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視頻標簽：氮的循環
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：高中化學魯科版必修一第三章第二節氮的循環（第一課時）福建省 - 龍巖教學設計
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高中化學魯科版必修一第三章第二節 氮的循環（第一課時） 福建省 - 龍巖教學設計
第三章第二節氮的循環（第1課時）教學設計
●設計背景及理念
為更好體現信息技術與高中化學教學的融合，突出數字教育資源在高中化學課堂教學中的運用，結合我校信息技術和數字教育資源硬件條件實際、學生使用信息技術的能力水平及高中化學元素化合物內容的教學要求，本課教學設計在基于高中化學新課程理念及學生化學學科觀念培養的基礎上，突出信息技術與高中化學課堂教學設趣激情的整合、信息技術與創設問題情境促進學生自主學習的整合、信息技術與創設實驗情境促進學生主動探究實驗的整合、信息技術與化學概念教學的整合，通過合理、靈活地運用信息技術和數字教育資源，激發學生學習熱情，促進學生的自主學習、主動探究、主動發展，培養學生的化學學科觀念，讓高中化學課堂教學簡約高效。
●課程標準、教材分析及學生分析
高中化學課程標準指出：高中化學課程應著眼于提高學生的科學素養，使學生具備適應現代生活和發展所必需的化學知識、技能、方法、態度和價值觀，使學生進一步認識化學的基本觀念和基本方法，形成科學的世界觀。從學生已有的經驗和將要經歷的社會生活實際出發，幫助學生認識化學與生活的密切關系，關注人類面臨的與化學相關的社會問題，培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力。通過以化學實驗為主的多種多樣的探究活動，使學生能夠體驗科學研究的過程，從而激發學生學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學生學習方式的轉變，實現在實踐中培養學生的創新精神和實踐能力。
本節選自魯科版必修一第三章第二節，氮及其化合物是高中化學教學的重要內容，是學生在中學階段所學習的元素化合物知識的重要組成部分，本節內容不僅為以后元素周期律和元素周期表的學習奠定了基礎，而且進一步鞏固和深化了氧化還原反應、離子反應理論，培養學生學以致用的能力。同時教材在知識安排上盡量是知識與生活生產相結合，理論與實際相結合，這有利于激發學生學習化學的興趣，培養和發展學生的各項能力。體現了“從生活中走進化學，再用化學去指導生活”的理念。
對學生而言，就知識層面看，學生通過初中和必修一前面章節內容的學習，已具備了一定的元素和化合物知識，也學習了氧化還原反應及離子反應內容。就方法層面看，學生進入高中后，已學習了科學探究的基本程序與方法，學習了從物質分類角度應用類比的方法學習物質的性質，本節課前，較為系統的學習了碳及其化合物內容，初步具備了學習元素化合物的一般方法。而在能力層面，高一學生已具備一些觀察、分析能力和自學能力，能夠獨立完成一些實驗。
●教學目標
| 知識與技能 | 過程與方法 | 情感態度和價值觀 |
| 1了解氮循環的基本過程，認識氮循環過程中的主要物質。 | 1 培養學生閱讀分析，歸納總結的能力。 | |
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2 掌握氮氣，一氧化氮，二氧化氮的性質。 |
2了解物質結構決定性質，性質決定用途的主線。 3培養學生從物質類別角度和元素所處價態角度預測物質的性質。 4培養學生分析對比能力。 5培養學生實驗探究能力。 6體驗科學探究的一般程序與主要方法. |
1創設情境，活躍思維，激發興趣。 2通過合成氨學習，讓學生體會化學與生產，生活的緊密聯系。 3通過NO的功與過，引導學生樹立辯證統一思想。 4通過合成氨化學史介紹，培養學生的愛國主義精神和社會責任感。 |
