【人教版】2020高中化学 第三章 自然界中的元素 第2节 氮的循环学案 鲁科版必修1

1第二节 氮的循环学案【学习目标】1、了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质；通过了解生物固氮和人工固氮方式，认识氮气在一定条件下能够与氧气氢气发生反应。

2、掌握一氧化氮和二氧化氮的性质。

了解自然界中形成硝酸的过程。

3、认识氨气的溶解性、氮气与水的反应及氨的还原性。

通过认识铵盐的性质，了解铵态氮肥的生产使用问题。

4、通过了解人类活动对氮循环的影响，知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题，了解如何减少氮氧化物的排放，树立环境保护的意识。

第一课时【学习内容】1．请从动植物体，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。

2．由于氮分子结构稳定，所以在通常状况下，氮气的 ，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。

写出下列反应的化学方程式并注明反应的条件：①N 2和O 2 ，②N 2和H 2 ，此反应是工业上 的反应原理。

3．氮的固定是指 。

氮的固定主要有 和 两种方式。

自然固氮有： 和 等。

人工固氮的方式有 和 。

NH 4+、NO 3-是自然界中 氮的主要形态。

氮气是惰性的，只有通过 和 而活化。

4．氮循环中的物质有多种氧化物，如 等(氧化物中氮元素的化合价为＋1、＋2、＋3、＋4、＋5)。

其中NO 、NO 2均为 毒气体，是大气污染物。

NO 为 色 溶于水的气体，它与 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 分子。

NO 2为 色 溶于水的气体。

在通风厨内打开盛NO 的集气瓶，观察到的现象为 。

5．用化学方程式及简要的文字说明“雷雨发庄稼”的科学道理。

。

6．可逆反应是指 。

【方法指导】[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 。

第3章自然界中的元素第2节氮的循环【设计理念】本课教学设计在基于高中化学新课程理念及学生化学学科观念培养的基础上，突出信息技术与高中化学课堂教学设趣激情的整合、信息技术与创设问题情境促进学生自主学习的整合、信息技术与创设实验情境促进学生主动探究实验的整合、信息技术与化学概念教学的整合，通过合理、灵活地运用信息技术和实验探究，激发学生学习热情，促进学生的自主学习、主动探究、主动发展，培养学生的化学学科观念，让高中化学课堂教学简约高效。

【教材分析】本节知识通过对喷泉这一自然现象的分析，激发学习兴趣，培养学生的思考能力和观察分析能力。

结合学生关于氮循环的已有经验，在氮循环的基础上展开其中的主要反应过程，探讨发生的化学反应，以及这些化学反应有那些重要的应用。

通过对氨态氮肥的学习，引导学生关注农业问题，关注农业生产。

教材在知识安排上尽量是知识与生活生产相结合，理论与实际相结合，这有利于激发学生学习化学的兴趣，培养和发展学生的各项能力。

体现了“从生活中走进化学，再用化学去指导生活”的理念。

【学情分析】学生通过熟悉的自然现象的分析，容易激发学习兴趣，而对自然现象引出的化学问题，通过前面学习已经掌握了氮的循环和氮的氧化物，很容易想到应该学习氮的氢化物，通过对氨气性质的学习掌握喷泉实验的原理。

对实验现象的观察与解释，认识铵盐的性质。

从熟悉的化肥入手，引导关注农业生产中的化肥问题。

让化学知识为工农业生产服务。

【教学目标】知识与技能目标1、通过观察实验，认识氨的溶解性，氨与水的反应以及氨与酸的反应；2、通过分析氮元素化合价认识氨的还原性；3、通过亲自动手实验，得出铵盐的化学性质，以及氨的实验室制法；4、通过铵盐的受热分解，铵盐与碱的反应，认识铵态氮肥的施用问题，了解它们在农业生产中的重要应用。

