2017氮气及其氧化物

建构物质认知模型深化元素化合物学习——以《氮气及其氧化物》为例【摘要】元素化合物的学习既重要，又繁琐，同时也是化学基本概念、基本理论学习的载体。

对高中化学学习有非常重要作用。

形成物质认知模型，能够深化元素化合物的的学习。

本文通过《氮及其氧化物》教学设计，说明如何在教学过程中，基于真实问题情境建构物质认知模型，并在建构认知模型过程中渗透基本概念、基本理论的学习。

【关键词】元素化合物物质认知模型情境基本概念基本理论元素化合物知识是中学化学重要的组成部分，是认识物质世界，解决化学问题的重要学科基础。

整个中学阶段涉及的元素化合物种类繁多，性质琐碎、反应规律复杂，往往使学生易学难记。

因此，学生在学习元素化合物的时候很容易产生畏难情绪。

而化学核心素养的落实，很大一部分是在元素化合物学习中进行。

这部分的学习对于高中阶段的化学学习非常重要。

怎么能让学生轻松学好元素化合物知识，同时更好培养学生化学核心素养？建构物质认知模型，能够深化元素化合物的学习。

认知模型是模型的一种类型。

物质认知模型，就是认识具体物质的过程模型。

形成了物质认知模型，学生就可以结合物质性质，就可以把化学知识高度浓缩，将次要的非本质的信息滤去，使重要的本质性知识形成清晰的知识框架，更好纳入已有的知识体系中。

而物质认知模型不是一朝一夕之间可以形成的，需要教师在上课过程中，采用模型教学，引导学生建构模型，使用模型。

1.物质认知模型在元素化合物教学中的指导作用《普通高中化学课程标准（2017年版）》，标准中指出，新化学课程改革以发展化学学科核心素养为主旨，培养学生具备五大化学核心素养。

其中“证据推理与模型认知”是从逻辑思维层面提出的素养，是学科核心素养的思维核心[1]。

并在课程目标中提出，要求学生能运用多种认知模型来描述和解释物质的结构、性质和变化，预测物质及其变化的可能结果[1]。

课程标准中所说的认知模型，可以理解为学生根据化学家们研究化学现象的一般思路和方法，所建构的对化学研究对象的认知模型。

氮的循环闪电：人工固氮：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 都是大气污染物N2O3是HNO2 的酸酐②氧化反应：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 6 NO + 4 NH3 = 5N2 + 6H2O (催化剂) NO2+ 2KI + H2O = NO + 2KOH+I2（使KI碘化钾淀粉试纸变蓝，可用于NO2 的检验）歧化反应：3NO2+H2O = 2HNO3+NO 4NO2+O2 +2H2O = 4HNO32NO2+2NaOH = NaNO2+NaNO3+H2O（尾气吸收）③NO2和溴蒸气在性质上的相似之处： A ．均有氧化性 B ．溶于水后溶液呈酸性C ．能与碱溶液反应，颜色消失鉴别两者不能用淀粉 KI 试纸、碱溶液等。

NO2和溴蒸气在性质上的差异之处：A ．通入水中，NO2溶于水发生反应后溶液无色而溴蒸气溶于水溶液呈橙色B ．通入AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气C ．通入CCl4有机溶剂中， 溶于CCl4而且CCl4溶液呈橙红色的为Br2(g)D ．将盛有溴蒸气和 NO2 气体试管放入冷水中冷却，气体颜色变浅的为 NO2②氨水中含有三种分子（H2O 、NH3•H2O 、NH3）和三种离子（OH —、NH4+、H+），含量最多的是NH3•H2O ，但计算其浓度时要将所有的含氨微粒换算为NH3 ③氨水是一种弱碱，当反应物时，在离子方程式中用分子式表示。

4.氨的制备 ① 反应原理 2NH4Cl+Ca(OH)2==2NH3↑+2H2O+CaCl2 反应装置 固固加热装置 净化 用碱石灰干燥 收集 向下排空气法验满方法 ①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色 ②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，有白烟产生尾气处理 收集时，一般在试管口塞一团用水或稀硫酸浸湿的棉花，可减少NH3与空气的对流速度，收集到纯净的NH3△棉花的作用：防止空气对流不能用氢氧化钠代替氢氧化钙：氢氧化钠易吸水，易结块，不易产生NH3；热的氢氧化钠对玻璃有腐蚀作用。

