高中化学必修1教学设计1：3.3.1 自然界中的氮循环 氮气与氮氧化物

高一化学《自然界中氮的循环，氮的氧化物》教案课型：新授使用人使用时间【知识序列要求的教学内容】：1、自然界中氮的循环2、广泛存在的含氮化合物。

【学情分析】：氮气及其氧化物在初中已经接触过了，但是并没有进行进一步的研究，今天我们对它们进行研究，进一步了解其相关物理化学性质[教学目标]1、了解自然界中氮的循环；2、了解氮的固定3、掌握氮气以及一氧化氮、二氧化氮的相关性质。

[教学重难点]1、氮气的相关物理以及化学性质。

2、氮的固定3、一氧化氮和二氧化氮的性质与其类别。

[教学过程]教学环节教学内容双边活动设计意图与方法引入1min初中我们已经接触过一氧化氮和二氧化氮，它们的共同点就是都是氮的氧化物，都含氮元素，今天我们就来具体的研究一下。

板书课题1min自然界中氮的循环氮的氧化物出示目标2min 1、通过自然界中的氮的循环，使他们了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。

2、通过了解自然固氮和人工固氮的性质，是学生认识氮气在一定的条件下能够与氧气，氢气发生反应。

3、了解氮的两种氧化物NO和NO2的性质，NO与氧气的反应，NO2与水反应，了解自然界中形成硝酸的过程。

先学5-8min阅读课本P73-P76，完成三维设计P54知识点一、P54成功体验1后教20-25 min 一、自然界中的氮循环1.（1）自然界中氮元素的存在形态：游离态和化合态（2）氮元素的化合价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。

氮元素有多重价态：-3价，0价，+1价，+2价，+3价，+4价，+5价。

2. 氮的循环二、氮气1．物理性质（无色无味）的气体，密度（与空气接近），（不）溶于水2.化学性质。

课时1 自然界中氮的循环目标与素养：1.了解氮及其氧化物的主要性质。

(宏观辨识)2.相识氮及其化合物在生产中的应用和对生态环境的影响。

(社会责任)一、自然界中氮的循环1．氮元素在自然界中的存在形式：游离态和化合态。

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

(2)燃烧反应产生的氮氧化物参加氮的循环。

二、氮气的性质和氮气的固定 1．物理性质颜色 状态 气味 密度水溶性 无色气态无味ρN 2＜ρ空气难溶2.化学性质 (1)N 2与O 2反应打雷时或汽车引擎中发生的反应为N 2＋O 2=====放电2NO 。

(2)N 2与H 2的反应①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为可逆反应。

可逆反应的化学方程式用“”代替“===”。

②合成氨的化学反应方程式为。

微点拨：(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)可逆反应必需满意“两同”：①相同条件；②正反方向同时进行。

3．氮的固定(1)定义：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⎩⎪⎨⎪⎧合成氨仿生固氮三、氮的氧化物 1．氮的氧化物氮的化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 对应 氧化物N 2ONON 2O 3NO 2、N 2O 4N 2O 52.NO 和NO 2 (1)物理性质 物质 颜色 状态 气味 毒性 水溶性 NO 无色 气态 无味 有毒 难溶于水 NO 2红棕色气态刺激性有毒易溶于水(2)相互转化①NO →NO 2：2NO ＋O 2===2NO 2。

②NO 2→NO ：3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

微点拨：NO 和NO 2的收集方法 (1)NO 的收集：排水法。

(2)NO 2的收集：向上排空气法。

1．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化合态的氮元素只显一种价态。

教学设计一、教学目标1.知识与技能目标：通过自然界中氮的循环，了解自然界中氮循环的基本流程,认识氮循环过程中的重要物质; 了解固氮的几种形式; 了解氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质和用途。