过程与方法1、培养通过观察实验现象，总结分析物质性质的能力；2、通过活动探究，提高实验能力和学习化学的兴趣。

情感态度和价值观通过探究实验，培养学习元素化合物知识的学习方法。

第3章第2节氮的循环(第2课时)【学习目标】1．熟练掌握NH3 和铵盐性质，能够从物质类别和氧化还原角度总结物质的性质。

2．独立思考，小组合作，实验探究氨气实验室制法，通过对比总结常见气体的制取、收集和验满。

3．激情投入，认识氮的化合物对环境的污染，树立环保意识。

【使用说明与学法指导】1．明确学习目标，仔细阅读教材76～80页，化学氮肥主要包括哪几种？主要成分分别是什么？铵态氮肥包括哪些物质？初步完成导学案。

2．结合“观察·思考”栏目，明确氨和铵盐性质的实验内容，大胆预测实验现象，初步得出实验结论。

3．C层规范完成预习案并掌握课本相关的基础知识，AB层在掌握预习案基础上进一步完成探究案和针对训练。

标有★的训练题目C层不做。

预习案1．常见的化肥有哪些？在储存和施肥时有哪些注意事项？2. 你能写出学过的几种气体的实验室制取原理吗？举例说明。

3. 收集气体的方法有哪些？4. 举例说明常见气体的检验方法。

【预习自测】实验室制取下列气体时，不能用排空气法收集的是（）A．H2 B．NO2 C．NH3 D．NO【我的疑问】对课本预习内容，你还有什么疑问？探究案探究点一：铵盐的性质(育人立意：通过实验，提高动手操作能力、观察能力和主动探究能力。

)【化学与生活】氨盐为植物生长提供了必要的氮肥，那么铵盐到底有哪些化学性质呢？制备铵盐的氨气又是怎样制取呢？氨气又有怎样的性质呢？下面我们通过实验一起来探究。

【方法导引】可从运用观察、分类、实验、比较的方法来预测铵盐的化学性质，然后设计实验进行预测。

认真阅读课本78页“观察·思考”，完成探究实验，仔细观察记录铵盐的一系列化学性质，并分析出现此现象的原因。

1. 如何检验NH4Cl固体中含有NH4+ ？2. 从离子反应的角度分析铵盐与强碱溶液的反应（写出铵盐和强碱溶液反应的离子方程式）①铵盐与强碱溶液 _________________________________②铵盐与强碱溶液加热 _________________________________【拓展应用】铵态氮肥不能与草木灰等碱性物质混合施用的原因是什么？（用必要的文字和离子方程式表示）【小结】铵盐的化学性质【针对训练】1.下列说法正确的是（）A. 铵盐受热都能分解放出氨气B. NO2是酸性氧化物C. 所有铵盐都可以与强碱反应放出氨气D. 向铵盐中滴加氢氧化钠溶液产生使红色石蕊试纸变蓝的气体探究点二：氨气的制取及性质【方法导引】认真阅读课本77页、79页“观察·思考”，完成探究实验。

第2节 氮的循环知识·巧学·升华一、氮在自然界中的循环1．氮元素的存在：游离态和化合态。

2．氮的循环二、氮循环中的重要物质及其变化 1．氮气与氮的固定(1)N 2的分子结构：N 2是双原子分子，2个N 原子之间共用3个电子对，使每个N 原子都达到了稳定结构。

2个N 原子之间结合十分牢固，要破坏它，需要很多的能量。

(2)N 2的化学性质通常情况下，N 2化学性质不活泼。

在一定条件下，N 2能跟O 2或H 2反应。

①N 2和O 2的反应：② N 2和H 2的反应“”表示反应同时向正反应方向和逆反应方向进行。

这样的反应被称为可逆反应。

③N 2与Mg 的反应 3Mg+N 2点燃Mg 3N 2(3)植物对氮的吸收和氮的固定 ①通常植物只吸收+4NH 和-3NO②氮的固定：使空气中游离态的氮转化为可利用的含氮化合物的过程叫做氮的固定。

简称固氮。

游离态氮化合态氮，是氮的固定。

如：N 2NH 3，N 2NO 等。

固氮⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧仿生固氮合成氨人工固氮闪电固氮根瘤菌固氮自然固氮 2．氮的氧化物（1）NO 的两面性①NO 是大气污染物：是造成光学烟雾的主要气体之一；NO 还能与血红蛋白结合，使血红蛋白失去运O 2能力。

②NO 是人体内的信使分子：NO 在人体血管系统内具有传送信号的功能，NO 能让体内某部位的信号传送到另一部位，人体离不开少量的NO 。

（2）NO 的合成反应 N 2+O 2放电或高温2NO大多数化合反应是放热反应，但该反应却是吸热反应。

（3）NO 的氧化反应常温下，NO 很容易被空气中的O 2氧化为NO 2 2NO+O 2══2NO 2（无色） （红棕色） （4）NO 2的性质①物理性质：NO 2是红棕色易溶于水的有毒气体，有刺激性气味。

