自然界中氮的循环（一）

自然界中氮的循环（一） “自然界中氮的循环”第一课时 一、教学背景分析 教材内容 氮及其化合物是元素化合物知识的重要组成部分。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、一氧化氮、二氧化氮、氨、铵盐、硝酸等，然后通过观察思考、实验探究认识这些重要物质的性质和用途，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。 第一课时引导学生感受到自然界中氮循环的存在，通过各种固氮的过程落实氮氧化物的物理化学性质，并初步引入元素化合物的二维坐标图。 知识框架 自然现象:氮在自然界氮循环中 人类活动对氮循 闪电 中的循环 的重要物质 环和环境的影响 氮循环中的重要物质 氮气的性质、氮的固定 氮气 一氧化氮和二氧化氮一氧化氮和二氧化氮的性质 氨与铵态氮肥 氨的性质与铵态氮肥的性质 硝酸 硝酸的性质和用途 新教材的主要特点 从培养学生终身发展所必备的知识和能力出发，介绍重要代物的性质与用途，同时注重培养学生的观察能力和综合分析问的能力。 学生情况分析 1 学生的特点是基础比较薄弱，有兴趣进行实验探究，但实验能力并不很强，对于实验方法预测物质性质和反应过程比较陌生，知识应用能力有待进一步提高。 二、教学目标 知识与技能: 1(了解自然界中的氮循环。 2(通过了解自然固氮和人工固氮形式，认识N 、NO 、NO的性质。 22 过程与方法: 1. 通过观察实验现象，培养分析物质性质的能力。 2. 通过二维坐标图的使用，建立正确的元素转化观。 情感态度与价值观: 1. 通过探讨氮气以及化合物的用途，建立科学的价值观，明白科学是双刃剑，懂得正确的利用自然界中的物质为人类服务。 2. 由生活走进化学，再回到自然、社会，提高自身的化学素养，增强化学学习的兴趣。 三、重点、难点 知识上: 重点:氮气、一氧化氮、二氧化氮的性质。 难点:一氧化氮、二氧化氮的性质 方法上: 培养学生通过观察实验现象总结、分析物质性质和推断实验产物的能力，并使学生初步体会物质间的相互转化。 四、教学准备 (一)学生准备 1、预习第二节氮的循环 、重点说明氮循环中涉及到哪些含氮元素的物质，它们是如何转化的, 2 (二)教学信息技术手段说明、技术准备 前期准备阶段，利用互联网查阅资料，使用Microsoft Word软件整理资料、编写教学，使用Microsoft PowerPoint软件编制上课所需的。课上主要使用投影仪和小组实验配合课堂教学。课后再利用Word和PowerPoint软件对这节课进行整理和反思。 2 第一课时 教学流程 从生活中的情境引入新课 引展示图片 入 新 课 了解氮在自然界的循环 引出氮循环示意图 生物固氮、雷电固氮 介绍固氮的方法 创 设 情学生得到直观感受，引发思考 模拟雷电固氮 境 学 预测性质，动手实验 学生动手实验探究 习 性 质 归纳、总结性质 讨论实验结果，完成性质学习 引导学生归纳性质，学会方法 完成二维知识图 总 结 提 高 将物质的转化迁移再次感受氮在自然界中的循环 到自然界的循环中 3 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 教学环节 引入:展示精美图片，通过师生探讨了解氮元素对讨论 以学生熟知的环节一 于生命的重要意义。 回答 食品引入，引初识氮循 发学生进一步环图、二 将学生想到的自然界中的含氮物质填入学案中二维聆听 的思考和共维坐标 坐标图中;展示初步的氮循环图引导学生思考自然思考 鸣。 图，引入 界中含氮物质如何转化。 新课 我们将氮单质转化为氮的化合物的过程称为氮的固 聆听 定，简称固氮。 这是一种最为温和，也最为神奇的一个过程--细菌 固氮。根瘤菌首先将N转化为NH，在土壤中进一步23 环节二 转化为植物可以吸收的硝酸盐。不过稍有遗憾的是 创设情 只有大豆、蚕豆等豆科作物根部的根瘤菌有这样的 境，介绍 功能，其他不具备这样功能的植物只有另外寻求解 依托固氮途径固氮过决营养问题的办法。 