| 3了解氮的固定及氮的固定的主要形式。 | 1培養學生閱讀分析，歸納總結的能力。 | 2讓學生體會化學與生產，生活的緊密聯系。 |
| 4了解可逆反應。 |
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●教學過程| 教師活動 | 學生活動 | 設計理念、意圖 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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【PPT】用PPT展示一副關于“魔鬼谷”的照片，簡要描述相關故事。 【PPT】俗語“一場雷雨一場肥” “雷雨發莊稼” 【提問】這些俗語涉及到哪些化學物質，這些物質又究竟發生了哪些化學反應呢？讓我們一起走入合作探究一 揭秘俗語“一場雷雨一場肥” “雷雨發莊稼” 【設問】“雷”意味著什么？ “雨”表示什么意思？ “肥”呢？ 空氣中主要氣體是什么？ 游離態的氮氣中的氮元素能被莊稼（植物）吸收嗎？ 這些游離態氮又如何轉化為可被植物吸收的化合態氮的呢？ 【過渡】氧氣的性質，我們知道是它是一種活潑的非金屬單質，所以要解開疑惑，必須首先知道氮氣的性質如何？請看學案交流研討1 【PPT】交流研討1 身邊的氮氣，你知多少？ 閱讀課本P74—75內容并思考： 1 聯系身邊的氮氣分析歸納氮氣的物理性質。 2 通常情況下氮氣的化學性質穩定嗎？為什么？ 3 從物質所屬類別角度推測氮氣的主要化學性質。 4 根據氮元素所處價態，從氧化性，還原性角度預測氮氣的性質。 【交流1】引導學生聯系身邊的氮氣，歸納出氮氣的物理性質。 【交流2】引導學生聯系身邊的氮氣思考氮氣的化學性質穩定性。 〔PPT〕氮氣分子的結構。分析氮氣分子的結構特點，指出物質結構決定性質。 〔設問〕利用氮氣化學性質的穩定性，可以有哪些用途？指出物質的性質決定用途。 【交流3】引導學生從物質所屬類別角度推測氮氣的主要化學性質。思考主線是元素的典型物質→所屬類別→通性。 【交流4】引導學生從氮元素所處價態，從氧化性，還原性角度預測氮氣的性質。思考主線是元素化合價→氧化性、還原性。 〔視頻〕鎂在N2中燃燒 〔視頻〕N2與O2放電實驗 〔ppt〕N2與H2反應的化學方程式 N2＋3H2  2NH3〔設問〕什么是可逆反應？ 〔PPT〕可逆反應過程動畫 強調可逆反應的特征是反應不能完全進行到底，也就是反應物不能完全轉化為生成物，舉例提問：為什么氯水會呈淡黃綠色？ 〔PPT〕哈伯圖片。介紹合成氨化學史。 【過渡】通過對氮氣性質的研究學習，我們已經知道氮氣與氧氣在放電條件下發生反應生成了一氧化氮。也初步了解了生成的一氧化氮又與氧氣反應生成了紅棕色的二氧化氮，很顯然NO，NO2也不能被植物吸收，那么NO，NO2 究竟具備什么性質能進一步轉化呢？讓我們通過交流研討2的實驗探究來回答這個問題。 【PPT】交流研討2 實驗探究NO2、NO 的性質
【操作】 1裝置固定在鐵架臺后，將玻璃管插入燒杯中水中（滴入3ml紫色石蕊試液）。 2打開止水夾，將注射器中的水一次性注入圓底燒瓶，觀察現象。 3 關閉止水夾，換用大注射器（吸入50ml空氣）往瓶內注入少量（約10ml)空氣，觀察現象。 4 輕輕搖動燒瓶，觀察現象。重復多次注入少量（約10ml)空氣并搖動，直至注入空氣時無紅棕色出現。此時，燒瓶內氣體成份是什么？ 【過渡】通過剛才實驗探究，我們已經知道了NO，NO2 的化學性質及物理性質上兩種氣體的顏色，那么它們還有哪些更全面的性質呢？ 【PPT】閱讀課本P76內容并完成下列表格：
