《氮的循环教学设计》二中 红年一．教材分析氮和氮的化合物知识是高中阶段非常重要的元素化合物知识。
这部分容以氮的循环为主线，涉及氮的固定、氮肥，以及人类活动对氮循环和环境的影响等，容在编写上突出“从自然到化学，从化学到社会”“从自然界到实验室，从实验室到社会生活”的思路，并与氧化还原反应的容联系非常紧密，学好这部分容可以加强学生对氧化还原知识的认识和理解；本节涉及的化学反应较多，其中绝大部分属于氧化还原反应，通过对以上容的学习，使学生掌握氧化还原反应方程式的配平方法。
本节教学在知识与技能方面的重点是氮气、氨、铵盐和硝酸的性质，难点是硝酸的氧化性；在过程与方法方面的重点是培养学生通过观察实验现象总结分析物质性质的能力，并使他们初步体会物质的浓度对化学反应产物的影响，进一步认识实验中变量控制的重要性。
二．教学设计及思路氮和氮的化合物知识是学生比较熟悉的一类元素化合物，因此学生学习起来有一种亲切感。
在教学过程中要充分利用好这一资源，激发和调动学生的学习积极性。
本节在设计上主要是采取循序渐进的方式，让学生理解N 2→氮的化合物→NH 3→铵盐→HNO 3→硝酸盐→N 2的循环过程，通过这一知识网络结构的学习，使学生对氮和氮的化合物知识有了一个非常清晰的了解。
三、知识框架课时分配：第一课时主要介绍氮气和氨气的性质，主要使学生认识到氮气的性质是由结构决定的以及氮的氧化物和氨气的性质；第二课时使学生掌握铵盐的性质，主要包括铵盐的水溶性、不稳定性和氨气的实验室制法；第三课时介绍硝酸的性质，重点是掌握它的不稳定性和强氧化性。
第一课时教学目标：知识与技能：（氮气的性质，氮的固定） （（酸雨、光化学烟雾、富营养化）1、了解氮在自然界的循环对维持生态平衡的重要作用；了解人类活动对氮循环的影响；2、掌握氮气和氨气的性质，初步掌握一氧化氮和二氧化氮的相互转化。
过程与方法；1、运用实验探究、设疑启发、对比归纳等方法研究有关物质的性质；2、培养学生观察能力、自学能力及对资料、信息的处理能力，对学生进行外因与因辩证统一的观点的教育。
情感态度和价值观：1、了解氮氧化物对环境的污染，增强学生的环保意识；2、通过对汽车尾气、光化学污染的分析，培养学生关注社会、关注人类生存环境的意识，同时培养学生对事物的分析要一分为二、辩证看待的观念。
教学重点：氮气、氨气的化学性质；氮氧化物对环境的污染教学过程：【引入】：空气与我们的生活息息相关，我们在初中时就学过空气的组成。
大家还记得它的主要组成吗？【学生】：体积比依次为：氮气约78％，氧气约21 ％，氦、氖、氩等稀有气体约0.94 ％，二氧化碳约0.03 ％，其他气体和杂质约0.03 ％...【评价并讲述】：很好。
从中我们可以看出氮元素是空气中含量最丰富的元素，除了以单质的形式存在于大气中外，氮元素也以化合态的形式存在于动植物体中、土壤中和水体中。
【讲述】：在自然界中既有游离态的氮元素，又有各种各样的含氮化合物，并且这些物质之间还进行着相互转化。
氮在自然界中的转化是一个复杂的过程，涉及到地球上生物圈的方方面面。
【投影图片】：氮在自然界中的循环示意图【讲述】：从此图可以看出大气中的氮气在自然界中的转化非常复杂，我们可以概括成：在自然界中，大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮化合物。
植物的根从土壤中吸收后，经过复杂的生物转化形成各种氨基酸，氨基酸最后转化为蛋白质。
动物以植物为食物而获得植物蛋白，并转化为动物蛋白，动物遗体中的蛋白质被微生物分解，又回到水体和土壤中，被植物再次利用。
我们把这一过程称为氮的循环。
【板书】：一、自然界中氮的循环【过渡】：既然氮的循环存在如此多的形式，必然存在许多含氮物质。
下面大家阅读课文总结含氮的物质及其中氮元素的化合价。
【投影】：【板书】：二、氮循环中的重要物质1.氮气【设疑】：氮气是我们初中时学过的容，哪位同学能总结一下它的物理性质？【学生回答，教师板书】：①物理性质：无色、无味、无毒的气体，难溶于水，密度与空气接近，空气中体积分数为约78﹪【讲述】：氮元素在地壳中的含量为0.0046﹪，自然界中的氮主要以游离态存在于大气中，除此之外，氮元素也以化合态的形式存在于动植物、土壤和水体中。