氮及其氧化物【学习目标】1、掌握氮气的物理、化学性质，了解氮气的工业制法；2、掌握一氧化氮、二氧化氮的物理、化学性质，了解二者的实验室制法；3、掌握有关一氧化氮、二氧化氮的简单计算。

【要点梳理】要点一、氮气1．物理性质：无色、无味的气体，密度比空气略小，在水中溶解度很小（体积比=1：0.02），在压强为101KPa下，氮气在—195.8℃时变成无色液体，氮气分子在—209.9℃时变成雪花状固体。

2．化学性质：（1）通常状况下很难与其它物质发生化学反应（2）在一定条件下，能与一些物质发生化学反应①与H2反应：②与某些金属反应：3Mg+N2Mg3N2③与O2反应：在通常情况下，与O2不发生反应，但在放电或高温的条件下能与O2直接化合生成NO。

N2+O2放电或高温2NO（闪电、汽车引擎中发生的反应）NO为无色无味有毒的难溶于水的气体，NO很容易在常温下与空气中的O2化合，生成NO2。

2NO+O2==2NO2，NO2为红棕色、有刺激性气味，有毒的气体，易溶于水并发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NONO、NO2为大气污染物3．工业制法：（1）分离液态空气：（2）耗氧法：4．用途：工业原料，合成氨，制化肥，HNO3，保护气，制冷剂要点二、二氧化氮和一氧化氮的比较【高清课堂：氮及其氧化物ID:395519#氮的氧化物】NO NO2物色态味无色、无味、气体红棕色、刺激性气味、气体理 性 质密度 密度略大于空气 密度比空气大 熔沸点 很低 低，易液化 溶解性 不溶 易溶 化 学 性质毒性 有毒 有毒与水 不反应 3NO 2+H 2O=2HNO 3+NONO 2既是氧化剂，又是还原剂 与碱不反应2NO 2+2NaOH=NaNO 3+NaNO 2+H 2O NO ＋NO 2 ＋2NaOH=2NaNO 2 +H 2O氧化性 2NO+2CO=2CO 2+N 2 2NO 2+2KI=I 2+2KNO 2 还原性2NO+O 2=2NO 2 可使KMnO 4褪色可使KMnO 4褪色 与O 2混合，通入水中 4NO+3O 2+2H 2O=4HNO 3 4NO 2+O 2+2H 2O=4HNO 3实验室制取 3Cu+8HNO 3(稀)===3C u (N O 3)2 +2NO ↑+4H 2O Cu+4HNO 3(浓)===C u (N O 3)2+2NO 2 ↑+2H 2O 收集方法排水法向上排空气法要点诠释：氮的氧化物除NO 、NO 2外，还有12N O +、323N O +、424N O +、525N O +，其中N 2O 5、N 2O 3分别是硝酸、亚硝酸（HNO 2）的酸酐。

化学高中氮及其氧化物教案教学内容：氮及其氧化物教学目标：1. 了解氮的性质、存在形态及制备方法；2. 了解氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质及应用；3. 掌握氮气的制备方法和实验室制备一氧化氮和二氧化氮的方法；4. 能够解释氮气、一氧化氮、二氧化氮的反应机理。

教学重点：1. 氮的性质、存在形态及制备方法；2. 氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质及应用。

教学难点：1. 氮的存在形态及制备方法；2. 一氧化氮、二氧化氮的反应机理。

教学方法：讲授、实验、讨论教学过程：一、氮的性质、存在形态及制备方法1. 讲解氮的性质和存在形态；2. 讲解氮气的制备方法；3. 引导学生讨论氮气在工业生产中的应用。

二、氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质及应用1. 讲解氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质；2. 引导学生通过实验了解氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质；3. 讨论氮气、一氧化氮、二氧化氮在环境保护和医疗领域的应用。

三、实验1. 实验一：制备氮气；2. 实验二：制备一氧化氮和二氧化氮。

四、反应机理1. 讲解氮气、一氧化氮、二氧化氮的反应机理；2. 引导学生分析氮气、一氧化氮、二氧化氮在实际应用中的反应过程。

五、总结与小结1. 总结氮及其氧化物的相关知识；2. 引导学生思考氮及其氧化物在生活和工业中的重要性。

教学反馈：布置相关作业并收集学生反馈意见。

教学材料：化学教科书、实验器材、实验药品等。

教学评估：考试、实验报告等方式对学生进行评估。

（以上内容仅供参考，具体教学过程可根据实际情况进行调整。

）。

质对市爱慕阳光实验学校高三化学氮气和氮的氧化物【本讲信息】一. 教学内容：氮气和氮的氧化物1、氮气2、氮的氧化物二. 、难点1、了解氮气的分子结构，掌握氮气的化学性质，理解氮的固的含义。