〔設問〕NO有毒，你能說出它的中毒原理嗎？引導學生與CO比較。 〔設問〕NO被稱為“信使分子”，也被評為“明星分子”。為什么會給它這么高的稱號？ 〔PPT〕NO化學史 【過渡】通過對NO，NO2性質的學習，我們知道了在雷雨天氣，N2和O2放電條件下生成NO，NO繼續與O2反應生成 NO2，NO2與水反應生成了硝酸。請問：硝酸是否被植物直接吸收？ 【過渡】生成的硝酸隨雨水降落到地面上，與土壤中的礦物質作用，形成被植物吸收的硝酸鹽，這樣就使土壤從空氣中得到氮，促進植物的生長。從而完成了從空氣中不能被植物直接吸收的游離態的氮到土壤中可以被植物直接吸收的化合態的氮（硝酸鹽）。實際上這只是我們自然界中豐富的含氮元素物質循環的一小部分，那么自然界中氮的循環又有哪些方式呢?讓我們繼續走入學案中的合作探究二“氮的循環與氮的固定” 【PPT】閱讀課本P73—74內容并思考： 1 在氮的循環中空氣中氮氣（游離態）可以通過哪些途徑轉換為氮的化合物（化合態）？ 2 氮的循環涉及的含氮物質有哪些？ 3 什么是氮的固定？氮的固定有哪幾種形式？ 【PPT】展示自然界中氮的循環圖片，結合圖片分析歸納。 【PPT】生物固氮和工業固氮圖片 引導學生了解氮的固定的概念及形式 【PPT】課堂訓練 1 下列關于氮氣的說法中，錯誤的是( ) A．氮氣約占空氣體積的78% B．可在氧氣中燃燒，生成一氧化氮 C．通常情況下，氮氣在水中的溶解度很小 D．跟氫氣在一定條件下發生反應時，氮氣是氧化劑 2 NO2與水的反應可表示為：3NO2+H2O====2HNO3+NO，關于此反應的下列說法中正確的是( ) A．氮元素的化合價沒有發生變化 B．NO2只是氧化劑 C．NO2只是還原劑 D．NO2既是氧化劑，又是還原劑 3 下列反應不屬于氮的固定的是（ ） A N2與O2在放電條件下生成NO B N2與Mg在點燃條件下生成Mg3N2 C NO與O2反應生成NO2 D N2與H2高溫高壓催化劑條件下反應生成NH3 4“雷雨發莊稼”有關含氮物質的轉化，請用化學方程式表示。 【PPT】課堂小結 收獲方法： （1）科學探究的一般程序: 提出問題→作出假設→制定方案→ 實驗探究→收集證據→形成解釋→評價反思 （2）化學思維:結構決定性質，性質決定用途 （3）學習方法：比較法 知識網絡化 收獲知識： （1）氮的固定 （2）氮氣，一氧化氮，二氧化氮的性質及轉化關系 【PPT】雷雨利莊稼動畫 【課后作業】另附 |
觀看、傾聽、思考、 進入學習狀態 思考回答： 放電 水 化肥 氮氣 氧氣 不能 閱讀，思考 聯系身邊的氮氣，體驗歸納氮氣的主要物理性質：無色、無味、無毒、難溶于水的氣體，密度比空氣略小。 聯系身邊的氮氣，感受氮氣的化學性質穩定性。 看圖，思考，理解 聯系生活，體會氮氣的常見用途：食品包裝﹑ 燈泡等用氮氣填充，做保護氣，氮氣充胎等。 回憶，思考，交流，討論，歸納：氮氣的化學性質 1非金屬通性 ⑴與金屬反應（Mg） ⑵與非金屬反應（H2、O2） 2 氧化性和還原性 觀看、思考，書寫有關化學方程式： 3Mg＋N2  Mg3N2N2＋O2  2NO觀看可逆反應動畫 思考 回答： 氯氣分子的顏色 傾聽 ，感受合成氨化學史 學生分小組進行實驗 操作，觀察，體驗，描述 【現象】 1噴出紅色噴泉。 2 噴出液體約占圓底燒瓶體積三分之二。 3剩余氣體為無色。 4圓底燒瓶內氣體由無色變成紅棕色 5重復出現紅棕色氣體后又消失。 推導，歸納出 【結論】 步驟1 2 （1）NO2易溶水。 （2）NO2與水反應生成了酸（硝酸）。 （3）NO2與水反應生成的無色氣體約占燒瓶體積三分之一。 步驟3 無色氣體變紅棕色 （1） NO2與水反應生成了NO （2 ）3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO （3） 2NO＋O2＝2NO2 3 剩余氮氣與氧氣 4NO2+O2+2H2O =4HNO3 閱讀 ，思考，交流，討論，歸納。
思考，回答：與人體血紅蛋白結合。 傾聽 ，感受NO化學史，體會NO的功與過。 閱讀思考、交流匯報: 1 (1) 根瘤菌 (2) 放電 （3）合成氨 2 銨鹽 、NH3、N2、氮氧化物、HNO3、硝酸鹽 3 氮的固定 （1）自然固氮 ：高能固氮 生物固氮 （2）人工固氮：合成氨 仿生固氮 思考 回答：氮的固定的概念及分類。 學生練習 學生練習 默寫化學方程式 N2＋O2 2NO2NO＋O2＝2NO2 3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO 梳理，歸納。 觀看：雷雨利莊稼動畫。 |