②NO 2溶于水的反应该反应也是歧化反应，NO 2既是氧化剂，又是还原剂。

③NO 2的自身聚合反应 24+N 22-O 42+N 24-O（红棕色） （无色） （5）NO x +O 2+H 2O 的反应 ①2NO+O 22NO 2②3NO 2+H 2O══2HNO 3+NO ①+②×2，消去NO 得： 4NO 2+O 2+2H 2O══4HNO 3①×③+②×2，消去NO 2得 4NO+3O 2+2H 2O══4HNO 3 （6）N 2O 4的氧化作用我国研制的火箭中，使用偏二甲肼（C 2H 8N 2）作燃料，四氧化二氮作氧化剂，反应为3．氨与铵态氮肥 （1）氨的物理性质NH 3是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化，且极易溶于水。

第2节氮的循环第1课时自然界中氮的循环氮的氧化物—————————————————————————————————————[课标要求]1．通过自然界中氮的循环，了解氮循环的基本过程，认识氮循环中的重要物质。

2．了解氮气的性质，了解氮的固定的相关知识。

3．了解氮的氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的物理性质和化学性质，了解自然界中形成硝酸的过程。

,1．氮的固定是指使空气中游离态的氮转化为含氮化合物。

2．工业合成氨反应的特点：高温、高压、催化剂、可逆反应。

3．一氧化氮是无色、无味、有毒、难溶于水的气体，在空气中迅速变成红棕色。

4．二氧化氮是红棕色、有刺激性气味、有毒、能与水反应的气体。

5．主要的化学方程式：2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NON2＋3H2高温、高压催化剂2NH3自然界中氮的循环氮气1．氮元素的存在及应用(1)氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。

(2)氮原子最外电子层有5个电子，在反应中易得3个电子，显－3价。

(3)氮元素有多种价态：－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5。

(4)氮元素是一种营养元素，是组成蛋白质的重要元素。

2．自然界中氮的循环3．人类活动对氮循环的影响(1)氮气―――――――→化学方法氨―→氮肥、硝酸等含氮化合物。

(2)燃烧反应产生的氮氧化物参与氮的循环。

4．氮气的物理性质在通常状况下，氮气是一种无色、无味、不溶于水的气体，密度与空气相近，约占空气体积的78%。

[特别提醒] N 2和CO 的相对分子质量相同，与空气接近，故N 2、CO 的密度与空气接近，实验室只能用排水法收集。

5．氮气的化学性质(2)工业上常用氮气和氢气反应合成氨，此反应是可逆反应。

[特别提醒] (1)氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，故N 2性质很稳定。

(2)可逆反应必须满足“两同”：①相同条件；②正反方向同时进行。

6．氮的固定(1)概念：使空气中游离态的氮转化为化合态氮的过程。

自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物[核心素养发展目标] 1.知道自然界中氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。

2.熟知一氧化氮和二氧化氮的性质，了解自然界中形成硝酸的过程。

一、自然界中氮的循环、氮气 1.自然界中氮的循环 (1)氮的存在形态氮元素⎩⎪⎨⎪⎧以单质的形式存在于空气中以化合物的形式存在于动植物体、土壤和水体中(2)氮在自然界中的循环 ①自然循环②人类活动的影响氮气―――→化学方法NH 3―→氮肥、硝酸等含氮化合物。

燃烧产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，参与氮的循环。

2.氮气 (1)物理性质(2)化学性质①写出下列反应的化学方程式：②可逆反应：在相同条件下，能同时向正、反两个方向进行的反应。

在可逆反应的化学方程式中用“”代替“===”。

(3)氮的固定①概念：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。

②分类氮的固定⎩⎨⎧自然固氮⎩⎪⎨⎪⎧ 高能固氮生物固氮人工固氮⎩⎪⎨⎪⎧合成氨固氮仿生固氮(1)对氮气性质的理解①通常情况下氮气的化学性质很不活泼，很难和其他物质发生化学反应。

②氮元素有多种变价，N 2中氮元素为0价，处于中间价态，故N 2既有氧化性，又有还原性。

N 2与O 2反应表现还原性，N 2与H 2、Mg 等活泼金属反应表现氧化性。

N 2与Mg 反应：N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2。

(2)可逆反应的理解①相同条件下正、逆反应同时进行。

②可逆反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。

例1 下列关于N 2性质的叙述中错误的是( ) A.任何物质在氮气中都不能燃烧 B.氮气既具有氧化性，又具有还原性C.将空气中的氮气转变成含氮化合物属于氮的固定D.氮气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮 答案 A解析 活泼金属钠、镁、铝可以在N 2中燃烧。

