《氮的循环第二课时》教案3Word文件下载.docx

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第一课时

【联想·

质疑】

闪电是大家非常熟悉的自然现象。

你知道在雷电交加的时候，空气里的氮气和有关的含氮化合物发生了哪些化学反应？

产生了哪些物质？

这些化学反应和所产生的物质对人类的生产和生活有什么意义？

【板书】一、氮在自然界中的循环

【阅读】

阅读课本内容：

一、氮在自然界中的循环，分析氮在自然界中的循环示意图。

从动植物体，自然界中的雷雨放电、人类的活动三方面分析氮在自然界中的循环。

【设问】

氮的循环涉及到地球上生物圈的各个方面，那么氮循环中的重要物质有哪些并发生怎样的变化呢？

【板书】二、氮循环中的重要物质及其变化

1、氮气与氮的固定

【讲解】

所以在通常状况下，由于氮分子结构稳定，氮气的化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应。

但在一定条件下，也可以与氧气、氢气等反应。

【思考】“雷雨发庄稼”包含了什么化学原理？

【引导分析】

空气中氮气在高压电作用下与氧气发生化学反应生成NO，NO与氧气反应转化成NO2，NO2与雨水反应生成HNO3，生成的HNO3随雨浇入土壤，同土壤中的矿物质作用，形成被植物吸收的硝酸盐类，使土壤从空气中吸收养分，使庄稼受益。

有关方程式如下：

【板书】N2+O2

2NO；

2NO+O2＝2NO2；

3NO2+H2O＝2HNO3+NO

氮循环中的物质有多种氧化物，如N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4等（氧化物中氮元素的化合价为＋1、＋2、＋3、＋4、＋5）。

其中NO、NO2均为有毒毒气体，是大气污染物。

NO为无色不溶于水的气体，它与人体的血红蛋白结合的能力比CO还强；

另外，它在生物学方面有独特的作用。

NO分子作为一种传递神经信息的“信息分子”，在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有及其重要的作用。

1992年，NO分子被世界著名杂志Science评为明星分子。

NO2为红棕色易溶于水的气体。

在通风厨内打开盛NO的集气瓶，会观察到无色气体迅速变为红棕色。

【讨论】

1、植物只能利用化合态的氮，有哪些方式可使空气中的氮气转化为化合态的氮？

2、什么叫氮的固定？

有哪些方式？

【讲解】学生讨论后讲解。

氮的固定是指使空气中的游离态的氮转化为含氮化合物的方法。

氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。

自然固氮有：

高能固氮和生物固氮等。

人工固氮的方式有合成氨和仿生固氮。

NH4+、NO3-是自然界中活化氮氮的主要形态。

氮气是惰性的，只有通过自然固氮和人工固氮两种方式而活化。

【板书】N2+3H22NH3

【讲解】可逆反应是指在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应。

【思考】有人说，“氢气和氧气化合生成水，水可分解为氢气和氧气，所以反应：

H2+O2=2H2O为可逆反应”。

你认为这句话对吗？

【阅读】化学与技术：

氨的合成。

【例题】雷雨天气，雷鸣电闪是日常生活中司空见惯的现象。

假设某次雷电放出能量约为1.5×

107kJ。

在闪电过程中，空气中的氮气和氧气直接化合，已知1mol氧气和1mol氮气化合时要吸收180.74kJ的能量，闪电时有1/1000的能量用于这一反应。

回答：

（1）此次闪电所产生的NO的物质的量有多大？

（2）此次雷雨闪电的生成物相当于给土壤施了多少尿素化肥？

（3）雷雨中常会有微量的HNO3为农作物所利用，用化学方程式解释HNO3形成过程

。

【解析】

（1）依题意可知，闪电放出的能量为1.5×

107kJ，1molO2与1molN2化合生成2molNO并吸收180.74kJ能量，因此，此次闪电生成的NO物质的量：

＝166mol。

（2）由于2molNO能生成lmolCO（NH2）2（氮原子守恒），则尿素的总物质的量为166×

1/2mol，尿素的总质量m＝4.98kg。

此次雷雨闪电相当于给土壤施了4.98kg化肥。

（3）空气中氮气在高压电作用下与氧气发生化学反应生成NO，NO与氧气反应转化成NO2，NO2与雨水反应生成HNO3，生成的HNO3随雨浇入土壤，同土壤中的矿物质作用，形成被植物吸收的硝酸盐类，使土壤从空气中吸收养分，使庄稼受益。

[答案]

（1）166mol

（2）4.98kg

（3）N2+O2

【随堂练习】

1．下列说法不正确的是

A．氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在。

B．氮元素是构成生命的基本元素

C．大气、陆地和水体中的氮元素在不停的进行着氮的循环。

D．仿生固氮是一种自然固氮

2．生物固氮是指

A．植物从土壤中吸收含氮养料

B．豆科植物的根瘤菌将氮气转变为氮的化合物作为养料吸收

C．将氮转变为硝酸及其它氮的化合物

D．反硝化细菌将硝酸转变为氮气放出

3．下列变化中不属于氮的固定的是

A．工业上合成氨B．一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮

C．豆科作物的根瘤菌使空气中的氮转化为氨D．由氨制备碳酸氢铵和硫酸铵

4．关于NO的下列叙述不正确的是

A．NO不溶于水，是一种大气污染物B．NO是一种红棕色的有毒气体

C．NO结合血红蛋白的能力比CO还强D．NO与氧气反应生成NO2，体现其还原性

5．发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。

引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是

A．高温下氮气遇空气生成NO2B．CO2与NO反应生成CO和CO2

C．NO与空气生成NO2D．NO和H2O反应生成H2和NO2

6．现有等体积混合而成的四组气体：

①NO2+NO、②NO2+O2、③HCl+N2、④NO+N2，将其分别通入体积相同的试管并立即倒立在足量的水中，试管内水面上升的高度分别为H1、H2、H3和H4，其中高度关系是　