大气、陆地和水体中的氮元素在不停的进行着循环，由于氮元素的循环其他生命必需元素的循环以及水的循环，地球上的生命才生生不息，生机勃勃，所以说“氮是生命元素”。
【过渡】：氮气是由氮原子构成的双原子分子，两个氮原子间共用三对电子，使每个氮原子都达到稳定结构，要破坏这种牢固的结构，需要很高的能量。
因此，一般不与其他物质发生反应，但在一定条件下，如在放电的情况下，它也能发生一些反应。
【讲述设疑】：从转化图中我们可以看出在雷电的作用下氮气就可以转化成含氮化合物。
那么，在此过程中氮气都发生了哪些化学反应？产生了哪些物质？对人类的生产和生活有什么意义？【板书】：②化学性质：a.与氧气的反应N2+O2 ===2NO（无色、不溶于水的有毒气体）2NO+ O2===2NO2( 红棕色、有刺激性气味、易溶于水的有毒气体)（Ⅰ）3NO2+H2O=2HNO3+N O（Ⅱ）【讲述】：反应生成的硝酸与土壤中的矿物质作用，生成可被植物吸收的硝酸盐，所以雷雨天气对庄稼生长有利。
但是在此过程中生成的氮氧化物，却会对我们赖以生存的环境造成一定的损害，如生成的硝酸会形成酸雨。
NO与CO一样能与人体中的血红蛋白结合，使人中毒，而且比CO毒性更强，氮的氧化物还会引起光化学烟雾。
不过人们也发现了它在生物学方面的独特作用。
NO分子作为一种传递神经信息的“信使分子”，在使血管扩、免疫、增强记忆等方面有着极其重要的作用。
【过渡】：现在我们再回过头看雷电时氮气发生的反应，比较一下反应（Ⅰ）和（Ⅱ），在反应（Ⅰ）中生成的NO2 在反应（Ⅱ）中又被消耗掉，所以NO2在这两个反应中作为中间产物可以消去。
将反应（Ⅰ）×3 +（Ⅱ）×2可得：4NO+2H2O+3O2=4HNO3同理也可以把NO作为中间产物而消去，（Ⅰ）+ （Ⅱ）×2可得：4NO2+2H2O+O2=4HNO3【板书】：4NO2+2H2O+O2=4HNO34NO+2H2O+3O2=4HNO3【练习】：现有NO2和O2的混合气体12ｍl,通入足量的水中，充分反应后逸出2ｍl气体,（同温同压下），则原混合气体中含氧气的体积是（）A.1.2ｍlB.2.4ｍlC.3ｍlD.4ｍl【设疑】：空气中氮的氧化物的来源有哪些？【学生】：汽车尾气、硝酸工厂的废气等。
【讲述】：在氮气与氧气的反应过程中，氮元素由游离态转化为化合态，我们把这种过程称为氮的固定。
那么氮的固定有哪些呢？【板书】：氮的固定：使空气中的游离态的氮转化为含氮化合物高能固氮生物固氮分类合成氨人工固氮仿生固氮【过渡】：氮气在一定条件下除了能与氧气反应以外，还能与氢气发生反应。
【板书】：b.与氢气的反应N2+3H2催化剂高温高压2NH3【设疑】：在我们所学的反应中，哪些属于自然固氮？哪些属于人工固氮？【学生】：合成氨反应属于人工固氮，豆科植物的根瘤菌作用及其雷雨时氮气和氧气的反应属于自然固氮【讲述】：通过以上的学习我们知道氮气由于分子中存在N≡N,氮气的性质通常状况下比较稳定。
但在一定的条件下，也能与一些物质如O2、H2等反应，而且与氢气反应的条件也很苛刻：高温高压催化剂，产物是非常重要的化工原料----氨气。
下面我们来学习氨气的性质。
【板书】：2.氨气【展示】：我手中拿的就是一瓶氨气，通过你们的观察，可以得出氨气的哪些物理性质呢？【学生回答，教师补充并板书】：①.物理性质氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，很容易液化，极易溶于水（体积比1：700）【过渡】：前面我们学习了氨气的物理性质，下面我们来学习它的化学性质。
首先来看它和水的反应。
【演示】：喷泉实验【设疑】：1.在此实验过程中为什么会出现喷泉？2.最终溶液呈红色，说明了什么问题？在此过程中发生了什么反应？【学生】：1.当烧瓶气体的压强小于大气压强的时候就能形成喷泉。
2.此实验说明氨气极易溶于水，并且水溶液呈碱性。
【评价并设疑】：很好。
氨气的喷泉实验要成功至少要注意哪些问题？【学生】：1.烧瓶一定是干燥的；2.气体要收集满；3.装置的气密性要好。