2.过程和方法：通过对固氮原理、方法的学习，锻炼利用氧化还原思想,物质分类思想两个角度分析解决问题的能力，通过探究实验和验证实验，锻炼动手能力和观察能力，在学习中体验科学探究的基本方法，增强学习化学的兴趣；通过自主探究和合作交流，培养思维分析能力和团队合作意识。

3.情感、态度和价值观：认识氮元素固定的意义，从中体会化学对社会生活的重要意义，同时提高环保意识。

二、教学重难点氮的循环过程以及循环中重要物质的性质三、教学方法教师以图片、视频、生活实际、问题与点拨等多种方法启发式引导学生学习，学生以自学、交流、分组实验，展示、练习多种方式学习。

四、教学过程【导入新课】播放一段雷雨的视频，“雷雨过后，万物生长迅速，空气清新自然，令人心旷神怡，那么是什么原因呢？那么，让我们带着这些问题进入今天的学习”。

【设计意图】从熟悉的自然现象入手，更容易把让学生进入带入本节课的学习。

【展示】本节课的学习目标、重难点一、自然界中氮的循环【教师】学生阅读教材73-74 页（重点结合图3-2-2），回答：氮的循环有几种方式？细心的你在氮的循环过程中找到了几种有关氮的物质，请在下面二维图中写出它们的化学式。

【展示】学生阅读相关段落，完成上述问题，并由一名同学上台展示二维图。

【设计意图】培养学生自主学习的能力。

【教师点评展示的二维图并总结】自然界中氮的循环二、氮循环中的重要物质1.氮气（1））氮气的物理性质和结构【学生】集体回答氮气的物理性质：氮气是一种无色无味的无毒气体，密度比空气稍小，难溶于水。

【教师】那么如何收集氮气？【教师】多媒体展示氮气的分子结构：两个氮原子之间共用三对电子，使每个原子都达到稳定结构，性质稳定。

【过渡】性质稳定，那么能发生什么反应呢？（2））氮气的化学性质【教师】氮气是一种非金属单质，从物质分类的角度预测氮气可以与哪些类别的物质反应？【学生回答并总结】与金属反应、与非金属反应【学生】写出氮元素常见的化合价？从氧化还原角度预测氮气的性质？【回答总结】既有氧化性又有还原性【播放视频】氮气与氧气的反应【教师】提问学生看到的红棕色气体是一氧化氮吗？先保留这个谜团。

第3章自然界中的元素第2节氮的循环第1课时氮气与氮的氧化物三维目标1. 知识与技能目标(1)了解自然界中氮循环的途径、形式及所涉及的物质。

(2)了解生物固氮和人工固氮形式，认识N2、NO、NO2的性质。

2. 过程与方法目标(1)使学生进一步明确学习、研究元素及其化合物的方法和基本思路。

(2)培养学生搜集信息、处理信息的能力。

(3)培养学生探究、观察、总结、分析问题的能力。

3. 情感态度与价值观目标(1)了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。

(2)培养学生敢于质疑的精神。

教学重点自然界中氮循环的途径、形式及所涉及的物质，N2、NO、NO2的性质。

教学难点NO、NO2的性质。

教学过程【引入】闪电是大家非常熟悉的一种自然现象。

俗话说“一场雷雨一场肥”，雷雨过后，人们发现小草长得更茂盛了，叶子绿油油的，花儿竞相开放，就像刚施了氮肥一样。

那么雷雨生成了什么肥料？又是怎样生成的呢？我们带着这些疑问来学习本节内容《氮的循环》。

【板书】一、氮在自然界中的循环和存在形式【讲述】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N 2；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N 2转化为硝酸盐；闪电使少量N 2与O 2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。

【板书】二、氮循环的重要物质及其变化 【讲述】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%，占其他质量的75%。