思维启迪氮气与氧气在放电条件下不能生成二氧化氮，氮气与金属、氢气反应时表现氧化性，氮气与氧气反应时表现还原性。

例2 下列反应起到了固氮作用的是( ) A.工业上N 2与H 2在一定条件下合成NH 3 B.NO 与O 2反应生成NO 2 C.NH 3被O 2氧化成NO 和H 2O D.由NH 3制备化肥NH 4HCO 3 答案 A解析 由定义知，氮的固定是将空气中游离态的氮转化成含氮化合物。

第3章第3节硫的转化【本讲教育信息】一. 教学内容：第3章第2节氮的循环二. 教学目的1. 能简要说明氮循环的基本过程，知道固氮的本质以及生物固氮和人工固氮这两种固氮形式。

2. 了解氮循环过程中的重要物质以及人类活动对氮循环和环境的影响（知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题）3. 能列举含氮元素的单质及其化合物了解氮气、氨气、铵盐及硝酸的主要物理性质和化学性质，知道NH的检验方法和氨气的实验室制法，能书写相关反应的化学方程式。

4三. 教学重点、难点氮气、氨、铵盐和硝酸的性质四. 知识分析空气中的主要物质？植物生长需要的主要元素？（一）氮在自然界中的循环和存在形式1. 氮元素在自然界中的存在形式自然界中氮元素存在的形式一种是游离态，如N2，一种是化合态，如铵盐、硝酸盐、氨、蛋白质等。

2. 氮在自然界中的循环（1）氮在自然界中的循环的基本过程自然界里，空气的氮气转化为植物可以直接吸收含氮化合物的两种主要形式，豆科植物的根瘤菌把N2转化为硝酸盐；闪电使少量N2与O2化合生成NO，随之变为硝酸随降水进入土壤和水体。

植物的根从土壤中吸收铵盐、硝酸盐，经过复杂的生物转化，形成了各种氨基酸，氨基酸最后变成蛋白质。

动物以植物为食而获得植物蛋白，并将其转化为动物蛋白，动物遗体中的蛋白质被微生物分子分解成铵离子、硝酸根和氨，又回到了土壤和水体中，被植物再次吸收利用。

（2）氮循环的重要意义由于存在着氮元素的循环，其他生命元素的循环，以及水的循环，地球的生命才生生不息，生机勃勃。

（二）氮循环的重要物质及其变化1. 氮气（1）物理性质无色无味的难溶于水的气体；密度比空气小，在空气中约占总体积的78%，占其它质量的75%。

（2）分子结构两个氮原子之间的强烈作用，要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。

常温下，N2的化学性质很不活泼，但在高温、放电、点燃等条件下能与O2、Mg、H2等反应。

（3）化学性质①与O2反应：N2+O2＝2NO ②与H2反应：N2+3H2＝2NH3③与Mg的反应：N2+3Mg＝Mg3N2温馨提示：●由于N2的化学性质不活泼，所以N2与其它物质的反应，需特别注意标明条件。

第2课时氨与铵态氮肥————————————————————————— [课标要求]1．认识氨气的溶解性。

2．掌握氨气的物理性质和化学性质。

3．掌握铵盐的物理性质和化学性质。

4．掌握氨气的实验室制法。

,1．NH 3是唯一的碱性气体，只能用向下排空气法收集，NH 3·H 2O 是唯一的可溶性弱碱。

2．实验室制NH 3的反应原理：2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 。

3．氮肥包括铵态氮肥、硝态氮肥和有机氮肥。

4．NH ＋4的检验方法：向盛有待测液的试管中加入碱液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察试纸是否变蓝色。

5．主要的化学反应：NH 3＋HCl===NH 4Cl(白烟) NH 4HCO 3=====△NH 3↑＋CO 2↑＋H 2ONH 4Cl=====△NH 3↑＋HCl↑ NH ＋4＋OH －=====△NH 3↑＋H 2O氨气的性质及用途1．物理性质[特别提醒] NH 3极易溶于水，可由喷泉实验证实，实验室收集NH 3只能用向下排空气法收集。

2．化学性质(1)氨与水的反应氨与水反应，其水溶液显弱碱性，发生反应的化学方程式为NH 3＋H 23·H 2＋4＋OH －。

NH 3·H 2O 不稳定，受热易分解，反应的化学方程式为NH 3·H 2O=====△NH 3↑＋H 2O 。

(2)氨与酸的反应两根分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近时产生白烟，反应的化学方程式：NH 3＋HCl===NH 4Cl 。