2、掌握NO和NO2的重要性质及NO、NO2与O2的混合气体溶于水的计算。

三. 复习过程〔一〕氮气1、氮气的物理性质空气中氮气的体积分数为78%，氮气是一种无色、无味、密度比空气稍小、熔、沸点低，难溶于水的气体。

2、氮分子的结构〔1〕氮气的分子式：N2〔2〕电子式：〔3〕结构式：N≡N分析：两个氮原子间以叁键相结合，使氮分子的结构很牢固。

常温下氮气化学性质很不活泼。

氧气和氮气共存于空气中，氧气很容易跟其他物质反，而氮气却很难参加反。

但化学性质的稳是相对的，一条件下，温、高压、放电，氮分子获得足够能量，使共价键断裂，就能与一些物质如O2、H2发生反。

3、氮气的化学性质〔1〕稳性氮元素的非金属性仅次于氟和氧。

氮气性质不活泼是因为两个氮原子之间以键能为946kJ·mol-1的三键结合，是所有双原子分子中键能最大的。

因而尽管氮是十分活泼的非金属，自然界仍有大量的游离态的氮气存在。

〔2〕氧化性<1>与氢气反：N2＋3H2催化剂高温高压2NH3①反条件：高温、高压、催化剂。

②反特征：可逆反，即N2与H2化合生成氨气，放出热量，同时，氨气也会分解生成N2和H2。

③工业合成氨的原理。

<2>与活泼金属镁反：〔3〕复原性与氧气在放电条件下反：〔二〕氮的氧化物氮元素有＋1、＋2、＋3、＋４、＋5五种正价，五种正价对六种氧化物：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。

其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐。

1、一氧化氮NO是一种无色有刺激性气味的气体，能与人血液中的血红蛋白结合而使人中毒。

接触空气后立即被氧化为二氧化氮而变为红棕色，收集NO气体必须用排水取气法。

NO在神经信号传递、血压生理调控、血流量控制、免疫调节、抵抗感染方面起到了重要作用，被称为“信使分子〞。

课题氮气及氮的氧化物备课时间上课时间主备教师组内意见级部审核课时第课时总课时考纲要求考纲解读了解氮元素单质及其化合物的主要性质及应用。

了解氮单质及其氧化物对环境质量的影响。

1.氮气的稳定性、氮的氧化物的性质及对环境的危害。

2.氨气的性质及制法、铵盐的性质及NH4+的检验。

3.硝酸及硝酸盐的性质、NO3-的检验。

教学过程教（学）反思过关活动一、氮气1.物理性质N2是无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水，熔沸点低。

2.化学性质氮分子结构很稳定，氮气的电子式：结构式：，在通常情况下，氮气性质很不活泼，很难与其他物质发生化学反应；在或情况下，氮气也能与氢气、氧气和活泼金属等物质发生化学反应。

写出下列反应的化学方程式①放电条件下与氧气反应：②点燃条件下与镁化合：③工业合成氨：氮的固定：将空气中态的氮转化为态的氮的过程叫氮的固定。

包括:生物固氮（）、自然固氮（）和人工固氮（化学固氮）。

活动巩固1.氮气与其他单质化合一般需高温，有时还需高压等条件，但金属锂在常温常压下能与氮气化合生成氮化锂。

这是因为：①此反应可能是吸热反应；②此反应可能是放热反应；③此反应前可能氮分子不必先分解为原子；④此反应前可能氮分子先分解成原子。

其中正确的组合是()A．①②B．②④C．②③D．①④2.下列反应表示氮的固定作用的是()A．N2与H2在一定条件下合成NH3B．NH3经催化氧化生成NOC．NO和O2反应生成NO2D．由NH3制碳酸氢铵和尿素过关活动二、氮的氧化物NO x氮的氧化物从+1价→+5价都有，它们的化学式分别是：（按价态由低到高顺序）22一氧化氮在常温下很容易与空气中的氧气反应，化学方程式为NO2与水反应化学方程式为（标出电子转移的方向和数目）用化学方程式解释标况下体积为22.4LNO2气体含有的N原子数>N ANO、NO2溶于水的计算①NO2及NO、NO2混合气体溶于水的计算方程式：②NO2和O2混合气体溶于水的计算方程式：③NO和O2同时通入水中的计算光化学烟雾：汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（CH）和氮氧化物（NO x）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧（O3）、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。