《自然界中的氮循环》教案
一、教学目标
（一）知识与技能
1.了解自然界中的氮循环的途径、形式及所涉及的物质。

2.了解生物固氮和人工固氮形式，认识N2 、NO 、NO2的性质。

3.了解氮氧化物溶于水生成硝酸的有关计算。

（二）过程与方法
1．使学生进一步明确学习、研究元素及其化合物的方法和基本思路。

2．培养学生搜集信息、处理信息能力。

3．培养学生探究、观察、总结、分析问题的能力。

（三）情感态度与价值观
1.了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。

2.培养学生敢于质疑的精神。

二、教学重点
氮气、NO和NO2的性质。

三、教学难点
氮氧化物溶于水生成硝酸的有关计算。

四、教学准备
多媒体课件、图片。

五、教学过程
新课导入：
如何利用氮？
新课讲解：
（一）化学肥料
1.阅读：书本第66页。

2.活动：调查花卉的肥料化学成分。

3.实验：书本第68页。

4.小资料：我国的化肥生产。

（二）氮循环
（三）人类活动对氮循环的影响
1.阅读：富营养化会影响植物的多样性。

2.科学技术社会环境：汽车尾气催化转化器和锅炉废气清洗器。

3.练习：书本第74页。

4.探究课题：垃圾的循环利用。

〖第1课时 氮气与氮的氧化物〗之小船创作[学习目标] 1.能依据元素化合价列举、描述、辨识含氮元素的典型物质——N 2、NO 、NO 2重要的物理性质和化学性质及其实验现象，能用化学方程式正确表示典型物质的主要性质。

2.能从元素化合价的角度，依据氧化还原反应原理预测N 2、NO 、NO 2的性质及物质间的转化，设计实验进行初步验证，并能分析解释有关实验现象。

3.能分别根据N 2、NO 、NO 2的性质分析生产、生活以及环境中的某些问题和对社会发展的价值及对环境的影响。

1.自然界中氮的循环(1)自然循环(2)人类活动的影响①化肥厂：□01N 2→NH 3→氮肥、硝酸等含氮化合物。

②化石燃料的燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧产生的□02氮氧化物。

(3)氮在自然界中的存在形态有□03游离态和化合态。

2．氮气(1)氮气的物理性质通常状况下，氮气是无色、无味、无毒的气体；密度比空气的稍小；难溶于水。

(2)氮气的化学性质 氮气分子的□04结构稳定，通常状况下，氮气的化学性质□05不活泼，但在一定条件下能与某些物质发生反应。

写出下列反应的方程式： ①与O 2反应：□06N 2＋O 2=====放电2NO 。

②与H 2反应：□07N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3。

(3)氮的固定①定义：使□08游离态的氮转化为含氮化合物叫做氮的固定，简称固氮。

②氮的固定的分类3．NO 和NO 2的性质比较一、氮气及氮在自然界中的循环[交流研讨]1．会种地的农民说种大豆不用上氮肥，你认为有道理吗？提示：有道理；因为豆科植物的根瘤菌能把空气中的氮气转化为含氮化合物给植物提供氮肥。

2．白炽灯泡中为什么要充入N2?提示：N2稳定，高温下不与钨丝反应，能延长灯泡的寿命。

[点拨提升]1．由氮气(N2)转化为含氮的化合物叫做氮的固定；由含氮的化合物转化为新的含氮的化合物，不是氮的固定。

2．镁在空气中燃烧的产物除MgO外，还有Mg3N2。

氮气与氮的固定氨与铵态氮肥氮的循环 硝酸及其应用人类活动对氮循第 3 章 自然界中的元素第 2 节氮的循环一、教材分析〔一〕学问脉络氮及其化合物是元素化合物学问的重要组成局部。

本节教材通过闪电这一自然现象，激发 学生思考自然界中的含氮物质，通过自然界中的氮循环，引出氮循环中的重要物质—氮气、NO 、NO 、氨、铵盐、硝酸等，然后通过观看思考、试验探究生疏这些重要物质的性质、用 2途。