(3)氨的催化氧化化学方程式为4NH 3＋5O 2=====高温催化剂4NO ＋6H 2O 。

[特别提醒] (1)干燥NH 3时不能用浓H 2SO 4，原因：2NH 3＋H 2SO 4===(NH 4)2SO 4。

(2)液氨与氨水不是同一种物质，前者为纯净物，后者为混合物。

(3)NH 3遇HCl 产生白烟现象，可用浓盐酸检验NH 3；NH 3遇H 2SO 4无白烟现象，原因是H 2SO 4不易挥发。

第三章自然界中的元素第二节氮的循环导学案【学习目标】1、了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质；通过了解生物固氮和人工固氮方式，认识氮气在一定条件下能够与氧气氢气发生反应。

2、掌握一氧化氮和二氧化氮的性质。

了解自然界中形成硝酸的过程。

第一课时【课程导入】5min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？提出学习目标：1、了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质2、了解生物固氮和人工固氮，N2能在一定条件下与氧气、氢气发生反应，准确写出化学反应方程式。

3、了解NO和NO2的颜色、状态、溶解性，有何化学性质。

【自主学习】8min阅读P73-P761、了解生物固氮的主要过程，写出人工固氮（合成氨）的化学方程式。

2、找出NO和NO2的颜色、状态、溶解性等物理性质以及化学性质。

3、如果直接用NO或者NO2化合生成HNO3，该怎么反应？【反馈精讲】8min1．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。

把氮元素从游离态别称化合态称为氮的固定，包括了自然固氮和人工固氮。

2．氮的氧化物比较：NO 与NO 2的物理性质和化学性质。

【小组讨论】8min在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。

然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。

请解释原因。

解释雷雨发庄家蕴含的化学知识。

空气中氮气和氧气在放电下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物质作用形成可溶性硝酸盐，成为氮肥被植物吸收 。

这是氮的固定。

涉及到的化学方程式有：【反馈精讲】6min补充的重要化学方程式（考点）： 4NO 2 + O 2 + 2H 2O = 4HNO 3 4NO + 3O 2 + 2H 2O = 4HNO 3【当堂训练】5min1．下列各项中，属于自然固氮的是( )。

第1课时 自然界中氮的循环、氮气、氮的氧化物二氧化氮的性质一、自然界中氮的循环 1．氮的存在形态（1）以______态的形式存在于大气中。

（2）以______态的形式存在于动植物体、土壤和水体中。

2．氮在自然界中的循环（1）自然循环：N 2――→根瘤菌放电铵离子和硝酸盐植物蛋白、动物蛋白―→氨气 （2）人类活动的影响：人们通过化学方法把空气中的氮气转化为____，再根据需要进一步转化成各种含氮化合物（如______、______）。

二、氮气 1．物理性质2．化学性质3．氮的固定（1）概念：使空气中________的氮转化为____________的过程。

（2）分类预习交流1．什么是可逆反应？ 2．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：2H 2＋O 2===2H 2O 为可逆反应”。

你认为这句话对吗？三、氮的氧化物 1．氮的氧化物2．NO 和2（1）物理性质（2）相互转化①NO→NO 2：__________________②NO 2→NO：________________________ （3）影响①NO：是传递神经信息的“信使分子”，但容易与血红蛋白结合而使人体缺氧。

②NO 2：能使多种织物退色，损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用。

预习交流1．俗语“雷雨发庄稼”的道理是什么？ 2．实验室如何收集NO 、NO 2？为什么？ 答案：一、1.（1）游离 （2）化合 2．（2）氨 氮肥 硝酸二、1.无色 气体 无味 难溶于水2．N 2＋O 2=====放电2NO N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3 3．（1）游离态 含氮化合物 （2）高能 生物 合成氨 仿生 预习交流：1．答案：在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。

2．答案：不对，因为这两个反应不是在相同条件下进行的，所以不是可逆反应。

三、1.N 2O NO N 2O 3 NO 2 N 2O 5 2．（1）无色 红棕色 气体 气体 无味 刺激性气味 有毒 有毒 难溶 易溶 （2）2NO ＋O 2===2NO 2 3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 预习交流：1．答案：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NO 2，NO 2与雨水反应生成HNO 3，生成的HNO 3随雨水进入土壤，同土壤中的矿物质作用，形成被植物吸收的硝酸盐类，使庄稼受益。