1、第二节氮及其化合物第1课时氮气与氮的氧化物学习目标1.通过了解自然界中氮的循环,了解自然固氮和人工固氮,掌握N2、NO、NO2的性质。2.通过信息的整理,培养归纳总结的能力;通过实验探究,提高操作、观察、分析、总结的能力。3.通过学习自然固氮,体会大自然的神奇魅力;通过重温人工固氮的发展历程,感受科学技术对人类的巨大贡献。4.通过氮的循环中重要物质的学习,培养学生严谨的态度、不畏艰难的勇气和为科学献身的精神。重、难点氮的固定、氮氧化性的性质。课堂探究主题学习探究过程提升素养自主学习1.结合视频阅读教材,分析自然界中氮的循环有哪些途径?2.自然界中氮的固定方式有哪些?知道氮循环的重要意义。知识回
2、顾试结合氮原子的结构和氮气的分子结构,分析氮气的性质。形成结构决定性质的学科分析思维。一、氮气与氮的固定【合作交流】【问题1】借鉴自然固氮,思考人工固氮的研究方向,你能设计出哪几种方案?【问题2】结合相关资料,讨论你所设计方案在工业生产中的可行性。化学方程式反应条件方案评价【问题3】结合材料,交流合成氨有什么重大意义?【问题4】你认为未来固氮技术应该朝着哪个方向发展?了解科学研究的一般思路。培养科学探索的精神。二、氮的氧化物【实验探究】【探究1】观察盛有NO和NO2的集气瓶,简单归纳其物理性质。【探究2】联系N2与O2放电的实验现象,分析NO有什么性质?如何对NO进行验证?【探究3】认真阅读实
3、验步骤,仔细观察实验现象,对实验现象进行分析。实验步骤实验现象结论或解释1.向瓶1(NO)中缓慢注入O22.向瓶2(NO2)中注入2mL水,振荡3.继续向瓶2中注入少量O2,观察现象,再次振荡总结研究物质性质的基本程序。续表主题学习探究过程提升素养二、氮的氧化物【探究4】从氧化还原的角度分析步骤1、2中的产物,写出化学方程式。【探究5】NO2、O2、H2O能否完全转化为产物?【探究6】以上设计对工业生产硝酸有什么启示?【探究7】结合教材和材料,分析氮的氧化物有哪些应用,又有哪些危害?【评价反馈】【练习1】下列说法不正确的是()A.氮元素在自然界中既以游离态存在,又以化合态存在B.大气、陆地、水
4、体中的氮元素在不停地进行着氮的循环C.仿生固氮是一种生物固氮D.氮元素是构成生命的基本元素【练习2】在NO2被水吸收的反应中,发生还原反应和发生氧化反应的物质,其质量比为()A.31B.13C.12D.21培养绿色化学的理念。课堂小结科学思维科学知识科学精神模型构建核心素养专练1.下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是()选项气体(杂质)方法ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液BCl2(HCl)通过饱和的食盐水CN2(O2)通过灼热的铜丝网DNO(NO2)通过氢氧化钠溶液2.N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生
5、产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为。(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应如下:NO+NO2+2OH-2NO2-+H2O2NO2+2OH-NO2-+NO3-+H2O下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有(填字母)。A.加快通入尾气的速率B.采用气、液逆流的方式吸收尾气C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是(填化学式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO
6、溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为NO3-的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO3-,其离子方程式为。NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高,其原因是。参考答案课堂探究【自主学习】1.自然固氮和人工固氮,动、植物和微生物间的循环。2.自然固氮主要有放电固氮和豆科植物根瘤菌固氮。【知识回顾】氮原子最外层有5个电子,既不易得电子,也不易失去电子,通常通过共价键形成物质。N2结构稳定,但能与活泼的金属(如Mg)或非金属(如H2、O2)反应。一、氮气与氮的固定【问题1】模拟放电高能
7、固氮或仿生固氮,设计方案。【问题2】化学方程式反应条件方案评价N2+O22NO放电放电条件能耗高,效益低,操控性较差N2+3H22NH3高温、高压、催化剂高温、高压催化合成,条件较低,较易实现【问题3】合成氨为农业生产提供氮肥。【问题4】仿生固氮,寻找更高效的催化剂合成氨。二、氮的氧化物【探究1】NO是无色气体,NO2为红棕色气体。【探究2】无色NO能够被O2氧化成红棕色NO2。将无色气体接触空气,若变为红棕色,则证明气体为NO。【探究3】实验步骤实验现象结论或解释1.向瓶1(NO)中缓慢注入O2气体变为红棕色NO转化为NO22.向瓶2(NO2)中注入2mL水,振荡气体变为无色NO2与水反应3.继续向瓶2中注入少量O2,观察现象,再次振荡气体变为红棕色产生的无色气体为NO【探究4】2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO。【探究5】能完全转化,2+得:4NO2+O2+2H2O4HNO3。【探究6】循环转化可提高原子利用率,减少污染。【探究7】应用:氮的氧化物可用于制备硝酸、作燃料等。危害:导致光化学烟雾,引起酸雨。【评价反馈】【练习1】C【练习2】C核心素养专练1.A2.(1)2NH3+2O2N2O+3H2O(2)BCNaNO3NO(3)3HClO+2NO+H2O3Cl-+2NO3-+5H+溶液的pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