在学习过程中了解人类活动对自然界氮循环和环境的影响。

〔二〕学问框架〔 氮 气 的性质，氮的固定〕〔氨的性质，〔硝酸的性质〕〔酸雨、光化学烟雾、富养分化〕〔三〕教材的主要特点：从培育学生终身进展所必备的学问和力气动身，重点介绍重要代表物的性质与用途，同时留意培育学生的观看力气和综合分析问题的力气。

二．教学目标〔一〕学问与技能目标1、了解自然界中的氮循环及人类活动对氮循环的影响；2、通过了解生物固氮和人工固氮形式，生疏N 2 、NO 、NO 2 的性质；3、通过观看思考活动，生疏NH 3、铵盐的性质及铵态氮肥的使用问题；4、通过观看思考活动，生疏 HNO 的性质。

3〔二〕过程与方法目标1、培育学生通过观看试验现象，总结分析物质性质的力气；2、初步体会物质的浓度对化学反响产物的影响，进一步生疏试验中变量把握的思想。

〔三〕情感态度与价值观目标1、通过介绍合成氨进展的艰辛历程，体会从试验室争论到工业生产的过程，渗透化学与技术关系的教育；2、通过介绍酸雨，光化学烟雾和富养分化等环境问题，了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识。

三、重点、难点〔一〕学问上重点、难点重点：氮气、氨、铵盐和硝酸的性质。

难点：硝酸的氧化性。

〔二〕方法上重点、难点培育学生通过观看试验现象总结分析物质性质的力气，并使学生初步体会物质的浓度对化学反响产物的影响，进一步生疏试验中变量把握的重要性。

四、教学预备〔一〕学生预备1、预习其次节-氮的循环2、查找氮循环的资料，小组合作画出氮循环图示，写出短文。

第三章 自然界中的元素第3节 氮的循环第1课时 自然界中的氮的循环以及氮循环中的重要物质【学习目标】1．了解氮的固定以及氮在自然界中的循环。

2．了解氮气的性质。

3．掌握NO 、NO 2的重要性质。

【知识清单】一、氮在自然界中的循环 1．自然界中的氮的循环。

在自然界中，大豆、蚕豆等豆科植物不施肥，仍能表现出良好的长势，其原因是什么？答案：大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物，植物的根从土壤中吸收NH ＋4和硝酸盐。

2．人类活动对氮循环的影响。

(1)人类在氮循环方面是通过化学方法把空气中的N 2转化为氨，再进一步转化。

(2)化石燃料燃烧、森林和农作物的枝叶燃烧所产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋，进入氮循环。

二、氮气 1．氮气的性质在通常情况下，化学性质稳定，很难与其他物质反应，但是在一定条件下，能与氧气、氢气等物质发生反应。

氮气物理性质：无色、无味、难溶于水、密度与空气相近、约占空气体积的78%化学性质：――→O 2 表现还原性：N 2＋O 2=====放电2NO ――→H 2 表现氧化性：N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3 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，为可逆反应，可逆反应的化学方程式用“”表示。

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。

D 解析：通过闪电等产生含氮化合物属于自然固氮中的高能固氮，根瘤菌能够将空气中的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物，属于自然固氮中的生物固氮。

氨的工业合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

电解饱和食盐水与氮的固定无关。

3．下列对NO、NO2的描述，正确的是( )A．NO 是红棕色气体，易溶于水，是酸性氧化物B．NO2可用排水法收集，且可由N2和O2直接化合而得到C．NO、NO2在一定条件下可相互转化，且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物D．一氧化氮密度比空气大，可用排空气法收集C 解析：NO是无色难溶于水的气体，NO不与碱反应，不是酸性氧化物，故A项错误；NO2与水反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，N2和O2反应生成NO，故B项错误；NO和O2发生反应：2NO＋O2===2NO2，NO2与H2O反应生成NO，光化学烟雾主要是由NO x引起的，故C项正确；一氧化氮能与氧气反应，不能用排空气法收集。

