魯科版必修1第3章第2節(jié)《氮的循環(huán)》學案

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1、 最新魯科版必修 1 第 3 章第 2 節(jié)《氮的循環(huán)》學案 一、教學設計說明 氮及其化合物是高中化學教學的重要內(nèi)容 ,是學生在中學階段所學習的元素化合物知識 的重要組成部分?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準》要求：能通過實驗了解氮及其重要化合物的 主要性質(zhì) ,認識其在生產(chǎn)中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。我們知道 ,氮是維持高等動植物生命 活動的必須元素 ,因此 ,氮的循環(huán)涉及到地球上生物圈的各個方面 ,人類活動也在逐漸地影響 到氮的循環(huán)。所以 ,教材對氮氣和氮的化合物 的性質(zhì)傳授不是孤立的 ,而是以“氮的循環(huán)” 作為載體和線索

2、,把我們要學習的物質(zhì)置于“氮的循環(huán)”這個大的背景下 ,這樣既有利于學生 掌握氮及其化合物的性質(zhì) ,又有利于學生認識其在生產(chǎn)中的應用和對生態(tài)環(huán)境的影響。 本節(jié)是“自然界中的元素”中“氮的循環(huán)”中的第一課時 ,教材內(nèi)容包括三個方面：一 是自然界中氮的循環(huán) ,二是氮的固定 ,三是氮循環(huán)中的重要物質(zhì) —— N 2、 NO 和 NO2 的性質(zhì)。 《普通高中新課程教學要求》中對這一課時教學做了具體的細化 ,學習要求中的知識內(nèi) 容和認知目標分別是：氮氣的化學性質(zhì)（與氧氣、氫氣的反應）（ C）；一氧化氮、二氧 化氮的物理性質(zhì)（ B ）；一氧化氮與氧氣的反應 , 二氧化氮與水

3、的反應（ C）。教學建議 是：采用自然界和生產(chǎn)、生活中的實例設置教學情境 ,對非金屬及其化合物知識進行教學 ,進 一步歸納學習、研究物質(zhì)的方法和基本思路；引導 學生了解自然界氮循環(huán)對維持生態(tài)平衡 的作用；一氧化氮、二氧化氮在氧氣的作用下與水反應轉(zhuǎn)化為硝酸的定量關系不作拓展。 《 2010 年普通高中學生學業(yè)基礎會考化學學科考 試大綱》中對這一課時的要求是：氮 氣的化學性質(zhì)（與氧氣、氫氣的反應）（ B ）；一氧化氮、二氧化氮（顏色、狀態(tài)、氣 味；二氧化氮與水的反應）（ B ）；了解氮氧化物對生態(tài)環(huán)境的影響（ A ）。 《 2009 年普通高等學校招生全國

4、統(tǒng)一考試理科綜合考試說明》中有關要求是：了解常見非金屬單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應用。 以上不論是《普通高中化學課程標準》 ,還是《普通高中新課程教學要求》中提到的 ,都 是必須完成 的教學目標 , 即是教學的“保底”任務 ,而不是教學的“封頂”。鑒于我校是省 一級達標學校 ,我所任教的高一兩個班學生素質(zhì)較好 ,本著“立足于學生適應現(xiàn)代生活和未來 發(fā)展的需要”新課程理念 ,在“氮氧化物與水反應生成硝酸的定量關系”這一內(nèi)容上 ,作適當 的拓展。 本節(jié)課教學過程設計 ,首先是充分利用各種媒體資源 ,有課本、《導與練》聽課手冊、視 頻等

5、 ,并進行有機融合。其次是使學生進一步明確學習、研究元素及其化合物的方法和基本 思路。第三是通過閱讀 ,著重培養(yǎng)學生搜集信息、處理信息能力。第四是通過對“雷電發(fā)莊 稼”這一自然現(xiàn)象的分析 ,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。第五是通過對教材的教學 內(nèi)容進行整合和概括 ,突出學習重點 ,并培養(yǎng)學生歸納總結(jié)能力。第六是通過對氮氧化物溶于 水生成硝酸的有關計算 ,通過對循環(huán)反應分析 ,培養(yǎng)學生確立“始終態(tài)”計算的思維方法 ,定 性與定量關系的理念。 二、教學目標 1、知識與技能 目標 ⑴．了解自然界

6、中氮循環(huán)的途徑、形式及所涉及的物質(zhì)； ⑵．了解生物固氮和人工固氮形式,認識 N2 、NO 、 NO2 的性質(zhì)； ★⑶．了解氮氧化物溶于水生成硝酸的有關計算。 2、過程與方法目標 ⑴．使學生進一步明確學習、研究元素及其化合物的方法和基本思路； ⑵．培養(yǎng)學生搜集信息、處理信息的能力； ⑶．培養(yǎng)學生探究、觀察、總結(jié)、分析問題的能力。 3、情感態(tài)度與價值觀目標 1 / 6 ⑴．了解人類活動對氮循環(huán)的影響 ,樹立保護環(huán)境的意識； ⑵．培養(yǎng)學生敢于質(zhì)疑的精神。 三、教學重點、