将氮循环中的程，引导 含氮物质呈现学生预测雷电固氮:谚语“雷雨肥庄稼”就给我们提供了另 并引导学生去并验证 外一种固氮途径。这是古人经验的积累，其背后蕴思考 推断和思考一氮氧化 含着什么样的科学原理,包含了那些物质的转化, 些含氮物质的物的性质 这些问题值得我们关注的。 物理性质和化录像:模拟雷电固氮并思考 学性质。教会1.产生的红棕色物质是什么, 他们一种元素2.红棕色物质是怎么形成的, 化合物的学习3. 在此模拟实验的基础上加上雨水，又会有什么变 方法。 化, 实验探究: 4人为一组，利用[一针筒NO气体、蒸馏水、蓝色石2分组实验并思考、交 蕊试纸等] 仪器、药品进行实验，并将实验现象及流，将得到的结论落 结论记录在学案上。 实到学案中 ?吸少量水后观察现象 ?取少量针筒中的液体滴到蓝色石蕊试纸上观察变 化 NO、 NO气体的功与过 :我们知道NO、 NO 都是汽22 车尾气中对大气有污染的气体，但是它同时又是雷 电固氮的功臣。而且1992年NO气体还被美国科学 杂志成为明星分子。由此看来我们只有全面认识一 种物质才能对它有一个公正的评价，辨证的看待它聆听、思考 对人类的作用和价值。 4 全世界每年的雷电固氮量大约有4—5亿吨。但遗憾 的是由于时间或者地域的局限，这些氮元素不可能 按照植物的需要及时的被吸收，无法满足人类对于 粮食日益增长的需求。于是聪明的人类在利用自然聆听 的同时也在向大自然学习，进而去丰富大自然。人思考 类在固氮方面都学到了什么呢, 人工固氮 合成氨 高温、高压 N + 3H 2NH被还原、可逆反应 23 3 催化剂 我们可以看出人工合成氨的条件很苛刻在高温、高压、催化剂的条件下仍然是可逆反应，远不如细菌固氮那么容易进行。 仿生固氮至今仍然是科学家研究的热门领域。 N的物理性质 2 通过上面关于含氮物质的转化，可以得出氮气相对比较稳定，但是它的“孤独的脾气”恰恰是一些行业所需要的。 讨论了以氮气为核心的含氮物质间的转化过程，请 让学生树立元 在二维坐标图中，在这些物质之间标出它们的转化 按要求填写在学案素观和转化 关系。 上 观，从更高的环节三 层面看对物质再次回到 以及他们之间元素化合 的转化。 物二维坐 标图 由具体的化学 知识再回到自 然，使学生深 讲解并将物质的转化迁移到自然界的循环中: 切感受到由生 我们从二维图再回到自然界中，看看N是怎样在自2 活走进化学， 然界中转化成植物可以吸收的营养物质，完成固氮再次感受化学物质由化学再走进 过程的呢, (由学生结合上面的讲解自己总结) 在自然界中的循环 自然的学习历 在这个过程中我们领略了大自然的神奇，强烈感受程。提高学生到大自然是人类赖以生存的资源宝库。同时自然界的化学素养，中的固氮方式对人类合成氨，工业硝酸的制备等化加强化学知识工业有很大的借鉴意义。在接下来的课时中我们会 和自然、社会继续探讨。 的联系。 课后思考: 根据已有知识，可利用什么反应原理将氨气进一步转化为植物可吸收氮的形态(氮肥), 5 板书设计 一、自然固氮 细菌固氮 雷电固氮 被氧化 N 被还原 2人工固氮 二、氮及其氧化物 雷电 1(N:N+O====== 2NO 222 2(NO:无色气体，难溶于水，有毒，有刺激性气味 2NO+O = 2NO 22 3(NO:红棕色气体、有刺激 性气味、 有毒 2 3NO+2HO=2HNO+NO 223 6 附件:学案 氮 元 +5 素 的 +4 价 态 +2 0 类别 氢化物 单质 氧化物 酸 碱 盐 -3 图1 氮及其化合物的知识结构图 环节一:初识自然界中的氮循环 7 环节二: 探讨氮循环中的固氮过程是怎样通过物质间的转化实现的。 实验探讨过程中请完成下表: 实验操作 实验现象及结论 ?吸少量水后观察现象 ?取少量针筒中的液体滴到蓝色石蕊 试纸上观察变化 环节三: 将氮循环中的含氮物质的转化呈现在图1中。 课后思考: 根据已有知识，可利用什么反应原理将氨气进一步转化为植物可吸收氮的形态(氮肥), 8