第1课时氮气与氮的氧化物学业要求1．通过自然界中的氮循环，了解氮循环的基本过程，能例举自然固氮与人工固氮的过程，知道人工固氮对社会发展的重要意义，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。

2．认识氮循环过程中重要的含有氮元素的物质，能够对含有氮元素的物质进行分类，形成宏观辨识与微观探析的化学核心素养。

3．认识氮气、一氧化氮、二氧化氮的物理性质、化学性质以及典型的实验现象，能书写主要反应的化学方程式，知道它们的主要应用；建立从物质类别、元素价态角度研究物质性质和实现含有氮元素的物质之间转化的思路和方法，培养科学探究与创络一、自然界中的氮循环1．自然循环2．人类活动的影响(1)通过化学方法把空气中的氮气转化成________，再转化成其他含氮化合物(如________、________等)。

(2)燃烧反应产生的____________参与氮的循环。

二、氮气的性质和氮的固定1．氮气的物理性质2.氮气的化学性质N2化学性质稳定，通常很难与其他物质发生反应，在一定条件下能与O2或H2等物质反应。

(1)N2与O2的反应：____________________(表现还原性)。

(2)N2与H2的反应：____________________(表现氧化性)。

3．氮的固定(1)定义：将空气中________态的氮转化为含氮化合物的过程。

(2)分类：氮的固定主要有____________和____________。

三、氮的氧化物1．氮的氧化物的种类2.NO和NO2(1)物理性质。

(2)相互转化2NO＋O2===________3NO2＋H2O===________[即学即练]1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)汽车尾气中有NO x，主要是汽油不充分燃烧引起的。

( )(2)制二氧化氮时，用水或NaOH 溶液吸收尾气。

( ) (3)工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应。

( ) (4)NO 2通入FeSO 4溶液中始终无明显现象。

第3章物质的性质与转化第3节氮的循环第1课时自然界中的氮循环氮气与氮氧化物学习目标1.了解自然界中的氮循环。

2．了解氮的固定及其种类。

3．了解氮及其氧化物的主要性质。

4．认识氮及其氧化物在生产中的应用和对生态环境的影响。

知识梳理一、自然界中的氮循环1．氮的存在氮是一种地球上含量丰富的元素，除了以游离态的形式存在于中外，还以化合态的形式存在于中。

2．氮的循环3.氮及其化合物价态和类别的关系[即时训练]1．氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分，如下图所示，下列说法中不正确的是()A．人类活动对氮的循环起到了主导作用B．硝化和反硝化过程都属于氧化还原反应C．有机氮与无机氮可相互转化D．反硝化过程有助于稳定N2在大气中的含量2．下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法正确的是()A．氮在自然界中存在形式只有游离态B．固氮过程中氮元素均被还原C．只有氮、氧两种元素参加了氮循环D．植物吸收的无机氮主要是NH＋4和NO－3二、氮的固定及氮气的性质1．氮的固定2．氮气的性质(1)物理性质(2)化学性质①N2与O2反应：，其中氮气表现性。

②N2与H2反应：，其中氮气表现性。

该反应是工业上合成氨的主要反应。

点拨N2与H2的反应是可逆反应，二者不可能完全反应。

[即时训练]角度一固氮过程的判断1．下列各项属于自然固氮的是()A．植物从土壤中吸收含氮肥料B．由合成氨制取氮肥C．豆科植物的根瘤菌将氮气转变成硝酸盐等含氮的化合物D．仿生固氮角度二氮气的性质2．下列关于氮气的说法中，错误的是()A．通常情况下，氮气性质比较稳定B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮C．1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3D．氮元素是活泼的非金属元素，氮气在化学反应中作氧化剂三、氮的两种重要氧化物1．不同价态氮的氧化物2．NO和NO2(1)物理性质：(2)相互转化：①NO→NO 2∶ ，②NO 2→NO ∶ ，工业上利用该反应制备硝酸。