氮肥的生产和使用教案

氮肥的生产和使用教案一、教学目标1.知识与技能目标了解氮气的结构和性质，掌握工业合成氨的反应原理、条件及意义。掌握氨气的物理性质、化学性质，能熟练书写相关化学反应方程式。理解铵盐的性质，掌握铵根离子的检验方法。了解氮肥的种类、性能和使用氮肥的注意事项。2.过程与方法目标通过对合成氨条件的探究，培养学生运用化学平衡移动原理分析实际问题的能力。通过氨气、铵盐性质的实验探究，提高学生的实验操作能力和观察、分析实验现象的能力。通过对氮肥使用的讨论，培养学生联系实际、解决实际问题的能力。3.情感态度与价值观目标通过介绍合成氨工业的发展，激发学生的学习兴趣和探索精神，培养学生的创新意识。通过对氮肥使用不当造成环境污染问题的讨论，增强学生的环保意识和社会责任感。

二、教学重难点1.教学重点工业合成氨的反应原理。氨气的化学性质（与水、酸、氧气的反应）。铵盐的性质及铵根离子的检验。2.教学难点合成氨适宜条件的选择。氨气与水反应的喷泉实验原理及操作。铵盐受热分解的产物判断。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、多媒体辅助教学法

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）1.播放一段农田中农作物生长状况的视频，展示不同生长阶段的农作物，以及因缺乏氮肥而生长不良的农作物图片。2.提问学生："农作物生长需要多种营养元素，其中氮肥对农作物的生长有什么重要作用？"引导学生思考氮肥在农业生产中的重要性，从而引出本节课的主题氮肥的生产和使用。

（二）知识讲解氮气（10分钟）1.氮气的存在与结构通过多媒体展示空气的成分示意图，介绍氮气在空气中的体积分数约为78%，是空气中含量最多的气体。画出氮气的电子式和结构式，分析氮气分子中氮原子之间存在氮氮三键，键能很大，导致氮气的化学性质稳定。2.氮气的化学性质与氧气反应介绍在放电或高温条件下，氮气能与氧气反应生成一氧化氮。写出化学方程式：$N_2+O_2\stackrel{放电或高温}{=\!=\!=}2NO$强调一氧化氮在空气中迅速被氧化为二氧化氮的过程：$2NO+O_2=\!=\!=2NO_2$，二氧化氮与水反应生成硝酸，这是"雷雨发庄稼"的化学原理。与氢气反应引出工业合成氨的反应，介绍合成氨的重要意义，它是氮肥生产的基础。写出反应方程式：$N_2+3H_2\underset{高温、高压}{\stackrel{催化剂}{\rightleftharpoons}}2NH_3$

（三）知识讲解氨气（20分钟）1.氨气的物理性质展示一瓶氨气，让学生观察其颜色、状态，并闻气味（注意闻气味的方法）。总结氨气是无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水（1体积水可溶解700体积氨气）。2.氨气的化学性质与水反应进行氨气的喷泉实验介绍实验装置：由圆底烧瓶、带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的双孔橡皮塞、烧杯组成。操作步骤：在干燥的圆底烧瓶里充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的双孔橡皮塞塞紧瓶口。立即倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯里（水里事先加入少量酚酞试液），挤压滴管的胶头，使少量水进入烧瓶。引导学生观察实验现象：烧杯里的水由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。分析实验原理：氨气极易溶于水，使烧瓶内压强迅速减小，外界大气压将烧杯中的水压入烧瓶，形成喷泉。氨气溶于水后，与水反应生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子，使溶液显碱性，所以酚酞试液变红。写出反应方程式：$NH_3+H_2O\rightleftharpoonsNH_3\cdotH_2O\rightleftharpoonsNH_4^++OH^$与酸反应演示实验：用两根玻璃棒分别蘸取浓氨水和浓盐酸，然后将两根玻璃棒靠近（不要接触）。引导学生观察现象：有大量白烟产生。分析原因：浓氨水挥发出的氨气与浓盐酸挥发出的氯化氢气体反应生成氯化铵固体小颗粒，形成白烟。写出反应方程式：$NH_3+HCl=\!=\!=NH_4Cl$总结氨气与其他酸反应的规律，如与硫酸反应：$2NH_3+H_2SO_4=\!=\!=(NH_4)_2SO_4$与氧气反应介绍氨气在催化剂（如铂、氧化铁等）存在并加热的条件下，能与氧气发生反应，生成一氧化氮和水。写出化学方程式：$4NH_3+5O_2\stackrel{催化剂}{\underset{\triangle}{=\!=\!=}}4NO+6H_2O$强调此反应是工业制硝酸的基础反应之一。