A.H2＞H3＞H1＞H4　　　　　　　　　　B.H3＞H2＞H1＞H4

C.H1＝H2＝H3＝H4　　　　　　　　　　D.H1＞H2＞H3＞H4

7．一氧化氮是大气污染物之一。

目前，有一种治理方法在400℃左右、有催化剂存在的情况下，用氨将一氧化氮还原为氮气和水。

该反应的化学方程式为，氧化剂为，还原剂为，氧化产物与还原产物的质量比为。

8．实验室合成氨装置如图所示，试回答：

装置甲的作用是：

①________，②________，从乙处导出的气体是_____，检验产物的简单化学方法是_________________。

9．一种气态氮的氧化物112mL（标准状况），质量为0.38g，其组成里含氧63.16%，其化学式是。

10．将一收集满15mLNO2气体的试管倒立于水槽中，可观察到哪些现象？

反应后剩余什么气体？

其体积为多少？

第二课时

【思考】

1、氨的喷泉实验说明了什么？

产生喷泉的条件是什么？

怎样才能保证喷泉实验的成功？

2、草木灰是很好的钾肥，但为什么不能与铵态氮肥混合使用呢？

【板书】2、氨与铵态氮肥

（1）氨

【观察思考】演示实验：

氨的喷泉实验。

【归纳】板书：

氨的物理性质。

氨是氮循环中的重要物质，是无色有刺激性气味的气体，比空气轻，在常温、常压下1体积水可溶解700体积的氨。

氨溶于水可用下列过程表示：

NH3+H2ONH3·

H2ONH4++OH-，

所得溶液称氨水，呈弱碱性性。

【思考】喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在内外压强差。

1、喷泉实验成功的关键是什么？

2、氨的喷泉实验说明了什么？

喷泉实验成功的关键是：

装置气密性好且干燥；

气体要收集满

氨的喷泉实验体现了氨具有下列性质：

氨极易溶与水，溶液呈碱性。

【讨论】氨气、液氨、氨水、一水合氨是不是一回事？

它们之间有哪些区别？

【板书】氨的化学性质：

与水反应。

用一玻璃棒蘸取浓氨水靠近另一根蘸有浓盐酸的玻璃棒，观察现象。

与酸反应：

氨与酸反应生成相应的铵盐。

用一玻璃棒蘸取浓氨水靠近另一根蘸有浓盐酸的玻璃棒，可观察到冒白烟，反应化学方程式为NH3+HCl=NH4Cl，利用此方法可检验氨气的存在。

NH3与盐酸、硫酸、硝酸反应的实质均可用离子方程式表示为NH3+H＋=NH4＋

【思考】根据氨中氮元素的化合价为-3，推断氨具有什么性？

【引导分析】氨中氮元素的化合价为-3，所以氨具有还原性。

氨的催化氧化反应：

，这是工业上制备硝酸的基础。

【板书】氨的用途。

【阅读】氨的用途由学生阅读后总结，指出氨是氮肥工业和硝酸工业的重要原料。

【板书】

（2）铵盐的性质

【讲述】氨是氮肥工业和硝酸工业的重要原料。

化学氮肥主要包括氨态氮肥、硝态氮肥和有机态氮肥——尿素[CO（NH2）2]

铵盐的性质

1、加热氯化铵固体的实验。

2、加热碳酸氢铵固体的实验。

3、氯化铵固体与氢氧化钠溶液反应的实验。

【归纳】铵盐都是晶体，都易溶于水。

铵盐的主要化学性质有：

受热容易分解。

如：

NH4ClNH3↑+HCl↑；

NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O通入石灰水中，变浑浊。

铵盐与碱共热都能生成氨气，如：

NH

＋OH－NH3↑＋H2O

利用该性质可检验NH

的存在。

因此铵态氮肥不能与碱性物质如草木灰等混合使用。

【思考】利用铵盐与碱共热都能生成氨气，实验室中如何制取氨气？

【板书】氨气的实验室制法：

（发生装置与氧气的相同）

【边讲边板书】实验室中可以用熟石灰和氯化铵固体共热制NH3。

反应的化学方程式：

2NH4Cl+Ca（OH）22NH3↑+CaCl2+2H2O

用向下排空气法收集NH3，用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口，观察到试纸变蓝色，证明氨气已收集满，用碱石灰来干燥NH3。

【思考】干燥氨气为什么不用浓硫酸？

【阅读】资料在线：

尿素和复合化肥。

【例题】一种盐X和NaOH溶液反应，生成一种有刺激性气味的气体Y，将Y经一系列氧化，再溶于水可得一种酸Z，再将Y和Z反应又可生成X，则盐X是（）。

A.NH4NO3B.NH4ClC.（NH4）2SO4D.（NH4）3PO4

【解析】由以下转化关系：

NH4NO3NH3NONO2HNO3NH4NO3

（X）（Y）（Z）（X）

可知X是NH4NO3

【答案】A

1.有关氨的性质叙述中正确的是

A.氨具有还原性B.氨极易溶于水，氨水显碱性

C.氨气和酸相遇都能产生白烟D.在反应NH3+H+＝NH4+中，氨失去电子被氧化

2.氨水中存在的粒子有

①NH3　②NH3·

H2O　③H2O　④OH-　⑤NH