氮循环教案.docVIP

高一化学自然界中的元素 氮的循环 一. 教学内容： 第3章 第2节 氮的循环 二. 教学目的 1. 能简要说明氮循环的基本过程，知道固氮的本质以及生物固氮和人工固氮这两种固氮形式。 2. 了解氮循环过程中的重要物质以及人类活动对氮循环和环境的影响（知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题） 3. 能列举含氮元素的单质及其化合物了解氮气、氨气、铵盐及硝酸的主要物理性质和化学性质，知道NH的检验方法和氨气的实验室制法，能书写相关反应的化学方程式。 三. 教学重点、难点 氮气、氨、铵盐和硝酸的性质 四. 知识分析 空气中的主要物质？植物生长需要的主要元素？ （一）氮在自然界中的循环和存在形式 1. 氮元素在自然界中的存在形式 自然界中氮元素存在的形式一种是游离态，如N2，一种是化合态，如铵盐、硝酸盐、氨、蛋白质等。 2. 氮在自然界中的循环 （1）氮在自然界中的循环的基本过程 自然界里，空气的氮气转化为植物可以直接吸收含氮化合物的两种主要形式，豆科植物的根瘤菌把N2转化为硝酸盐；闪电使少量N2与O2化合生成NO，随之变为硝酸随降水进入土壤和水体。植物的根从土壤中吸收铵盐、硝酸盐，经过复杂的生物转化，形成了各种氨基酸，氨基酸最后变成蛋白质。动物以植物为食而获得植物蛋白，并将其转化为动物蛋白，动物遗体中的蛋白质被微生物分子分解成铵离子、硝酸根和氨，又回到了土壤和水体中，被植物再次吸收利用。 （2）氮循环的重要意义 由于存在着氮元素的循环，其他生命元素的循环，以及水的循环，地球的生命才生生不息，生机勃勃。 （二）氮循环的重要物质及其变化 1. 氮气 （1）物理性质 无色无味的难溶于水的气体；密度比空气小，在空气中约占总体积的78%，占其它质量的75%。 （2）分子结构 两个氮原子之间的强烈作用，要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。常温下，N2的化学性质很不活泼，但在高温、放电、点燃等条件下能与O2、Mg、H2等反应。 （3）化学性质 ①与O2反应：N2+O2＝2NO ②与H2反应：N2+3H2＝2NH3 ③与Mg的反应：N2+3Mg＝Mg3N2 温馨提示： ●由于N2的化学性质不活泼，所以N2与其它物质的反应，需特别注意标明条件。 ●N2和O2反应后，“最初产物”是NO，而不是NO2。 ●一般情况下，N2不能燃烧，也不助燃，但Mg条却可以在N2中燃烧。 （4）用途：a.保护气b.液氮作深度冷冻剂c.合成氨等 思考：相同质量的镁条分别在O2、N2和空气中充分燃烧，所得固体产物的质量m1，m2，m3由大到小的顺序是 （解答：m1m3m2 ） 重要补充：①氮的固定 概念：使空气中游离的氮转变为含氮化合物的方法。 分类：自然固氮和人工固氮 ②可逆反应 概念：在相同条件下，能同时正反两个方向进行的反应，为可逆反应，化学方程式中用“”代替“＝”。 特点：相同条件下，相反方向的两个化学反应；与化学反应有关的各种物质共存，如N2+3H2 2NH3反应体系中就存在N2、H2、NH3分子。 2、氮的氧化物—NO、NO2的重要性质 （1）物理性质 NO：无色无味难溶于水的气体 有毒 NO2：红棕色有刺激性气味的气体 有毒 （2）化学性质 2NO+O2＝2NO2 6NO+4NH3＝5N2+6H2O 3NO2+H2O＝2HNO3 ＋NO 6NO2+8NH3＝7N2+12H2O （3）计算中用到的两个重要化学方程式 4NO+3O2+2H2O＝4HNO3 ；4NO2+O2+2H2O＝4HNO3 思考：① NO有毒，为什么在1992年被世界著名学术期刊《科学》（Seience，美国）评为明星分子？ ②NO2为什么能使多种织物退色，损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用？ ③实验室如何收集NO、NO2？为什么？ 解答：①NO作为一种神经系统的信使分子，在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有着及其重要的作用。 ② NO2溶于水生成了硝酸，使织物退色、腐蚀材料。 ③ 收集NO用排水法，收集NO2用向上排空气法；前者易与氧气反应，后者易与水反应 3、氮的氢化物——NH3 （1）分子结构 立体结构（三角锥形） （2）物理性质 无色、有刺激性气味的气体，标况下密度为0.771g·L－1，比空气轻，极易溶于水（1:700），且快速溶解，易液化得液氨，液氨气化时要吸收大量的热，使物质的温度急剧下降，所以液氨常用作制冷剂。 关于喷泉实验： ①氨气能形成喷泉的本质原因是氨极易溶于水。 ②用教材中的装置进行喷泉实验，引发水上喷的操作是挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。该实验的原理是，少量水进入烧瓶时，氨迅速溶解，瓶内压强迅速降低，水在外界大气压作用下，压入烧瓶。如果把胶头滴管去