2019-2020年高中化學 （大綱版）第二冊 第一章 氮族元素 第一節(jié)氮和磷(第一課時).doc

2019-2020年高中化學 （大綱版）第二冊 第一章 氮族元素 第一節(jié)氮和磷(第一課時)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(chǔ)。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NN鍵因而結(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(chǔ)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(shè)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。 過渡位于第主族和第主族之間的第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<H3PO4<H2SO4；氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性，SiH4<PH3<H2S. 過渡氮族元素原子結(jié)構(gòu)的相似性決定了元素性質(zhì)的相似性但由這些元素形成的單質(zhì)的性質(zhì)卻有很大差異。尤其是氮和磷。下面我們就來學習氮和磷的性質(zhì)。 板書第一節(jié) 氮和磷 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 ：NN： 結(jié)構(gòu)式NN 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NN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NN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。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NO2可與水反應并生成NO NO不溶于水 NO2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 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(shè)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： 結(jié)構(gòu)式NN 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( ) ANOx在破壞臭氧層中起催化作用 BNOx在破壞臭氧層中起還原劑的作用 NOxC破壞臭氧層的過程可用化學方程式表示為O3+O=2O2 NOxD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 ( )A100 mL B72 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(lǐng)域。以下關(guān)于氮在生物體中吸收途徑正確的是( ) 氮氣在大氣中高達78，可被生物體直接利用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 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，而被植物吸收動物以植物為食而獲得氮并轉(zhuǎn)化為動物蛋白 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 B C D 答案：C