《氮的循环第一课时》教案。
一。 本周教学内容：
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。
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。
与o2反应：n2+o2＝2no ②与h2反应：n2+3h2＝2nh3
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。
n2和o2反应后，“最初产物”是no，而不是no2。
一般情况下，n2不能燃烧，也不助燃，但mg条却可以在n2中燃烧。
4)用途：a.保护气b.液氮作深度冷冻剂c.合成氨等。
思考：相同质量的镁条分别在o2、n2和空气中充分燃烧，所得固体产物的质量m1，m2，m3由大到小的顺序是。
解答：m1>m3>m2 )
重要补充：①氮的固定。
概念：使空气中游离的氮转变为含氮化合物的方法。
分类：自然固氮和人工固氮。
可逆反应。概念：在相同条件下，能同时正反两个方向进行的反应，为可逆反应，化学方程式中用“”代替“＝”
特点：相同条件下，相反方向的两个化学反应；与化学反应有关的各种物质共存，如n2+3h2 2nh3反应体系中就存在n2、h2、nh3分子。
2、氮的氧化物—no、no2的重要性质。
1)物理性质。
no：无色无味难溶于水的气体有毒。
no2：红棕色有刺激性气味的气体有毒。
2)化学性质。
2no+o2＝2no2 6no+4nh3＝5n2+6h2o
3no2+h2o＝2hno3 ＋no 6no2+8nh3＝7n2+12h2o
3)计算中用到的两个重要化学方程式。
4no+3o2+2h2o＝4hno3 ；4no2+o2+2h2o＝4hno3
思考：① no有毒，为什么在2024年被世界著名学术期刊《科学》(seience，美国)评为明星分子？
no2为什么能使多种织物退色，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？
实验室如何收集no、no2？为什么？
解答：①no作为一种神经系统的信使分子，在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有着及其重要的作用。
no2溶于水生成了硝酸，使织物退色、腐蚀材料。
收集no用排水法，收集no2用向上排空气法；前者易与氧气反应，后者易与水反应。
3、氮的氢化物——nh3
1)分子结构。
立体结构(三角锥形)
2)物理性质。
无色、有刺激性气味的气体，标况下密度为0.771g·l－1，比空气轻，极易溶于水(1:700)，且快速溶解，易液化得液氨，液氨气化时要吸收大量的热，使物质的温度急剧下降，所以液氨常用作制冷剂。
关于喷泉实验：
氨气能形成喷泉的本质原因是氨极易溶于水。
用教材中的装置进行喷泉实验，引发水上喷的操作是挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。该实验的原理是，少量水进入烧瓶时，氨迅速溶解，瓶内压强迅速降低，水在外界大气压作用下，压入烧瓶。如果把胶头滴管去掉，如何引发水上喷？
氨溶解于水不是简单的溶解过程，有化学反应，生成碱性物质。
3)化学性质。
氨与水的反应 nh3+h2o nh3·h2o
说明：氨的溶解中更重要的是生成了nh3·h2o，但溶质为nh3
氨的水溶液显弱碱性，nh3·h2o nh4++oh—
氨水易挥发，要密封保存，对许多金属有腐蚀作用，不能用金属容器盛装。
氨水的密度小于水的密度，且质量分数越大，密度越小。
氨水的成分：nh3、h2o、nh3·h2o、nh4+、oh— h+
氨与hcl反应。
nh3+hcl＝nh4cl
练习：写出nh3与硝酸、硫酸、磷酸的化学方程式。
解答：nh3+hno3＝nh4no3；2nh3+h2so4＝(nh4)2so4；3nh3+h3po4＝(nh4)3po4)
氨与某些盐溶液的反应。
fecl3+3nh3·h2o＝fe(oh)3↓+3nh4cl ；mgcl2+2nh3·h2o＝mg(oh)2↓+2nh4cl