（四）知识讲解铵盐（15分钟）1.铵盐的概念和常见铵盐通过定义引出铵盐是由铵根离子和酸根离子组成的化合物，列举常见的铵盐，如氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵等。2.铵盐的性质受热分解演示氯化铵受热分解实验：将氯化铵固体放在试管中加热，观察现象。引导学生观察到试管底部固体逐渐减少，在试管口上方又有白色固体凝结。分析原因：氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢气体，化学方程式为$NH_4Cl\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}NH_3\uparrow+HCl\uparrow$；当两种气体上升到试管口附近时，又重新化合生成氯化铵固体，化学方程式为$NH_3+HCl=\!=\!=NH_4Cl$。强调氯化铵受热分解的特点与一般的分解反应不同，属于"假分解"。再演示碳酸氢铵受热分解实验：加热碳酸氢铵固体，观察现象。引导学生观察到产生有刺激性气味的气体，同时试管内壁有水珠出现。写出化学方程式：$NH_4HCO_3\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}NH_3\uparrow+H_2O+CO_2\uparrow$总结不同铵盐受热分解的产物情况，如硝酸铵受热分解较为复杂，可能有多种产物。与碱反应演示实验：在试管中加入氯化铵溶液，再滴加氢氧化钠溶液，加热，并用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体。引导学生观察现象：有刺激性气味的气体产生，湿润的红色石蕊试纸变蓝。分析原因：铵根离子与氢氧根离子在加热条件下反应生成氨气和水。写出反应方程式：$NH_4Cl+NaOH\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}NaCl+NH_3\uparrow+H_2O$总结铵盐与碱反应的离子方程式：$NH_4^++OH^\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}NH_3\uparrow+H_2O$，强调此反应可用于检验铵根离子。

（五）知识讲解氮肥（10分钟）1.氮肥的种类介绍常见的氮肥，如铵态氮肥（氯化铵、硫酸铵、碳酸氢铵等）、硝态氮肥（硝酸铵、硝酸钠等）、有机氮肥（尿素等）。2.氮肥的性能分析不同氮肥的含氮量、肥效特点等。例如，铵态氮肥易被植物吸收，但在碱性土壤中容易挥发损失；硝态氮肥肥效快，但容易流失，且在储存和使用时要注意防止爆炸等危险；尿素是一种优质的有机氮肥，肥效持久，适用于各种土壤和作物。3.使用氮肥的注意事项组织学生讨论使用氮肥时可能出现的问题，如过量使用氮肥对土壤和环境的影响。总结使用氮肥的注意事项：不能与碱性物质混合使用，以免降低肥效。要根据土壤肥力、作物种类和生长阶段合理施肥。注意保存，防止氮肥挥发、分解或受潮结块。

（六）课堂小结（5分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容，包括氮气的结构和性质、工业合成氨的反应原理、氨气和铵盐的性质、氮肥的种类、性能及使用注意事项等。2.请几位学生发言，总结自己在本节课中的收获和体会。3.教师对学生的总结进行补充和完善，强调重点知识和易错点，强化学生的记忆。

（七）课堂练习（10分钟）1.布置几道与本节课内容相关的练习题，如：写出工业合成氨的化学方程式，并注明反应条件。氨气与硫酸反应的化学方程式是什么？如何检验某溶液中是否含有铵根离子？碳酸氢铵受热分解的化学方程式为。下列氮肥中，含氮量最高的是（）A.$NH_4Cl$B.$(NH_4)_2SO_4$C.$NH_4NO_3$D.$CO(NH_2)_2$2.让学生在课堂上完成这些练习题，教师巡视指导，及时发现学生存在的问题并给予解答。

（八）课后作业（5分钟）1.书面作业完成课后习题中与本节课相关的题目。查阅资料，了解新型氮肥的种类和特点，写一篇简短的报告。2.实践作业观察农田中农作物的生长情况，记录使用氮肥前后农作物的变化，并分析氮肥的作用效果。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对氮肥的生产和使用有了较为系统的了解。在教学过程中，采用了多种教学方法相结合，如讲授法、实验探究法、讨论法等，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的参与度。实验探究环节让学生亲身体验了氨气的性质和铵根离子的检验方法，培养了学生的实验操作能力和观察、分析能力。讨论法的运用则引导学生积极思考，培养了学生的思维能力和解决实际问题的能力。

然而，在教学过程中也存在一些不足之处。例如，在合成氨适