第2单元+生产生活中的含氮化合物

第2单元生产生活中的含氮化合物第2单元课时1氮氧化物的产生及转化一、学习目标1.掌握N2、NO和NO2的重要性质；2.了解氮氧化物的用途及对大气的污染，知道硝酸型酸雨形成的过程和防治方法。3.从“雷雨发庄稼”原理中学会推理的科学方法。4.通过比较NO和NO2的性质学会类比的科学方法。5.提高环保意识，培养爱护环境的态度，形成与大自然友好相处的情感。二、教学重点及难点教学重点：N2、NO、NO2的化学性质及对环境的影响。教学难点：NO2与H2O的反应。三、设计思路在单元内容学习之前，利用多种方式向学生展现氮元素对于人类生产生活的重要性，激发他们学习本单元知识的浓厚兴趣。本课时教学内容由自然界常见的闪电过程所引发的化学反应入手，用“一分为二”的观点组织教学内容。氮氧化物的产生和转化产物既可以促进植物生长，同时它也会引起硝酸型酸雨和光化学烟雾，而给人类带来一定的危害。为了趋利避害，引导学生在学习氮气、一氧化氮和二氧化氮性质的基础上，提出一些解决此类环境污染问题的主要办法，以提高他们的环保意识，形成与大自然友好相处的情感。教学中，用“魔鬼谷”的材料激发学生对“雷雨发庄稼”原理的探究，从而对本节知识内容作一小结。而“氮氧化物对环境的影响”应该建立在学生调查研究的基础上，通过师生之间的讨论和“汽车尾气处理”知识的拓展，学生可以形成一定的辩证思想和问题解决能力。四、教学过程[引入]氮是生命的基础，在我们的生产生活中无处不在，发挥着不可取代的作用。（ppt2～4）[提问]氮元素在自然界以什么形式存在？[回答]以游离态形式存在于空气中，以化合态形式存在于多种无机物及有机物中。[板书]一、氮气（ppt5～7）1.氮元素的存在[观察与思考]美丽的闪电除了给我们带来的视觉和听觉上的冲击，还带来了什么？[板书]2.氮元素的固定（1）与氧气反应：N2+O2=2NO[视频]氮气与氧气在通电情况下的反应。[过渡]游离态的氮气植物无法吸收，只有“固定”下来的化合态的氮元素经过一定形式的转化，才有可能被植物吸收利用。在这些转化的过程中，一氧化氮和二氧化氮就是两种重要的中间产物。[板书]二、一氧化氮和二氧化氮（ppt8～9）1.NO和NO2的物理性质：[展示]展示一瓶NO和一瓶NO2，描述其物理性质[小结]NO：无色、无味、微溶于水的有毒气体。[辨证思维拓展材料]少量一氧化氮有利于人体健康。NO2：红棕色、有剌激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。[板书]2.NO和NO2的化学性质（1）NO不与水反应，在常温下易与O2化合生成NO2:2NO+O2=2NO2（2）NO2难被O2氧化，易与水反应生成HNO3和NO。3NO2+H2O=2HNO3+NO[材料分析]在新疆和青海交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻间电闪雷鸣，狂风大作，人畜往往遭雷击倒下。奇怪的是这里的牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。请同学们用简单的化学方程式来解释此地牧草茂盛的原因。“雷雨发庄稼”的科学道理：（ppt11）N2+O2=2NO2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO硝酸硝酸盐[拓展视野]氮的其它氧化物：（ppt12）N2O俗名笑气，是一种麻醉剂；N2O3是亚硝酸（HNO2）的酸酐；N2O4是无色气体；N2O5是硝酸的酸酐，是一种白色固体。放电放电[板书]3.氮氧化物的用途：制氮肥、硝酸等。人体中极少量NO会促进血管扩张，防止血管栓塞。[知识小结]氮气及其氧化物的化学性质（ppt13）[过渡]氮氧化物在被人类利用的同时，也给我们的生存环境带来了一定的伤害。我们应该怎样利用所学的知识来对这些环境污染问题进行防治呢？[板书]三、氮氧化物对环境的污染和防治（ppt14～16）[阅读和讨论]阅读教材第97页，试讨论大气中氮氧化物的来源、危害和防治方法。（ppt16）氮肥的生产[小结]来源金属的冶炼汽车等交通工具的使用形成硝酸型酸雨危害造成光化学烟雾破坏臭氧层。使用清洁能源防治汽车尾气转化化肥、硝酸废气处理其他措施。[问题解决]汽车尾气（含烃类、CO、NO和NO2等）是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管装上催化转化器，使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，请用相应的化学方程式来表示2CO+NO=2CO2+N24CO+2NO2=4CO2+N2[交流与讨论]制硝酸的过程中发生了下面的反应，理论上通过多次循环吸收，可使原料充分利用，并减少污染物的排放以保护环境。（PPT18-19）2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO试讨论NO2或NO与O2以何种物质的量比通入水中能恰好被水完全吸收？催化剂催化剂4NO2+O2+2H2O=4HNO34NO+3O2+2H2O=4HNO3[作业]1.教材第102页：练习与实践第2(2)题；2.调查研究：了解氮氧化物对环境的影响。第2课时课时2氮肥的生产和使用一、学习目标1.掌握氨及铵盐的性质和用途，了解液氨和氨水的区别；2.知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项，认识到科学使用化肥的意义；3.学习观察法、探究法、类比法等科学方法；4.知道氮肥的应用对社会生产的作用和对自然环境的影响；在实验探究活动中，享受发现的快乐。二、教学重点及难点教学重点：氨气和铵盐的性质；教学难点：“喷泉”实验的原理，氨水的弱碱性。三、设计思路氮肥是植物生长的重要基础，是解决人类吃饭问题的重要因素之一。