氮⽓+氮氧化物知识点总结,氮氧化物和氧⽓溶于⽔的计算1氮⽓、氮氧化物氮⽓(N 2)1.N 2的物理性质：⽆⾊、⽆味的⽓体，⽐空⽓稍轻，难溶于⽔，可液化，液氮温度可达-196℃，常作冷冻剂。

2.N 2的化学结构：（1）N 2的电⼦式：_________，N 2的结构式_________；两个氮原⼦通过三对共⽤电⼦对结合起来，键能⼤，结构稳定，所以N 2在常温下性质不活泼。

（2）氮元素的化合价有：______________________。

3,1,2,3,4,5-+++++3.N 2的化学性质：（1）22N O 2NO +??→放电（2）N 2+3H 22NH 3（3）注意：Mg 3N 2是⼀种⽩⾊固体，遇⽔会剧烈反应⽣成氨⽓和氢氧化镁。

Mg 3N 2+6H 2O→3Mg(OH)2 ↓+2NH 3↑（反应类型为复分解反应）4.N 2的⼯业制法：将空⽓液化，液化过程中分离出N 2。

5.N 2的作⽤：作保护⽓、作冷冻剂、合成氨、制HNO 3等。

6.氮的固定：把⼤⽓中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为氮的固定。

7.氮的固定的主要途径：（1）⾃然固氮：闪电时⼤⽓中的氮转化为氮的氧化物，经降⽔⽣成极稀的硝酸，渗⼊⼟壤被植物根系吸收，即“雷⾬肥庄稼”，该过程涉及的化学反应有：2222223N O 2NO2NO O 2NO 3NO H O 2HNO NO+→+→+→+放电（2）⼈⼯固氮：如⼯业固氮，N 2+3H 22NH 3（哈伯法制氨）（3）⽣物固氮：⾖科植物的根部附有根瘤菌，其中含有固氮酶，能把空⽓中游离的氮变成氨作为养分吸收。

氮氧化物1.氮的五种正价能⽣成六种氧化物，它们均有毒，能污染空⽓。

氮氧化物、碳氢化合物受太阳光紫外线作⽤，会产⽣光化学烟雾。

（1）N 2O （笑⽓）：⽆⾊⽓体，常做⿇醉剂；（2）NO ：⽆⾊⽆味⽓体，能与⾎红蛋⽩结合使⼈缺氧⽽中毒；（3）N 2O 3：亚硝酐，2322N O H O 2HNO +→；2233NO H O 2HNO NO +→+；；2NaOH+2NO 2→NaNO 3 +NaNO 2+H 2O ；（5）N 2O 4：⽆⾊⽓体，易液化，能与NO 2互相转化，；（6）N 2O 5：⽆⾊固体，硝酐，2523N O H O 2HNO +→⽔反应22相关的化学反应为：222232NO O 2NO 3NO H O 2HNO NO +→??+→+?总反应化学⽅程式为：2234NO 3O 2H O 4HNO ++→⼩结：(a)()()2NO :O 4:3V V =时完全反应，⽆⽓体剩余；(b)()()2NO :O 4:3V V <时，O 2过量，剩余⽓体为O 2；(c)()()2NO :O 4:3V V >时，NO 过量，剩余⽓体为NO ；（3）NO 2和O 2混合⽓体溶于⽔的计算：相关的化学反应为：223223NO H O 2HNO NO 2NO O 2NO +→+??+→? 总反应化学⽅程式为：22234NO O 2H O 4HNO ++→⼩结：(a)()()22NO :O 4:1V V =时完全反应，⽆⽓体剩余；(b)()()22NO :O 4:1V V <时，O 2过量，剩余⽓体为O 2；(c)()()22NO :O 4:1V V >，NO 2过量，剩余⽓体为NO ，且()()()221NO NO 4O 3V V V =-；（4）NO 、NO 2与O 2溶于⽔，恰好完全反应，则总的化学反应为：aNO+bNO 2+cO 2+____H 2O→_____HNO 3，a 、b 、c 要满⾜的等量关系为：3a+b=4c 。