7、難點 知識與技能的重點： N 2、 NO 和 NO 2 的性質(zhì)。 知識與技能的難點：氮氧化物溶于水生成硝酸的有關計算。 過程與方法的重點：通過實驗探究分析解決問題的能力。 四、教學方法 方法引導、實驗觀察、歸納總結(jié)。 五、教學過程 教師活動 【播放】＜一場雷雨一場肥＞ 【引入】閃電是大家非常熟悉的一種自然現(xiàn)象。俗話說“一場雷雨一場肥” ,雷雨過后 ,人們發(fā)現(xiàn)莊稼的長勢非常好 ,葉子綠油油的 ,就像剛施了氮肥一樣。那么雷雨生成了什么肥料？又是怎樣生成的呢？現(xiàn)在我們來共同學習本節(jié)課《氮的循環(huán)》。 【閱讀指導】閱讀課本 P73～

8、 74,并思考： 1、自然界中氮循環(huán)有哪些形式？ 2、氮循環(huán)中涉及到哪些含氮物質(zhì)？ 【板書】（學生匯報時有意識地根據(jù)氮的化合價升降順序書寫） 銨鹽 、 NH 3、 N2、氮氧化物、 HNO 3、硝酸鹽 【展示】 1、主要形式 ⑴游離態(tài) → 化合態(tài) ⑵化合態(tài) → 游離態(tài) ⑶化合態(tài) → 化合態(tài) 2、含氮物質(zhì) 銨鹽 、 NH 3、 N2、氮氧化物、 HNO 3、硝酸鹽  學生活動 觀看、傾聽、思考、進入學習狀態(tài) 閱讀思考、小組交流、匯報結(jié)果： ⒈主

9、要形式 （ 1）游離態(tài) → 化合態(tài)①豆科植物根部的根瘤菌 ,把空氣中的氮氣轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合 物； ②放電條件下 ,與氧氣結(jié)合為氮氧化合物 ,并隨降水進入土壤和水體中；③合成氨工廠、汽車發(fā)動機都可以將一部分氮氣轉(zhuǎn)化成化合態(tài)。 （ 2）化合態(tài) → 游離態(tài)：硝酸鹽在某些細菌作用下轉(zhuǎn)化成氮氣。 （ 3）化合態(tài) → 化合態(tài)：化石燃料燃燒、森林和農(nóng)作物枝葉燃燒所產(chǎn) 生的氮氧化合物通過大氣進入陸地和海洋 ,進入氮循環(huán)。 2．氮循環(huán)涉及到含氮物質(zhì)： N 2、氮氧化物、 HNO 3、硝酸鹽、 NH 3、銨鹽  設計意圖 通過情感

10、 體驗 ,產(chǎn)生 驅(qū)動力 ,使 學生進入 學習狀態(tài) 培養(yǎng)學生 通過閱讀 分析、歸 納總結(jié)的 能力 教師活動 【講述】氮循環(huán)中涉及到的含氮物質(zhì) ,就是氮元素的典型物質(zhì)。在學習某一 元素時 ,必須把這種元素的典型物質(zhì)、這些物質(zhì)所屬類別、這些物質(zhì)中該元素所呈現(xiàn)的化合價聯(lián)系起來。 【板書】典型物質(zhì)、所屬類別（物質(zhì)通性）、元素化合價（氧化性、還原性）  學生活動 傾聽、思考  設計意圖 使學生進一 步明確學 習、研究元 素及其化合 物的方

11、法和 基本思路 2 / 6 【過渡】下面我們首先來學習氮元素的單質(zhì)――氮氣。氮氣大家并不陌生 ,為什么呢？因為空氣中含有大量的 N2,N 2 占空氣的 78%（體積分數(shù)）。 【提問】請一位同學來描述一下 ,氮氣的物理性質(zhì)。 【展示】 一、氮氣 1、物理性質(zhì) 無色、無味的氣體 ,難溶于水 ,比空氣輕（很接近）。 【設疑】 ⑴如何判斷相同狀況下氣體密度的大??？⑵空氣中 N2 的質(zhì)量分數(shù)是多少？（列出計算式）。 【展示】 ⑴依據(jù)氣體相對分子質(zhì)量大小來判斷 ⑵ 0.78mol

12、28g / mol 1mol 29 g / mol 2、化學性質(zhì) 教師活動 【講述】我們重溫一下 ,研究元素的方法和思路。（元素的典型物質(zhì)→所屬類別→通性；元素化合價→氧化性、還原性。）  通過問題再 現(xiàn)知識 思考、描述、補 充。 培養(yǎng)學生探 思考、討論、交 究問題的素 流。 養(yǎng) 學以致用 認真聽講 ,做筆 記。 學生活動 設 計意圖 回憶、回答。 明確學習

13、元素及 其化合物的方法 和基本思路 【預測】氮氣的化學性質(zhì) 1、非金屬通性 ⑴與金屬反應 ⑵與非 金屬反應（ H2、 O2） 2、氧化性和還原性 【講述】物質(zhì)的性質(zhì)是由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定的。氮氣分子的結(jié)構(gòu)我們可以在課本 P74 中查到?！緩?調(diào)】共用三對電子 ,很高的能量。 【展示】 2、 化學性質(zhì) 通常狀況 ,不活潑。一定 條件 ,與 Mg、 H2、O2 反 應 ⑴．與金屬鎂反應 【播放】鎂在 N 2 中燃燒  思考、交流、討論、回答。 閱讀、思考。