通过对“雷雨发庄稼”（自然固氮）知识的复习和生物固氮方式缺点的讨论，从而将本节内容的重点引入人工固氮（合成氮）过程的教学中来。氮肥生产的基础是氨的合成，即可引入本节课教学重点——氨气性质的教学。其中，氨气与水和酸的反应是教学的重点。再通过氨的挥发性、刺激性气味等性质，引导学生讨论氨水作为化肥的缺点，在此基础上引入固态铵盐和氮肥知识的教学。在学习铵盐知识的基础上，师生共同讨论科学使用化肥的方法和意义。四、教学过程[复习引入]回忆“雷雨发庄稼”的有关化学方程式。[图片]人类已知的三类基本固氮方式（ppt2）。[讨论]三种固氮方式的优缺点。强调人工固氮的重要意义，引出本节内容的教学。[化学史话]氮是农作物生长的必须元素，大气中游离的氮不能被植物直接吸收，通过生物固氮和自然固氮获得的氮元素远远不能满足植物生长的需要。为了提高农作物的产量，科学家们苦苦探索了几百年。20世纪初，德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨，奠定了大规模工业合成化肥的基础。从此，人类能为植物的生长提供足够的氮肥，缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾，他也因此获得了1918年化学诺贝尔奖。[知识链接]1.合成氨反应条件苛刻的原因；2.哈伯的功与过。[板书]一、工业合成氨（ppt4）N2+3H22NH3[过渡]氨的成功合成在一定程度上解决了人类的吃饭问题。要让这种重要的气体氮化合物更好地人类服务，我们必须研究它的性质。[板书]二、氨气1.氨的物理性质（ppt5）[展示]展示一瓶NH3，观察其颜色、状态、并闻其气味（注意闻气味的方法）。[小结]氨是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，氨液化的同时放出大量的热；液态氨汽化时要吸收周围的热量，使周围的空气迅速变冷（常用作致冷剂）。极易溶于水（体积比1：700）。[实验探究1]喷泉实验。[观察与思考]观察实验、描述实验现象，分析实验现象你能得出什么结论？现象：将胶头滴管中的水挤入烧瓶，打开止水夹，烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶，变成红色喷泉。结论：氨气极易溶于水，氨气的水溶液显碱性。[讨论]上述产生喷泉的原理是什么？[小结]胶头滴管中的水挤入烧瓶，大量氨气溶于水使烧杯中气压急剧降低，水被吸入烧瓶形成喷泉。（ppt7）[实验探究2]氨水的不稳定性现象：湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。结论：氨水易挥发，氨气的水溶液具有碱性。[板书]2.氨的化学性质[小结]（1）氨气与水的反应NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-高温高压催化剂[讨论]氨水中存在哪些微粒？并与液氨进行比较。（ppt10）液氨氨水物质种类粒子种类[实验探究3]NH3与HCl的反应现象：烧杯中出现白烟。解释：浓氨水、浓盐酸具有挥发性，NH3与HCl结合，有固体NH4Cl生成。（2）氨气与酸的反应（ppt11～12）NH3+HCl=NH4Cl（白烟）[思考]将实验3中浓盐酸换成浓硝酸或浓硫酸现象是否相同？为什么？NH3+HNO3=NH4NO3（白烟）2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4[过渡提问]其实，氨水也可以作为化肥，但现在人们很少用它，大家知道其中的原因吗？（ppt13）[回答]氨水中的NH3·H2O不稳定，容易分解生成氨气，而挥发掉促进植物生长的有效成分，降低了肥效。同时，会发出来的氨气具有刺激性气味，给使用带来很大的不方便。[追问]从前面的探究活动中，我们来思考一下，有没有什么方法可以解决这个问题？[回答]可以将氨气与酸反应转化成固态铵盐加以使用。[过渡]回答得很好！铵盐就是目前我们使用最多的固态氮肥的主要成分，对铵盐的性质的了解，是科学使用化肥的基础。[板书]三、铵盐的性质（ppt14～17）1.受热分解[实验探究4]①进行实验，②描述实验现象，③写出化学方程式。现象：加热，试管中产生白烟，试管口重新生成白色固体。NH4Cl=NH3↑+HCl↑NH3+HCl=NH4ClNH4HCO3=NH3↑+H2O+CO2↑[拓展视野]由上述反应式可以看出,NH4Cl、NH4HCO3受热都能分解，都有NH3产生,但不是所有的铵盐受热分解都能产生NH3。例如NH4NO3的分解:2NH4NO3=2N2↑+O2↑+4H2O[板书]2.与碱共热放出氨气[实验探究5]①进行实验，②描述实验现象，③写出化学方程式。现象：产生有刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝。2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3↑[思考与交流]根据上述性质，分析讨论此性质有何应用？（1）铵根离子的检验；（2）氨气的实验室制法；（3）避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。[板书]3.氮肥简介（ppt18）（1）铵态氮肥：NH4Cl（氯铵）、NH4HCO3（碳铵）、(NH4)2SO4（硫铵）、NH4NO3（硝铵）。（2）其他氮肥：硝态氮肥。如：KNO3。有机态氮肥。如：CO(NH2)2。[问题思考]（ppt19～20）1.检验氨气是否充满试管的方法是，观察到的现象是。2.能否用浓硫酸干燥氨气？3.（见ppt20）答案：1.用湿润的红色石蕊试纸放到管口试纸变蓝2.不能因为氨气能与硫酸反应3.A、B、D[作业]教材第102页：练习与实践第1（2）、2（3）题