《高一化学苏教版（2019）必修第二册》专题7-§1-1氮的固定 教案

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专题 7-§1-1 氮的固定
教材分析
本课时是必修第二册专题 7第一单元的内容，是非金属元素及其化合物开篇知识。
非金属元素及化合物知识主要安排在必修第一册中。本课时知识把自然现象、化学变
化、人类生存需要、社会可持续发展等进行了融合，充分体现了化学源于人类生活、
服务于人类发展的特点，有利于学生认识到化学是真实的、有用的化学。内容安排上
从粮食危机到固氮方法；从自然固氮途径到高能固氮的化学原理；从自然固氮的局限
性到人工固氮方法；从合成氨的原理、意义到自然界的氮循环。知识呈现既具有一定
的连续性，又逐渐深化和应用；既强调化学科学在造福人类、提高人类生存质量方面
的重要作用，又指出要维护生态平衡，科学应用化学科学，形成可持续发展的理念。
教学目标与核心素养
教学目标：
1.了解氮的固定。
2.认识氮氧化物的性质和用途。
核心素养：
1.能从分子结构的角度认识氮气的化学稳定性，熟知氮气与镁、氧气、氢气的化学
反应及其条件；了解氮的固定和自然界中氮的循环。
2.能从物质类别和氮元素的化合价认识氮氧化物的性质与转化，促进“证据推理与模
型认知”化学核心素养的发展。
教学重难点
氮气的化学性质、氮分子结构对氮气性质的影响。
教学过程
化学家在 18 世纪 70 年代初发现了氮气一—这一空气中含量最多的气体。如何利
用氮气这一丰富的资源为人类服务？科学家苦苦探索了几百年。随着世界人口的增长，
人类对粮食的需求日益增加，粮食危机成为当时人类发展难以逾越的鸿沟。直到 20 世
纪初，德国化学家哈伯（F.Haber，1868-1934）在实验室中首次用氮气和氢气合成了氨，
从此人类进入了化肥农业时代，大大提高了粮食产量。
在自然界中，绝大部分氮元素以游离态的氮气分子形式存在于空气中。实验证明，
在通常情况下，氮气与大多数物质很难发生化学反应，说明氮气的化学性质很不活泼。
一般认为，氮气分子是由两个氮原子通过共用三对电子结合而成的，氮气分子中存在
氮氮三键。破坏氮气分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮气分子很稳
定。但在高温或放电等特殊条件下，氮气分子获得了足够多的能量，也能与一些金属
或非金属单质发生反应，生成含氮化合物。
一、氮气与氮的固定
1.氮气
（1）氮分子内两个氮原子间以共价三键 (N≡N) 结合，断开该化学键需要较多的能
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；氮气分
子的电子式 。
(2)写出氮气与下列物质反应的化学方程式：
①金属镁： ，氮气表现 性；
②氧 气： ，氮气表现 性；
③氢 气： ，氮气表现 性。
2.氮的固定：将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程
思考:下面是工业合氨的热化学反应方程式：
工业生产中可采取哪些措施提高反应的速率？
解析：升高温度；增大压强；使用催化剂。
二、一氧化氮和二氧化氮
1.不同价态的氮的氧化物
上述氮的氧化物中属于酸性氧化物的是 N2O5和N2O3。
2.二氧化氮的性质
(1)红棕色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大。
(2)易溶于水且与水反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。
(3)具有强氧化性：能与 SO2、KI 等反应。
(4)自身二聚：2NO2 N2O4(无色气体)。
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