2024-2025学年新教材高中化学 第五章 化工生产中的重要非金属元素 2 第1课时 氮和氮的氧化物教案 新人教版必修第二册

2024-2025学年新教材高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素2第1课时氮和氮的氧化物教案新人教版必修第二册课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：第五章化工生产中的重要非金属元素2-氮和氮的氧化物

2.教学年级和班级：高中一年级，化学必修第二册

3.授课时间：2024-2025学年，第XX周，星期X，第X节

4.教学时数：45分钟或1课时

本节课将围绕新人教版高中化学必修第二册第五章内容，重点探讨氮及其化合物在化工生产中的应用，特别是氮的氧化物。通过讲解、实验演示和互动讨论，使学生理解氮的重要性和氮氧化物的性质、制备及其对环境的影响。二、核心素养目标1.理解氮在化工生产中的重要作用，掌握氮及其氧化物的性质、制备和应用，提升学生的科学素养。

2.通过实验观察和分析，培养学生的观察、思考、创新和问题解决能力，提高实践操作技能。

3.引导学生关注氮氧化物对环境的影响，树立环保意识，增强社会责任感。

4.培养学生团队合作、沟通交流能力，学会在探究活动中分享观点、倾听他人意见。三、教学难点与重点1.教学重点：

-氮及其氧化物的化学性质、制备方法和应用场景。

-氮氧化物对环境的影响，特别是酸雨的形成机制。

-通过实例分析，理解氮在化工生产中的关键作用。

举例：氮气在制造硝酸和氮肥中的应用；氮氧化物在汽车尾气和工业排放中的角色。

2.教学难点：

-氮氧化物性质与结构的关联，特别是氧化态变化对性质的影响。

-学生对于氮氧化物引起的环境问题认识不足，缺乏直观感受。

-实验操作中注意事项，如气体收集、处理和安全性。

举例：解释NO和NO2在氧化还原反应中的不同作用；通过图像和数据说明氮氧化物对大气和水体的污染；强调实验中正确使用实验仪器和防护措施的重要性。通过这些具体实例，帮助学生深入理解课程内容，克服学习难点。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有新人教版高中化学必修第二册第五章相关内容，方便学生预习和复习。

2.辅助材料：准备氮及其氧化物相关的图片、图表、视频等多媒体资源，直观展示氮氧化物的性质、制备过程及环境影响。

3.实验器材：准备气体收集装置、实验用气体发生器、试管、烧杯等实验器材，确保实验过程中的安全与准确性。

4.教室布置：将教室划分为实验操作区、小组讨论区，便于学生进行实验和合作学习。同时，布置多媒体设备，方便展示辅助教学材料。五、教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：

发布预习任务：通过学校在线学习平台，发布关于氮和氮的氧化物的预习资料，包括PPT、相关视频和预习指导文档。

设计预习问题：围绕氮的化学性质和氮氧化物的环境效应，设计探究性问题，引导学生预习。

监控预习进度：通过学习平台跟踪学生的预习情况，确保学生对课程内容的初步了解。

-学生活动：

自主阅读预习资料：学生按照预习任务要求，阅读教材和相关资料，初步理解氮和氮氧化物的基本概念。

思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，记录下自己的理解和新产生的疑问。

提交预习成果：学生将预习笔记、思维导图和问题通过平台提交，为课堂讨论做准备。

-教学方法/手段/资源：

自主学习法：培养学生独立学习的能力。

信息技术手段：利用在线平台实现资源共享和互动。

-作用与目的：

让学生提前接触课程内容，为课堂学习打下基础。

培养学生的自主学习能力和预习习惯。

2.课中强化技能

-教师活动：

导入新课：通过展示氮在自然界和工业中的应用视频，引入新课内容。

讲解知识点：详细讲解氮的化学性质、氮氧化物的制备方法和环境影响，结合实际案例加深理解。

组织课堂活动：设计小组讨论和实验活动，让学生在互动中掌握知识。

解答疑问：针对学生的问题进行解答，澄清概念，巩固知识。

-学生活动：

听讲并思考：学生专心听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：学生参与小组讨论和实验操作，体验知识的应用。

提问与讨论：学生勇于提问，参与讨论，分享自己的观点和发现。

-教学方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解，使学生理解课程重难点。

实践活动法：通过实验，培养学生的实践操作能力。

合作学习法：通过小组合作，增强学生的团队协作能力。

-作用与目的：

加深学生对氮及其氧化物知识的理解。

培养学生的实验操作能力和团队合作意识。

3.课后拓展应用

-教师活动：

布置作业：根据课程内容，布置相关的练习题和思考题，巩固学习成果。

提供拓展资源：推荐相关的学术文章、视频和网站，供学生深入研究。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生个性化反馈，指导学生改进。

-学生活动：

完成作业：学生认真完成作业，巩固所学知识。

拓展学习：利用提供的资源，进行深入的探究和学习。

反思总结：学生对学习过程进行反思，总结经验教训，提出改进措施。

-教学方法/手段/资源：

自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生通过反思，不断提升自我。

-作用与目的：

巩固课堂学习成果，提升学生的知识应用能力。

拓宽知识视野，培养学生的独立思考和自我提升能力。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-与氮及其氧化物相关的化学期刊文章，探讨其在工业生产和环境保护中的应用与挑战。

-关于氮循环的科普书籍，帮助学生全面了解氮在自然界中的循环过程。

-氮肥使用对农业生态系统影响的案例分析，引导学生思考化学与生态的关系。

-氮氧化物排放控制技术和政策研究资料，让学生了解我国在环保方面的努力和成果。

-酸雨形成机制及其对生态环境危害的专题报告，加深学生对环境问题的认识。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读化学期刊文章，了解氮及其氧化物在科学研究前沿的应用，培养科学探究精神。

