《氮的循環》教學設計教學目標1.能簡要說明氮循環的基本過程，知道固氮的本質以及生物固氮和人工固氮這兩種固氮形式。2.了解氮循環過程中的重要物質以及人類活動對氮循環和環境的影響（知道酸雨、光化學煙霧和富營養化等環境問題）3.能列舉含氮元素的單質及其化合物了解氮氣、氨氣、銨鹽及硝酸的主要物理性質和化學性質，知道NH的檢驗方法和氨氣的實驗室制法，能書寫相關反應的化學方程式。教學重點、難點：氮氣、氨、銨鹽和硝酸的性質教學課時：2課時知識分析空氣中的主要物質？植物生長需要的主要元素？（一）氮在自然界中的循環和存在形式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種是游離態，如N2，一種是化合態，如銨鹽、硝酸鹽、氨、蛋白質等。2.氮在自然界中的循環（1）氮在自然界中的循環的基本過程自然界里，空氣的氮氣轉化為植物可以直接吸收含氮化合物的兩種主要形式，豆科植物的根瘤菌把N2轉化為硝酸鹽；閃電使少量N2與O2化合生成NO，隨之變為硝酸隨降水進入土壤和水體。植物的根從土壤中吸收銨鹽、硝酸鹽，經過復雜的生物轉化，形成了各種氨基酸，氨基酸最后變成蛋白質。動物以植物為食而獲得植物蛋白，并將其轉化為動物蛋白，動物遺體中的蛋白質被微生物分子分解成銨離子、硝酸根和氨，又回到了土壤和水體中，被植物再次吸收利用。（2）氮循環的重要意義由于存在著氮元素的循環，其他生命元素的循環，以及水的循環，地球的生命才生生不息，生機勃勃。（二）氮循環的重要物質及其變化1.氮氣（1）物理性質無色無味的難溶于水的氣體；密度比空氣小，在空氣中約占總體積的78%，占其它質量的75%。（2）分子結構兩個氮原子之間的強烈作用，要破壞這種牢固的結合，需要很高的能量。常溫下，N2的化學性質很不活潑，但在高溫、放電、點燃等條件下能與O2、Mg、H2等反應。（3）化學性質①與O2反應：N2+O2＝2NO②與H2反應：N2+3H2＝2NH3③與Mg的反應：N2+3Mg＝Mg3N2溫馨提示：●由于N2的化學性質不活潑，所以N2與其它物質的反應，需特別注意標明條件。●N2和O2反應后，“最初產物”是NO，而不是NO2。●一般情況下，N2不能燃燒，也不助燃，但Mg條卻可以在N2中燃燒。（4）用途：a.保護氣b.液氮作深度冷凍劑c.合成氨等思考：相同質量的鎂條分別在O2、N2和空氣中充分燃燒，所得固體產物的質量m1，m2，m3由大到小的順序是（解答：m1>m3>m2）重要補充：①氮的固定概念：使空氣中游離的氮轉變為含氮化合物的方法。分類：自然固氮和人工固氮②可逆反應概念：在相同條件下，能同時正反兩個方向進行的反應，為可逆反應，化學方程式中用“”代替“＝”。特點：相同條件下，相反方向的兩個化學反應；與化學反應有關的各種物質共存，如N2+3H22NH3反應體系中就存在N2、H2、NH3分子。2、氮的氧化物—NO、NO2的重要性質（1）物理性質NO：無色無味難溶于水的氣體有毒NO2：紅棕色有刺激性氣味的氣體有毒（2）化學性質2NO+O2＝2NO26NO+4NH3＝5N2+6H2O3NO2+H2O＝2HNO3＋NO6NO2+8NH3＝7N2+12H2O（3）計算中用到的兩個重要化學方程式4NO+3O2+2H2O＝4HNO3；4NO2+O2+2H2O＝4HNO3思考：①NO有毒，為什么在1992年被世界著名學術期刊《科學》（Seience，美國）評為明星分子？②NO2為什么能使多種織物退色，損壞多種織物和尼龍制品，對金屬和非金屬材料也有腐蝕作用？③實驗室如何收集NO、NO2？為什么？解答：①NO作為一種神經系統的信使分子，在使血管擴張、免疫、增強記憶力等方面有著及其重要的作用。②NO2溶于水生成了硝酸，使織物退色、腐蝕材料。③收集NO用排水法，收集NO2用向上排空氣法；前者易與氧氣反應，后者易與水反應3、氮的氫化物——NH3（1）分子結構立體結構（三角錐形）（2）物理性質無色、有刺激性氣味的氣體，標況下密度為·L－1，比空氣輕，極易溶于水（1:700），且快速溶解，易液化得液氨，液氨氣化時要吸收大量的熱，使物質的溫度急劇下降，所以液氨常用作制冷劑。關于噴泉實驗：①氨氣能形成噴泉的本質原因是氨極易溶于水。②用教材中的裝置進行噴泉實驗，引發水上噴的操作是擠壓膠頭滴管，使少量水進入燒瓶。該實驗的原理是，少量水進入燒瓶時，氨迅速溶解，瓶內壓強迅速降低，水在外界大氣壓作用下，壓入燒瓶。如果把膠頭滴管去掉，如何引發水上噴？