導入情境簡潔，真實，自然，可以瞬間激發興趣，引發學生思考，聚斂思維，把學生很快的帶入課堂場景中。 體現信息技術與高中化學課堂教學設趣激情的整合。 激發學生探究的欲望 體現信息技術與創設問題情境促進學生自主學習的整合 問題的設置立足學生的實際，聯系生活，難度適合，注重理論指導、方法指導。 培養學生從物質類別角度和元素所處價態角度預測物質的性質。 了解氮氣的物理性質 培養學生物質結構決定性質，性質決定用途的化學思維。 體會化學與生活的緊密聯系 培養學生從物質類別角度角度預測物質的性質。初步形成化學學科的分類觀。 培養學生從物質元素所處價態角度預測物質的性質。鞏固氧化性，還原性的概念。 培養學生觀察能力、實驗能力 實驗室條件不方便制取收集氮氣，N2與O2放電實驗實驗條件要求高時間較長，充分發揮信息技術與數字化資源作用，選用視頻播放實驗。 播放可逆反應動畫過程，體現信息技術與化學概念教學的整合。 聯系新置氯水的淡黃綠色，不僅有利于對可逆反應概念的理解，也有助于對新置氯水成分的深入了解。 讓學生體會化學與生產的聯系。 培養學生的愛國主義精神和社會責任感，形成化學學科價值觀。 體現信息技術與創設實驗情境促進學生主動探究實驗的整合。 體驗感受NO2、NO 的性質，培養學生的實驗能力，形成化學學科的實驗觀。 培養學生由現象推導結論的邏輯性，嚴謹性，科學性。 培養學生的科學思維能力。 引導學生從定性和定量角度對實驗進行探究 挖掘實驗資源，推導出 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 創新實驗，用注射器完成注入水及空氣，最后剩余氣體為氮氣與氧氣，樹立學生的綠色化學觀念。 體現信息技術與創設問題情境促進學生自主學習的整合 學以致用 明確NO中毒原理 樹立辯證統一思想，初步形成化學學科的價值觀。 體現信息技術與創設問題情境促進學生自主學習的整合 問題的設置簡明靈動，為氮的固定做好知識鋪墊。 了解氮循環的基本過程，認識氮循環過程中的主要物質。 培養學生通過閱讀分析、歸納總結的能力 了解氮的固定 體現信息技術與課堂練習的整合 鞏固氮氣性質，復習氧化劑，還原劑概念。 課堂練習的設置從教學目標出發，簡明，難度適宜又有層次性，達到對新課學習內容及時鞏固提高的目的 復習鞏固氧化劑，還原劑概念。 鞏固氮的固定概念。 熟練化學方程式的書寫。 學以致用，形成知識網 課堂小結簡潔清晰，重點突出，從科學探究的一般程序、化學思維、學習方法、收獲知識等角度進行。 首尾呼應，結束本節課。 |
Mg3N22NO| 實驗目的 | 探究NO2、NO的性質 |
| 實驗用品 | 圓底燒瓶（125ml,充滿NO2）注射器（60ml一個、20ml一個），燒杯，長導管，止水夾，水，紫色石蕊試液。 |
| 實驗方案 | 讓NO2與H2O反應在圓底燒瓶中進行，形成噴泉實驗，對產物進行定性定量驗證。繼續多次往燒瓶注入空氣后搖動，進行實驗拓展（4NO2+O2+2H2O =4HNO3），并讓燒瓶最后剩余氮氣與氧氣，綠色環保。 |
| 實驗步驟 | 實驗現象 | 實驗結論 |
| 1裝置固定在鐵架臺后，將玻璃管插入燒杯中水中（滴入3ml紫色石蕊試液）。 | ||
| 2打開止水夾，將注射器中的水一次性注入圓底燒瓶，觀察現象。 | ||
| 3 關閉止水夾，換用大注射器（吸入50ml空氣）往瓶內注入少量（約10ml)空氣，觀察現象。 | ||
| 4 輕輕搖動燒瓶，觀察現象。重復注入少量空氣并搖動，直至注入空氣時無紅棕色出現。此時，燒瓶內氣體成份是什么？ |
| 物質 | NO | NO2 |
| 顏色 | ||
| 氣味 | ||
| 狀態 | ||
| 溶解性 | ||
| 毒性 | ||
| 化性 | ||
| 其他 |
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