-建议学生阅读科普书籍，从宏观角度认识氮循环，增强环保意识。

-组织学生进行案例分析，探讨氮肥使用的利与弊，培养学生的思辨能力。

-引导学生研究氮氧化物排放控制技术和政策，了解化学在环保领域的作用，提高社会责任感。

-组织学生撰写关于酸雨形成机制及其危害的专题报告，提升学生的综合分析和表达能力。七、典型例题讲解例题1：

题目：请简述工业制备硝酸的原理，并说明为什么要在常温下进行。

答案：工业制备硝酸主要是通过氨的催化氧化生成一氧化氮（NO），然后NO氧化生成二氧化氮（NO2），最后二氧化氮与水反应生成硝酸。这个过程需要在常温下进行，因为催化剂在高温下活性降低，同时低温有利于减少副反应，提高硝酸产率。

例题2：

题目：氮氧化物（NOx）是如何引起酸雨的？

答案：氮氧化物（主要是NO和NO2）在大气中与水蒸气、氧气反应生成硝酸（HNO3），这些硝酸随雨水降落到地面，当雨水的pH小于5.6时，就形成了酸雨。

例题3：

题目：解释为什么氮气（N2）在常温下很稳定，而氮的氧化物却容易与其他物质发生反应。

答案：氮气分子由两个氮原子组成，它们之间有三键连接，键能很高，因此氮气在常温下很稳定。而氮的氧化物中的氮原子与氧原子之间的键能相对较低，使得氮的氧化物更容易与其他物质发生化学反应。

例题4：

题目：请描述实验室中通过铜与稀硝酸反应制备一氧化氮（NO）的实验步骤。

答案：

（1）将铜片放入试管中。

（2）加入适量的稀硝酸（HNO3）。

（3）加热试管，观察气体产生。

（4）用排水法收集产生的气体，因为一氧化氮不溶于水。

（5）将收集到的气体通过无水氯化钙除去水分，得到纯净的一氧化氮。

例题5：

题目：在化工生产中，如何控制氮氧化物的排放？

答案：

（1）改进燃烧工艺，减少燃烧过程中氮氧化物的生成。

（2）使用选择性催化还原（SCR）技术，将氮氧化物转化为氮气。

（3）安装尾气净化装置，如吸收塔，利用吸收剂（如石灰石-石膏法）去除氮氧化物。

（4）实施严格的环保政策，限制氮氧化物的排放标准。八、板书设计①重点知识点：

-氮的化学性质

-氮氧化物的制备与性质

-氮氧化物与环境保护

②关键词：

-氮气

-氮氧化物

-硝酸

-酸雨

-选择性催化还原

③核心句：

-氮气在化工生产中的重要作用

-氮氧化物引起的环境问题及解决办法

-工业制备硝酸的过程及其环保意义

板书设计：

```

氮的化学性质

|

V

氮氧化物制备与性质

|

V

氮与环境保护的关键

|

V

氮气<->硝酸<->酸雨

|

V

选择性催化还原（SCR）技术

```

设计说明：

-板书采用流程图形式，直观展示氮及其氧化物的知识点之间的逻辑关系。

-使用箭头表示知识点的递进和联系，便于学生理解各部分内容之间的关联。

-重点突出关键词和核心句，用不同颜色或加粗字体标识，增强视觉效果，便于记忆。

-板书简洁明了，留有适当空间，可在讲解过程中适时补充细节和例子，增加课堂互动性。

-艺术性和趣味性：通过绘制简单的化学结构式、实验装置图或环保图标，增加板书的趣味性，激发学生的学习兴趣。反思改进措施-利用信息技术手段，如在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控，提高学生的自主学习能力。

-设计多样的课堂活动，如小组讨论、角色扮演、实验等，让学生在实践中掌握知识，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

2.存在主要问题

-教学组织方面：课堂时间分配不合理，导致某些环节时间紧张，影响教学效果。

-教学方法方面：部分学生对理论知识理解不够深入，需要寻找更有效的教学方法。

-教学评价方面：缺乏对学生学习过程的持续跟踪和评估，无法全面了解学生的学习情况。

3.改进措施

-优化教学组织，合理分配课堂时间，确保每个环节都能充分展开。

-尝试引入新的教学方法，如案例分析、讨论式教学等，提高学生对理论知识的理解。

-建立完善的教学评价体系，加强对学生学习过程的跟踪和评估，及时发现和解决学生学习中的问题。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.氮及其氧化物的性质和制备方法，包括工业制备硝酸的原理。

2.氮氧化物对环境的影响，特别是酸雨的形成机制。

3.氮在化工生产中的重要作用，以及氮氧化物排放的控制措施。

4.实验室中制备一氧化氮的步骤，以及如何安全进行实验操作。

当堂检测：

1.请简述工业制备硝酸的原理，并说明为什么要在常温下进行。

2.氮氧化物（NOx）是如何引起酸雨的？

3.解释为什么氮气（N2）在常温下很稳定，而氮的氧化物却容易与其他物质发生反应。

4.请描述实验室中通过铜与稀硝酸反应制备一氧化氮（NO）的实验步骤。

5.在化工生产中，如何控制氮氧化物的排放？

答案：

1.工业制备硝酸主要是通过氨的催化氧化生成一氧化氮（NO），然后NO氧化生成二氧化氮（NO2），最后二氧化氮与水反应生成硝酸。这个过程需要在常温下进行，因为催化剂在高温下活性降低，同时低温有利于减少副反应，提高硝酸产率。

2.氮氧化物（主要是NO和NO2）在大气中与水蒸气、氧气反应生成硝酸（HNO3），这些硝酸随雨水降落到地面，当雨水的pH小于5.6时，就形成了酸雨。

3.氮气分子由两个氮原子组成，它们