③氨溶解于水不是簡單的溶解過程，有化學反應，生成堿性物質。（3）化學性質①氨與水的反應NH3+H2ONH3·H2O說明：●氨的溶解中更重要的是生成了NH3·H2O，但溶質為NH3●氨的水溶液顯弱堿性，NH3·H2ONH4++OH—●氨水易揮發，要密封保存，對許多金屬有腐蝕作用，不能用金屬容器盛裝。●氨水的密度小于水的密度，且質量分數越大，密度越小。●氨水的成分：NH3、H2O、NH3·H2O、NH4+、OH—H+②氨與HCl反應NH3+HCl＝NH4Cl練習：寫出NH3與硝酸、硫酸、磷酸的化學方程式解答：NH3+HNO3＝NH4NO3；2NH3+H2SO4＝(NH4)2SO4；3NH3+H3PO4＝(NH4)3PO4)③氨與某些鹽溶液的反應FeCl3+3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓+3NH4Cl；MgCl2+2NH3·H2O＝Mg(OH)2↓+2NH4Cl④氨的還原性a.氨與O2的反應催化氧化：4NH3+5O2＝4NO+6H2O；與純O2反應：4NH3+3O2＝2N2+6H2Ob.與Cl2反應①氨氣不足（Cl2過量）2NH3+3Cl2＝N2+6HCl②氨氣足量8NH3+3Cl2＝N2+6NH4Clc.與CuO的反應2NH3+3CuO＝3Cu+N2+3H2O（可用于制N2）小結：●NH3是唯一能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體，可用于氨氣的檢驗●氨水與液氨為不同物質，氨水為混合物，液氨為純凈物;NH3為非電解質，而NH3·H2O為弱電解質。●與濃氨水靠近，能產生白煙現象的物質：①揮發性酸如濃HNO3、濃HCl②酸性氣體HCl、HBr、HI、H2S等；③Cl2。但濃H2SO4、濃H3PO4因難揮發而無此現象。●NH3可在純氧中燃燒，不是在空氣中燃燒，故NH3不屬于可燃燒氣體。4.銨鹽的主要性質（1）概念：由銨根離子和酸根離子組成的鹽（2）物理性質：都是無色晶體，都易溶于水（3）化學性質①受熱易分解a.熱不穩定酸的銨鹽為NH3和酸的分解產物NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O（對熱不穩定酸：H2CO3、H2SO3、H2SiO3）b.揮發性酸對應的銨鹽的分解產物是NH3和相應的酸NH4ClNH3↑+HCl↑（揮發性酸：HCl、HBr、H2S、HI）c.高沸點酸的銨鹽的分解產物為NH3和相應的酸(NH4)3PO43NH3↑+H3PO4d.氧化性酸的銨鹽的分解產物隨溫度而異2NH4NO32N2↑+O2↑+4H2O②與堿反應NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O（4）NH4+的檢測：在未知溶液中加入強堿并加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，若試紙變藍，則證明原溶液中含NH4+思考：①銨鹽都能受熱分解，能不能用此種方法檢驗NH4+的存在？②銨鹽與濃堿溶液，銨鹽與稀堿溶液反應并加熱，銨鹽與稀堿溶液反應不加熱的離子方程式有何不同？解答：①不能。②生成氨氣、生成氨氣、生成一水合氨。5.硝酸的重要性質（1）物理性質：純HNO3是無色，易揮發（沸點83℃），有刺激性氣味的液體。易溶于水密度比水大，常用的濃HNO3質量分數為69%，98%的硝酸稱“發煙硝酸”）（2）化學性質①酸的通性②特性a.不穩定性：4HNO34NO2+O2+2H2O并且越多越易分解b.強氧化性：濃硝酸可以與不活潑金屬如銅、銀等以及碳、磷等非金屬反應。說明：①濃、稀HNO3均有強氧化性②氧化性：濃HNO3>稀HNO3③金屬與硝酸反應不產生H2，而是與濃硝酸反應生成NO2，與稀HNO3生成NO4HNO3（濃）+Cu＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O8HNO3（稀）+3Cu＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O小知識：●常溫下濃HNO3可使鐵、鋁表面形成致密的氧化物膜而鈍化，（濃H2SO4也有此性質）因此可用鐵、鋁容器盛放濃H2SO4、HNO3。思考：①分別將盛有濃HCl，濃H2SO4，濃HNO3的燒杯置于空氣中，其中質量增加