5.2.1+氮气与氮的固定+一氧化氮和二氧化氮++教学设计++2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.docxVIP

教案

课程名

第二节氮及其化合物

第1课时氮气与氮的固定一氧化氮和二氧化氮

授课类型

教材

必修第二册（人教版2019）

教学目标及教学重点、难点

教学目标：1.通过分析氮的原子结构，推断含氮物质化学性质及其特性，理解结构与性质的关系。

2.氮气与氮的固定。

3.通过实验探究，了解NO与O2反应、NO2与水反应等性质，感受化学变化的奇妙。

4.了解氮氧化物对环境的危害，增强环保意识，培养社会责任感。

教学重点：氮气的化学性质、氮的固定、一氧化氮、二氧化氮的化学性质。

教学难点：氮气的氧化性与还原性、含氮化合物的转化。

核心素养

1.宏观辨识与微观探析：能从物质类别和元素价态的视角研究氮元素及其化合物的性质，形成“结构决定性质”的观念。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

2.变化观念：能认识物质是运动和变化的，知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；能多角度、动态地分析化学变化，运用化学反应原理解决简单的实际问题。

3.证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系，建立认知模型，并能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。

教学过程

教学环节

教学活动

导入

新课

【引入】氮元素位于元素周期表的第二周期、第VA族。氯原子的最外电子层有5个电子，既不容易得到3个电子，也不容易失去5个电子。因此，氮原子一股通过共用电子对与其他原子相互结合构成物质。在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氨元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和饺盐中。氮是自然界各种生物体生命活动不可缺少的重要元素,自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供复元素的呢?。

讲授

新课

同学们有没有想过这样一个问题，为什么大气中这么多的氮气，动植物不能像利用空气中的氧气通过呼吸作用直接利用氮气呢?带着这个问题我们一起来学习今天的第一个内容:氮气。要想解释这个问题，要从氮气的性质入手。

【板书】一、氮气与氮的固定

【PPT展示】1.氮气

(1)氮气的物理性质

颜色：无色

状态：气体

气味：无味

密度：密度与空气接近

溶解性：难溶于水

【过渡]在初中化学的学习中，我们知道氮气约占空气体积的4/5，化学性质很稳定，通常情况下难以与其他物质发生化学反应。但在一定条件下可以与一些金属和非金属发生反应。

【PPT展示】

稳定(2)氮气的化学性质

稳定

放电或高温氮气的化学性质_____，通常很难与其他物质发生化学反应。

放电或高温

①还原性：N2+O2=====2NO

②氧化性：

a.N2与H2反应生成NH3，化学方程式为

催化剂

催化剂

高温、高压

N2+3H22NH3

b.在点燃条件下与Mg反应，方程式为

N

N2+3Mg=====Mg2N3

点燃

(3)氮气的用途

1.电灯泡、食品包装——保护气

2.稀有的书卷保存——延缓代谢

3.降温手术刀——冷刀做手术

【学生】阅读教材，思考什么是氮的固定？氮的固定有哪些方法？

【学生1】氮的固定是指将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程。

【学生2】氮的固定分自然固氮和人工固氮两种。自然固氮是大自然通过闪电释放能量将氮气转化为含氮的化合物(高能固氮)，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化为氨(生物固氮)。通过人工方法将游离态氮转化为化合态氮的过程叫人工固氮，如工业

合成氨等。

【学生3】氮的固定必须为将游离态的N2转化为化合态含氮物质的过程，为氧化还原反应。

【教师】评价、肯定学生的回答。

【PPT展示】游离态含氮化合物2.氮的固定

游离态

含氮化合物

(1)含义:将大气中_______的氮转化为___________的过程叫做氮的固定

(2)分类:

自然固氮：

大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，从而实现自然固氮。

放电或高温

放电或高温

自然固氮：高能固氮N2+O2=====2NO

生物固氮（豆科植物的根瘤菌固氮）

催化剂

催化剂

高温、高压

N2+3H22NH3

人工固氮：合成氨

仿生固氮。

【知识拓展】合成氨

由于氮气的化学性质很不活淡，以氮气和氨气为原群合成氨的工业化生产营是一个较难的课题。1909年，德国化学家哈伯(FHaber，1868一1934)经过反复实验研究后发现，在500-600C17.5MP20.0MPa和铁为催化