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1、2022年高一化學 第二冊 第一章 氮族元素 第一節(jié)氮和磷(第一課時)大綱人教版
從容說課
氮族元素是高中階段介紹的最后一族主族元素。在此之前,學生既學習了元素周期律和原子結(jié)構(gòu)知識,又將其運用于學習氧族元素、碳族元素等元素化合物知識中,因此可以說,學生對于運用理論指導元素化合物知識學習的方法已經(jīng)有所了解。教材的引言以“思考”的形式讓學生比較鹵族元素、氧族元素和氮族元素的非金屬性強弱,這樣既復習了元素周期律的知識,也為同學們掌握氮族元素知識奠定了基礎。
本節(jié)從學生熟悉的化肥入手,介紹氮和磷的單質(zhì)。大綱中對氮氣的化學性質(zhì)要求為“掌握”,是本節(jié)教學的重點。教材以氮分子具有牢固的N≡N鍵因
2、而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定入手,說明氧氣的化學性不活潑,從而說明結(jié)構(gòu)決定性質(zhì);接著又聯(lián)系化學鍵的知識,從分子獲得足夠的能量能使化學鍵斷裂的角度,說明氮氣在一定條件下還能與某些非金屬反應,從而使學生認識氮氣應有的化學性質(zhì)。雖然這樣,但對具體物質(zhì)的性質(zhì)還應從結(jié)構(gòu)入手,把結(jié)構(gòu)和性質(zhì)聯(lián)系起來。
至于磷,在大納中的要求為B層次,即要求了解。教材在初中介紹過的磷與氧氣反應的基礎上,又介紹了磷與氧氣的反應。另外為了鞏固和復習同素異形體的概念,教材著重介紹了磷的同素異形體白磷和紅磷的性質(zhì)差異,以及白磷和紅磷的轉(zhuǎn)化。教學中可設計一些相關(guān)問題,引導學生閱讀本部分內(nèi)容,并注意歸納,不僅要找出相似點,關(guān)鍵要找出不同點。這樣學生就在
3、掌握同族元素相似性的同時也掌握了物質(zhì)的特性和個性。
本節(jié)教材聯(lián)系實際,結(jié)合目前汽車污染問題,簡單介紹了光化學煙霧,旨在增強學生的環(huán)境保護意識。當然教學中不應忽視教材中配置的圖畫和照片的作用。
●教學目標
1. 使學生了解氮族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律。
2. 使學生掌握氮氣的化學性質(zhì),充分認識結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系。
3. 使學生了解磷的性質(zhì)。
4. 培養(yǎng)學生運用元素周期律知識解決問題的能力。
●教學重點
1. 氮族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律
2. 氮氣的化學性質(zhì)
●教學難點
氮的分子結(jié)構(gòu)與氮氣化學性質(zhì)的關(guān)系
●課時安排
二課時
●教學方法
1. 通過元素周期律知識的復
4、習,引導學生分析、討論、總結(jié)氮族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律。
2. 通過分析氮氣的分子結(jié)構(gòu),啟發(fā)學生認識氮氣的化學性質(zhì)。
3. 通過實驗探究,認識白磷和紅磷的關(guān)系及性質(zhì)差異。
●教具準備
充滿NO2的試管、大燒杯、橡膠手套、石蕊試液、鐵架臺、長硬質(zhì)玻璃管、酒精燈、白磷、紅磷、火柴、投影儀、膠片、放像機、電視機。
●教學過程
第一課時
[引言]我們在高一學習了鹵族、氧族、碳族三族主族元素.請同學們把這三族元素的元素符號填寫在周期表相應的位置上。
[投影顯示]空白的周期表輪廓圖。
[學生活動]一個學生把答案寫在膠片上.由其他學生評價并改正其錯誤之處。
5、 [過渡]位于第Ⅳ主族和第Ⅵ主族之間的第V主族元素,稱為氮族元素。我們這節(jié)課就來
學習氮族元素的性質(zhì)。
[板書]第一章 氮族元素
[師]那么氮族元素包括哪幾種元素?元素符號怎么寫呢?請同學們看書后,合上課本默
寫一遍。(請一位學生默寫在膠片上周期表的相應位置)
[師]從氮族元素在周期表中的位置來看。這一族元素在原子結(jié)構(gòu)上有什么相同和不同
之處?
[生]相同之處是最外層都應該有5個電子;不同之處是電子層數(shù)不同。
[師]結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),氮族元素在性質(zhì)上有什么相似性和遞變規(guī)律?請同學們結(jié)合元素周
期律的知識,分組討論以下問題,并把討
6、論結(jié)果寫在紙上。(一個組把討論結(jié)果寫在膠片上)
[投影顯示]1.由氮到鉍,得電子能力(非金屬性)和失電子能力(金屬性)如何變化?
