百倍，毒性更强，而且氮的氧化物还会引起光化学烟雾。下面我们来看录像。[放录像]小专辑《光化学烟雾》[师]空气中氮的氧化物主要来自汽车尾气和硝酸厂的废气。请问汽车尾气中的NO是如何产生的。[学生讨论后回答]汽车发动机点火时产生电火花，使进入发动机的氮气和氧气反应生成NO。[师]那么有没有什么办法控制汽车尾气中毒气的排放呢?请同学们课后讨论这个问题，也可以查资料，看科学家已经在这方面采取了哪些措施，我们是否可以想到更好的办法？[布置作业]教材第八页一、1、3、4、7、8二、1、2、3、4、6板书设计第一章氮族元素第一节氮和磷一、氮气1．氮气的物理性质2．氮气的分子结构电子式：N┆┆N：结构式N≡N3．氮气的化学性质(1)N2和H2的反应N2+3H22NH3(2)N2和O2的反应N2+O2=====2NO2NO+O2====2NO23NO2+H2O====2HNO3+NO教学说明氮族元素是学生学习了物质结构和元素周期律知识之后学习的一族非金属元素，因此在教学中使学生自己归纳总结氮族元素性质的相似性和递变规律，既可复习巩固高一所学知识，又可提高学生应用元素周期律知识解决实际问题的能力。在学习氮气的性质时，运用现代化教学手段，并结合生产，生活实际问题的讨论。使学生在轻松掌握氮气化学性质的同时，更充分地感受化学与生活的密切联系，起到激发学生学习兴趣的作用。参考练习1．下列关于氮族元素的叙述错误的是A．铋的价电子数大于4，但属于金属B．随原子序数的递增，原子半径逐渐增大C．单质的熔、沸点随原子序数递增而逐渐升高D．氮族元素的非金属性要比同周期氧族元素弱答案：C2．氮的氧化物NOx，能破坏大气臭氧层，其反应过程可简单表示为:O3+NO=====NO2+O2，NO2+[O]=====NO+O2，这两个反应反复循环，则下列说法正确的是……………()放电A．NOx在破坏臭氧层中起催化作用B．NOx在破坏臭氧层中起还原剂的作用NOxC．破坏臭氧层的过程可用化学方程式表示为O3+[O]=====2O2NOxD．破坏臭氧层的过程可用化学方程式表示为O2+[O]=====O3答案：AC3．将一定量的N02充人量筒中，并将量筒倒置于水槽中，待量筒中液面不再上升时，向量筒中缓缓通入氧气，当耗氧气42mL时，量筒中液面与未通氧气之前等高，则NO2的体积为()A．100mLB．72mLC.48mLD.24mL答案：B4．氮是蛋白质的基本组成元素之一，所有生物体都含有蛋白质，氮循环涉及到生物圈的全部领域。以下关于氮在生物体中吸收途径正确的是()①氮气在大气中高达78％，可被生物体直接利用②通过高能固氮可将空气中游离的氮转化为硝酸盐和氨，而被植物吸收③所有植物都具有生物固氮作用，其根部的根瘤菌可使氮气转化成硝酸盐，而被植物吸收④动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白⑤动植物死亡后,遗骸中的蛋白质被微生物分解成NH4、NO3、NH3，又回到土壤中和水体中,被植物再次吸收A．①⑤B．②⑤C．④⑤D．②④答案：C