高中化学人教版 (2019)必修 第二册氮及其化合物学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册氮及其化合物学案，共5页。学案主要包含了学习目标，学习活动，参考答案，知识拓展，学程案·视频，学习总结等内容，欢迎下载使用。
第4课时 氮气及氮的氧化物
【学习目标】
1.知道氮原子的结构特点，了解自然界中氮循环的基本过程，认识固氮的重要性。
2.掌握N2、NO、NO2的性质及典型实验现象，能正确书写相关化学方程式。
【学习活动】
学习任务
方法与路径
目标一：知道氮原子的结构特点，了解自然界中氮循环的基本过程，认识固氮的重要性。
任务1：（1）阅读教材p11第一段内容并回顾元素周期律相关知识，画出氮原子的原子结构示意图，说出氮元素在元素周期表中的具体位置？分析氮原子得失电子的难易程度。
【参考答案】 第二周期第ⅤA族
氮原子的最外层有5个电子,在化学反应中既不容易得到3个电子,也不容易失去5个电子。
（2）氮气的化学性质很稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。氮分子的结构如何?为什么氮气很稳定?
【参考答案】氮分子是由氮原子构成的双原子分子,两个氮原子之间以共价三键(N≡N)结合,使每个原子都达到稳定结构;要断开该化学键需要很高的能量,所以氮气的化学性质很稳定,通常情况下很难与其他物质发生化学反应。
任务2：氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分，描述自然界中氮单质和含氮化合物之间相互转换过程的生态系统的物质循环。对人类生活具有非凡意义。下图是氮在自然界的循环示意图，完成问题。
（1）参与氮循环的含氮物质有哪些？
【参考答案】
（2）在氮循环中涉及部分主要含氮物质：NO、NO2、NH3、HNO3、NH3·H2O、KNO3、NH4Cl、N2。这些物质分别属于那种类别？用这些含氮物质完成氮及其化合物“价—类”二维图。
【参考答案】
围绕目标一：
任务1由学生认真阅读教材内容，思考并分析完成问题。完成后利用平台拍照上传提交展示，教师讲评。
教师讲授氮气的物理性质。
任务2由学生认真分析氮循环图，找出其中涉及到的物质，再完成物质类别及价态关系图。完成后利用平台拍照上传提交展示，教师巡屏查看、点评。
教师根据物质类别及价态关系图介绍物质间的相互转化整体关系。
目标二：掌握N2、NO、NO2的性质及典型实验现象，并能正确书写相关化学方程式
任务1：（1）从氧化还原反应中的价态规律分析，中氮元素化合价为0价，说明N2既具有氧化性又具有还原性。但氮分子中两个氮原子之间存在很强的作用力，通常N2的性质很稳定，在一些特定条件下才能和一些物质反应。试写出N2和H2在高温高压的条件下反应方程式，其中氮气表现出什么性质。
【参考答案】
N2＋3H22NH3，反应中氮气中氮元素化合价降低，得到电子，表现氧化性。
（2）将1 ml N2、3 ml H2充入密闭容器中，在一定条件下反应，能否得到2 ml NH3？为什么？
【参考答案】不能。因为合成氨的反应是可逆反应，不能完全进行到底。
【知识拓展】将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫作氮的固定，简称固氮。
固氮主要有自然固氮和人工固氮。
（3）氮气的化学性质很稳定，通常很难与其他物质发生化学反应。在高温、放电的条件下能与非金属单质、金属单质等发生反应。运用氧化还原反应理论试着写出在点燃条件下氮气与镁的反应方程式。
【参考答案】
3Mg+N2 Mg3N2
任务2：（1）阅读教材P13前三段内容，结合实验视频内容，记录实验现象，写出实验所涉及的化学方程式，并找出其中的氧化剂和还原剂。【学程案·视频】课时4 模拟闪电固氮，认识氮及其化合物的性质
【参考答案】氮气与氧气在放电条件下反应生成无色气体NO；NO与O2迅速化合生成红棕色的NO2；NO2能溶于水，试管内气体颜色逐渐褪去,液面上升到试管容积的23处。
①N2+O22NO； 氧化剂：O2，还原剂：N2。
②2NO+O2===2NO2； 氧化剂：O2，还原剂：NO。
③3NO2+H2O===2HNO3+NO；氧化剂：NO2，还原剂：NO2。
（2）我国汽车销量增长幅度很大，同时也带来了空气污染。汽车尾气转化装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。
据图分析写出汽车尾气转化装置里发生的反应。在反应中氮的氧化物分别表现什么性质？
【参考答案】由图中进出的物质可知，发生反应为2NO＋O2===2NO2、2NO2＋4COeq \(=====,\s\up8(催化剂))4CO2＋N2，第一个反应中NO表现还原性，第二个反应中NO2表现氧化性。
任务3：（1）在实验室要制取较纯的氮气，可以用加热氯化铵与亚硝酸钠(NaNO2)的混合饱和溶液的方法。结合氧化还原反应价态规律试写出该反应的化学方程式，该反应中氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物分别是什么?
【参考答案】NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O；
氧化剂：NaNO2、还原剂：NH4Cl、氧化产物：N2、还原产物：N2。
（2）实验室可以通过向下排空气法收集N2吗？可以用排空气法收集NO吗？可以用排水法收集NO2吗？为什么？
【参考答案】不能。由于氮气的密度与空气的接近，所以既不能用向上排空气法也不能用向下排空气法收集，应用排水法收集。NO常温下与氧气反应，所以不能用排空气法收集，应用排水法收集。NO2能与水反应，所以不能用排水法收集，它密度比空气密度大，应用向上排空气法收集。
围绕目标二：
任务1由学生结合情境材料内容，写出相关方程式，并分析其中物质体现出来的性质。完成后利用平台拍照上传提交展示，教师巡屏查看、点评。
教师介绍科学史话——合成氨，及合成氨的意义。
任务2由学生认真阅读教材内容，思考并分析完成问题。完成后利用平台拍照上传提交展示，教师讲评。
教师讲授NO、NO2的物理性质。
任务3由学生结合情境材料内容，写出相关方程式，并分析其中物质体现出来的性质。完成后利用平台拍照上传提交展示，教师巡屏查看、点评。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
让学生独立自主的绘制本课时的思维导图之后教师再展示思维导图给学生做对比，根据课堂时间情况可课堂完成或课后完成上交老师批阅。