氨的还原性。
a. 氨与o2的反应。
催化氧化：4nh3+5o2＝4no+6h2o ；与纯o2反应 ： 4nh3+3o2＝2n2+6h2o
b. 与cl2反应。
氨气不足(cl2过量) 2nh3+3cl2＝n2+6hcl
氨气足量8 nh3+3cl2＝n2+6nh4cl
c. 与cuo的反应 2nh3+3cuo＝3cu+n2+3h2o(可用于制n2)
小结：nh3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，可用于氨气的检验。
氨水与液氨为不同物质，氨水为混合物，液氨为纯净物；nh3为非电解质，而nh3·h2o为弱电解质。
与浓氨水靠近，能产生白烟现象的物质：①挥发性酸如浓hno3、浓hcl ②酸性气体hcl、hbr、hi、h2s等；③cl2。但浓h2so4、浓h3po4因难挥发而无此现象。
nh3可在纯氧中燃烧，不是在空气中燃烧，故nh3不属于可燃烧气体。
4. 铵盐的主要性质。
1)概念：由铵根离子和酸根离子组成的盐。
2)物理性质：都是无色晶体，都易溶于水。
3)化学性质。
受热易分解。
a. 热不稳定酸的铵盐为nh3和酸的分解产物nh4hco3nh3↑+co2↑+h2o
对热不稳定酸：h2co3、h2so3、h2sio3)
b. 挥发性酸对应的铵盐的分解产物是nh3和相应的酸 nh4clnh3↑+hcl↑
挥发性酸：hcl、hbr、h2s、hi)
c. 高沸点酸的铵盐的分解产物为nh3和相应的酸 (nh4)3po43nh3↑+h3po4
d. 氧化性酸的铵盐的分解产物随温度而异 2nh4no32n2↑+o2↑+4h2o
与碱反应 nh4cl+naohnacl+nh3↑+h2o
4)nh4+的检测： 在未知溶液中加入强碱并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则证明原溶液中含nh4+
思考：铵盐都能受热分解，能不能用此种方法检验nh4+的存在？
铵盐与浓碱溶液，铵盐与稀碱溶液反应并加热，铵盐与稀碱溶液反应不加热的离子方程式有何不同？
解答：①不能。②生成氨气、生成氨气、生成一水合氨。
5. 硝酸的重要性质。
1)物理性质：纯hno3是无色，易挥发(沸点83℃)，有刺激性气味的液体。易溶于水密度比水大，常用的浓hno3质量分数为69%，98%的硝酸称“发烟硝酸”)
2)化学性质。
酸的通性。特性
a. 不稳定性： 4hno34no2+o2+2h2o并且越多越易分解。
b. 强氧化性：浓硝酸可以与不活泼金属如铜、银等以及碳、磷等非金属反应。
说明：浓、稀hno3均有强氧化性 ②氧化性：浓hno3>稀hno3
金属与硝酸反应不产生h2，而是与浓硝酸反应生成no2，与稀hno3生成no
4hno3(浓)+cu＝cu(no3)2+2no2↑+2h2o
8hno3(稀)+3cu＝3cu(no3)2+2no↑+4h2o
小知识：常温下浓hno3可使铁、铝表面形成致密的氧化物膜而钝化，(浓h2so4也有此性质)因此可用铁、铝容器盛放浓h2so4、hno3。
氧化性酸和酸的氧化性：酸的氧化性是指h+的氧化性；氧化性酸是酸根离子中心原子获得电子的性质。
思考：①分别将盛有浓hcl，浓h2so4，浓hno3的烧杯置于空气中，其中质量增加的是 ，质量减少的是原因分别是。
浓hno3为什么常是黄色？ 浓hno3如何保存？
解答：①浓h2so4；浓hcl、浓hno3；浓h2so4有吸水性，吸收空气中的水蒸气；浓hcl、浓hno3都有挥发性。②浓硝酸易分解产生no2，no2溶于水显黄色；浓硝酸通常保存在棕色瓶中，置于冷暗处。
典型例题】例1. 下列过程属于人工固氮的是( )
a. 分离液态空气制氮气b. 闪电时n2 转化为no
c. 合成氨d. 豆科作物根瘤菌将n2 转化为nh3
答案： c
解析：该题目考查氮的固定知识，将空气中游离态的氮转化为化合物的方法，统称为氮的固定，分为自然固氮和人工固氮，b、d 属于自然固氮，c属于人工固氮。
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