2.最高價氧化物的通式如何表示?最高價氧化物水化物的通式如何表示?其酸堿性有
何變化規(guī)律?
3.氮族元素中幾種非金屬的氣態(tài)氫化物通式如何表示?其穩(wěn)定性有何變化規(guī)律?
4.磷元素與同周期的相鄰元素相比.其非金屬性、最高價氧化物水化物的酸性以及氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性強弱如何?
[學生活動]分組討論并總結(jié)討論結(jié)果。
[教師活動]投影顯示學生的討論結(jié)果,并組織學生分析評價其正誤.最后得出正確結(jié)論。
結(jié)論:1
7、.由氮到鉍。非金屬性逐漸減弱,金屬性逐漸增強。
2.最高價氧化物表示為R205.其水化物的通式表示為HR03或H3RO4,由上到下酸性逐漸減弱.堿性逐漸增強。
3.氣態(tài)氫化物通式為RH3,由上到下穩(wěn)定性逐漸減弱。
4.與同周期相鄰元素相比,磷的非金屬性比硅強.比硫弱;最高價氧化物水化物的酸性,H2SiO3
8、 [師]我們知道,氮氣占空氣的體積分數(shù)為78%.我們每時每刻都在氮氣的包圍之中。請根據(jù)你的觀察,并結(jié)合課本,總結(jié)出氮氣有哪些物理性質(zhì)。
[板書]一、氮氣
1.氮氣的物理性質(zhì)
[生]無色,無味,難溶于水,比空氣略輕,熔、沸點低。
[師]在呼吸時,我們吸人體內(nèi)的空氣中的氮氣會全部呼出,氮氣對維持人的生命活動似乎沒有什么用處。那么氮氣在人們的生活中到底有沒有用呢?下面我們來看錄像。
[放錄像]小專輯《氮氣的用途》
[師]從錄像中我們可以看出,氮氣的用處很大。那么,氮氣用于填充燈炮、用于糧食水果保鮮、用作焊接金屬的保護氣,這些用途說明氮氣的
9、化學性質(zhì)有何特點?
[生]氮氣的化學性質(zhì)不活潑。
[師]對。雖然氮元素是較活潑的非金屬元素,但由氮原子構(gòu)成的氮分子性質(zhì)卻很不活潑。
這是因為兩個氮原子是通過三對共用電子對結(jié)合成分子的。
[板書]2.氮氣的分子結(jié)構(gòu)
電子式 :N┇┇N: 結(jié)構(gòu)式N≡N
[師]化學反應的實質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成。氮氣分子中N≡N很牢固,斷裂它需
要很大的能量,因此,通常情況下,N2的化學性質(zhì)很穩(wěn)定。但是當外界提供的能量足以使N≡N斷裂時,N2仍能發(fā)生化學反應。如在高溫、高壓、催化劑或放電等條件下,就可以和H2、O2等物質(zhì)發(fā)生化學反應。下面我們來學習氮
10、氣的化學性質(zhì)。
[板書]3.氮氣的化學性質(zhì)
(1)N2和H2的反應
[講述]N2和H2的反應不僅條件苛刻,而且在生成氨氣的同時,氨氣又可分解為氮氣和氫氣,是個可逆反應。工業(yè)上就利用此反應來合成氨氣。
高溫、高壓
催化劑
[板書]N2+3H2 2NH3
[過渡]通常情況下N2與O2不能反應.但在放電條件下,氮氣可以和氧氣反應生成NO。
[板書](2)N2和O2的反應
放電
N2+02======2NO
[講述]NO是一種無色氣體,它很容易與空氣中的氧氣反應,生成紅棕色的NO2。
11、
[板書]2NO+02=====2NO2
[展示]裝有NO2的試管。
[師]下面我們來做一個實驗。請同學們注意觀察現(xiàn)象。
[演示](戴上乳膠手套)
步驟:1.把盛有NO2的試管倒立于水中(水面上升,試管上部氣體無色)。
2.拇指堵住試管口取出試管,試管口向上,移開拇指(無色氣體又變紅棕色)。
3.向試管內(nèi)的溶液中滴加紫色石蕊試液(變紅色)。
[師]從看到的現(xiàn)象可以得出什么結(jié)論?
[學生討論后回答]①NO2可與水反應并生成NO ②NO不溶于水 ③NO2與水反應生成酸
[師]很正確,請同學們寫出N02與水反應的化學方程式。
(指定學生板書,其他學生在本上寫)
[學生板
12、書]3NO2+H2O====2HN03+NO
[師]老百姓有句諺語------“雷雨發(fā)莊家”,誰能解釋其中的道理?