14、 傾聽。 傾聽、思考。 觀看、思考 ,書寫有關化學方程式。  通過問題再現(xiàn)知 識 ,學以致用。 追根溯源 培養(yǎng)學生觀察能 力、實驗能力 3 / 6 點燃 【展示】 3Mg ＋N 2 Mg 3N2 Mg 3N2＋6H 2O＝ 3Mg(OH) 2＋ 2NH 3↑ 【展示】 ⑵與非金屬反應（ H2、 O2） 教師活動 【播放】 N2 與 O2

15、放電實驗 【展示】 ①與氧氣反應 放電 N2＋ O2 2NO,2NO ＋ O2＝ 2NO 2 ②與氫氣反應 高溫、高壓 N2＋ 3H2 催化劑 2NH 3（工業(yè)合成氨 【閱讀指導】課本 P75 中有關可逆反應。 【強調(diào)】相同條件和“ ”  完善知識 做筆記。 學生活動 設計意圖 觀看、思考 ,書 培養(yǎng)學生觀察能 寫有關化學方 力 程式。 完善知識 閱讀、思考。 【過渡】無

16、論 N 2 與 H2 反應生成 NH 3,還是 N2 與 O2 反應生成 NO, 都是將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài) 氮 ,這個過程叫做氮的固定 ,簡稱固氮【展示】 3、氮的固定 高能固氮 自然固氮 生物固氮 氮的固定 合成氨 人工固氮 仿生固氮等 【展示】生物固氮和工業(yè)固氮圖片 【過渡】物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途 ,N2 有哪些用途？ 【播放】氮氣的用途 【展示】 4、氮氣的用 途  回憶、回答。 思考、交流、討論、回答。 閱讀、思考。 傾聽。 

17、 明確學習元素及 其化合物的方法 和基本思路 通過問題再現(xiàn)知 識 ,學以致用。 追根溯源 完善知識 教師活動 學生活動 【過渡】氮在自然界的循環(huán)過程中有氮的氧化物 動手練習。 產(chǎn)生。氮的氧化物種類很多 ,如 N 2O、 NO、 N2O3、 NO 2、N2O4、 N2O5 等。請標注出這些氮氧化物中氮元素的化合價。 【講述】氮元素主要化合價有－ 3、 0、＋ 1、＋ 2、＋ 3、＋ 4、＋ 5。 回答：比較 【設問】 NO 和 N O2 是最常見的氮氧化物

18、,大家想 法。 一想 ,用什么方法來學習？  設計意圖 復習化合價 ,明確 氮元素的主要化 合價。 明確學習方法 4 / 6 【課堂練習】用表格比較 NO 和 NO2 培養(yǎng)學生搜集信 【展示并評價】 閱讀、思考、 息、處理信息能 二、一氧化氮和二氧化氮 動手、討論、 力 ,獨立思考與小 NO NO 2 合作、展示。 組合作能力。 顏色 氣味 知識系統(tǒng)化

19、 狀態(tài) 思考、完善。 溶解性 毒性 化性 其它 【播放】 NO2 溶于水實驗 觀察、思考。 強化實驗 【課堂練習】用圖示表示含氮物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系 【展示并評價】 閱讀、思考、 培養(yǎng)學生歸納總 Mg N 2 N2O4 結(jié) ,并將知識系統(tǒng) 3 動手、討論、 化、網(wǎng)絡化能力 N

20、H 3 N2 NO NO2HNO 3 合作、展示。 【播放】動畫《雷電發(fā)莊稼》 教師活動 學生活動 設計意圖 【展示】典型計算――氮氧化物溶 于水的有關計算 書寫有關方程式 ,分析化學反應原 《導與練》聽課手冊 P36。 明確并強 理 ,并進行計算。 化“先定 【強調(diào)】有關反應方程式 性后定 3NO2 ＋H2O＝ 2HNO 3＋ NO 量”原 4NO＋ 3O 2＋2H 2O＝ 4H

21、NO 3 則。 4NO2 ＋O2＋ 2H2O＝4HNO 3 思考。 【強調(diào)】“先定性后定量”原則 分析化學反應原理。并進行計算。 【拓展】將題中 NO 改為 NO2,剩余 氣體是什么？體積為多少？ 思維發(fā) 散、一題 【結(jié)課】 多變。 傾聽、明確、強化、鞏固。 本節(jié)學習目標： 1、氮的固定 明確學習 2、 N2、 NO、 NO2 的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關 目標、強 系 化學習方 3、氮氧化物溶于水的有關計算 法

22、 本節(jié)學習方法： 1、結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途 2、學習物質(zhì)性質(zhì)的方法 3、比較法 4、知識網(wǎng)絡化 5、先定性后定量 【作業(yè)】 《導與練》作業(yè)手冊 5 / 6 六、 教學反思 6 / 6