【板书】：②.化学性质a.与水的反应NH3+H2O NH3·H2O NH4++ OH-NH3·H2O △NH3↑+H2O【设疑】：根据上述反应，请思考氨水中存在哪些微粒？与液氨相比有哪些不同点？【投影展示】：液氨和氨水的比较液氨氨水物质成分纯净物（非电解质）混合物（NH3·H2O为弱电解质）微粒种类NH3分子NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH-、H+主要性质不具有碱性具有碱的通性存在条件常温常压下不存在常温常压下可以存在【学生看书总结】：由于氨水对金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装，一般情况下氨水应盛装在玻璃容器、橡皮带、瓷坛等。
【过渡】：氨气作为一种碱性气体，它还具有哪些性质？【演示实验氨与氯化氢的反应】：分别在两个集气瓶中滴入浓氨水和浓盐酸，盖上玻璃片，然后抽去中间的玻璃片，观察发生的现象。
【板书】：b.与酸的反应NH3 +HCl== NH4ClNH3+HNO3== NH4 NO32NH3+ H2SO4==( NH4)2 SO4NH3+ H2O+CO2== NH4HCO3【过渡】：前面讨论的氨的性质涉及的反应都是非氧化还原反应，在氨中氮元素的化合价为最低价，氨具有还原性，能与具有氧化性的物质发生反应。
【板书】：c.氨气的催化氧化4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O【设疑】：1.用双线桥表示这个氧化还原反应.2.指出此反应中的氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物及反应中转移的电子数【过渡】：以上我们学习了氨气的性质，氨气的这些性质决定了它具有哪方面的用途呢？【板书】：③.氨气的用途Ⅰ.制铵盐Ⅱ.制硝酸Ⅲ.制医用氨水Ⅳ.用作制冷剂Ⅴ.制纯碱Ⅵ.制尿素【本节小结】：本节课我们学习了氮气和氨气的性质，通过学习我们知道，氮气的分子结构很稳定，导致它的性质也很稳定，一般情况下很难发生化学变化，但在一定的条件下，可以与氧气、氢气等反应。
而氮的固定就把氮气转化为氮的化合物。
氨气是我们中学阶段学习的唯一一种水溶液呈碱性的气体，能与酸反应，实质就是结合酸中的氢离子生成铵盐。
铵盐就是我们下节课的学习容，请大家课后预习。
【作业】：同步作业、预习铵盐容【板书设计】：一、自然界中氮的循环二、氮循环中的重要物质1.氮气①物理性质：无色、无味、无毒的气体，难溶于水，密度与空气接近，在空气中体积分数约为78﹪②化学性质：a.与氧气的反应N2+O2 ===2NO（无色、不溶于水的有毒气体）2NO+ O2===2NO2（通常状况下）( 红棕色、有刺激性气味、易溶于水的有毒气体)（Ⅰ）3NO2+H2O=2HNO3+NO（Ⅱ）4NO2+2H2O+O2=4HNO34NO+2H2O+3O2=4HNO3氮的固定：使空气中的游离态的氮转化为含氮化合物高能固氮放电生物固氮分类合成氨人工固氮仿生固氮b.与氢气的反应N2+3H2催化剂高温高压2NH32.氨气①物理性质：氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，很容易液化，极易溶于水（体积比1：700）②化学性质：a.与水的反应NH3+H2O NH3·H2O NH4++ OH-NH3·H2O △NH3↑+H2Ob.与酸的反应NH3 +HCl== NH4ClNH3+HNO3== NH4 NO32NH3+ H2SO4==( NH4)2 SO4 NH3+ H2O+CO2== NH4HCO3c.氨气的催化氧化4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O③氨气的用途：Ⅰ.制铵盐Ⅱ.制硝酸Ⅲ.制医用氨水Ⅳ.用作制冷剂Ⅴ.制纯碱Ⅵ.制尿素第二课时教学目标：知识与技能1、使学生了解铵盐的性质，掌握氨气的实验室制法和铵根离子的检验，培养学生的动手能力和观察能力；2、了解氮肥的使用情况，培养学生理论联系实际的能力；3、了解化学肥料的分类及氮肥的施用方法。