[生]空氣中的氮氣和氧氣在放電條件下,生成NO,NO又被空氣中的氧氣氧化成NO2,
NO2與H2O反應生成HNO3,HNO3與土壤中的礦物質(zhì)作用,生成可被植物吸收的硝酸鹽。
[師]對??梢娤掠晏斓难趸飳θ祟愂怯幸娴模綍r空氣中有氮的氧化物存在,其弊遠大于利。NO像CO一樣能與血紅蛋白結(jié)合而使人中毒,而且NO與血紅蛋白的親和力比CO大數(shù)百倍,毒性更強,而且氮的氧化物還會引起光化學煙霧。下面我們來看錄像。
[放錄像]小專輯《光化學煙霧》
13、
[師]空氣中氮的氧化物主要來自汽車尾氣和硝酸廠的廢氣。請問汽車尾氣中的NO是如
何產(chǎn)生的。
[學生討論后回答]汽車發(fā)動機點火時產(chǎn)生電火花,使進入發(fā)動機的氮氣和氧氣反應生成NO。
[師]那么有沒有什么辦法控制汽車尾氣中毒氣的排放呢?請同學們課后討論這個問題,
也可以查資料,看科學家已經(jīng)在這方面采取了哪些措施,我們是否可以想到更好的辦法?
[布置作業(yè)]教材第八頁一、1、3、4、7、8二、1、2、3、4、6
板書設計
第一章氮族元素
第一節(jié)氮和磷
一、氮氣
1.氮氣的物理性質(zhì)
2.氮氣的分子結(jié)構(gòu)
電子式 :N ┆┆N:
14、 結(jié)構(gòu)式N≡N
3.氮氣的化學性質(zhì)
(1)N2和H2的反應
高溫、高壓
催化劑
N2+3H2 2NH3
(2)N2和O2的反應
放電
?N2+O2=====2NO 2NO+O2====2NO2 3NO2+H2O====2HNO3+NO
教學說明
氮族元素是學生學習了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律知識之后學習的一族非金屬元素,因此在
教學中使學生自己歸納總結(jié)氮族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律,既可復習鞏固高一所學知識,又可提高學生應用元素周期律知識解決實際問題的能力。在學習氮氣的
15、性質(zhì)時,運用現(xiàn)代化教學手段,并結(jié)合生產(chǎn),生活實際問題的討論。使學生在輕松掌握氮氣化學性質(zhì)的同時,更充分地感受化學與生活的密切聯(lián)系,起到激發(fā)學生學習興趣的作用。
參考練習
1.下列關(guān)于氮族元素的敘述錯誤的是
A.鉍的價電子數(shù)大于4,但屬于金屬
B.隨原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸增大
C.單質(zhì)的熔、沸點隨原子序數(shù)遞增而逐漸升高
D.氮族元素的非金屬性要比同周期氧族元素弱
答案:C
2.氮的氧化物NOx,能破壞大氣臭氧層,其反應過程可簡單表示為:O3+NO=====NO2+O2,
NO2+[O]=====NO+O2,這兩個反應反復循環(huán),則下列說法正確的是……………(
16、 )
A.NOx在破壞臭氧層中起催化作用
B.NOx在破壞臭氧層中起還原劑的作用
NOx
C.破壞臭氧層的過程可用化學方程式表示為O3+[O]=====2O2
NOx
D.破壞臭氧層的過程可用化學方程式表示為O2+[O]=====O3
答案:AC
3.將一定量的N02充人量筒中,并將量筒倒置于水槽中,待量筒中液面不再上升時,向量筒中緩緩通入氧氣,當耗
17、氧氣42 mL時,量筒中液面與未通氧氣之前等高,則NO2的體積為 ( )
A.100 mL B.72 mL C.48mL D.24mL
答案:B
4.氮是蛋白質(zhì)的基本組成元素之一,所有生物體都含有蛋白質(zhì),氮循環(huán)涉及到生物圈的全部領域。以下關(guān)于氮在生物體中吸收途徑正確的是( )
①氮氣在大氣中高達78%,可被生物體直接利用②通過高能固氮可將空氣中游離的氮
轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和氨,而被植物吸收 ③所有植物都具有生物固氮作用,其根部的根瘤菌可使氮氣轉(zhuǎn)化成硝酸鹽,而被植物吸收④動物以植物為食而獲得氮并轉(zhuǎn)化為動物蛋白 ⑤動植物
死亡后,遺骸中的蛋白質(zhì)被微生物分解成NH、NO、NH3,又回到土壤中和水體中,被植物
再次吸收
A.①⑤ B.②⑤ C.④⑤ D.②④
答案:C