高中化学《生产生活中的含氮化合物 氮肥的生产和使用》教学教案

教案 时间:2018-09-04 我要投稿

  第2课时 氮肥的生产和使用

  一、学习目标

  1.掌握氨及铵盐的性质和用途,了解液氨和氨水的区别;

  2.知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项,认识到科学使用化肥的意义;

  3.学习观察法、探究法、类比法等科学方法;

  4.知道氮肥的应用对社会生产的作用和对自然环境的影响;在实验探究活动中,享受发现的快乐。

  二、教学重点及难点

  教学重点:氨气和铵盐的性质;

  教学难点:“喷泉”实验的原理,氨水的弱碱性。

  三、设计思路

  氮肥是植物生长的重要基础,是解决人类吃饭问题的重要因素之一。通过对“雷雨发庄稼”(自然固氮)知识的复习和生物固氮方式缺点的讨论,从而将本节内容的重点引入人工固氮(合成氮)过程的教学中来。氮肥生产的基础是氨的合成,即可引入本节课教学重点——氨气性质的教学。其中,氨气与水和酸的反应是教学的重点。再通过氨的挥发性、刺激性气味等性质,引导学生讨论氨水作为化肥的缺点,在此基础上引入固态铵盐和氮肥知识的教学。在学习铵盐知识的基础上,师生共同讨论科学使用化肥的方法和意义。

  四、教学过程

  [复习引入] 回忆“雷雨发庄稼”的有关化学方程式。

  [图片] 人类已知的三类基本固氮方式。

  [讨论] 三种固氮方式的优缺点。强调人工固氮的重要意义,引出本节内容的教学。

  [化学史话]氮是农作物生长的必须元素,大气中游离的氮不能被植物直接吸收,通过生物固氮和自然固氮获得的氮元素远远不能满足植物生长的需要。为了提高农作物的产量,科学家们苦苦探索了几百年。20世纪初,德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨,奠定了大规模工业合成化肥的基础。从此,人类能为植物的生长提供足够的氮肥,缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾,他也因此获得了1918年化学诺贝尔奖。

  [知识链接] 1. 合成氨反应条件苛刻的原因;

  2. 哈伯的功与过。

  [板书]一、工业合成氨

  N2+3H2 2NH3

  [过渡] 氨的成功合成在一定程度上解决了人类的吃饭问题。要让这种重要的气体氮化合物更好地人类服务,我们必须研究它的性质。

  [板书] 二、氨气

  1.氨的物理性质

  [展示]展示一瓶NH3,观察其颜色、状态、并闻其气味(注意闻气味的方法)。

  [小结]氨是无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化,氨液化的同时放出大量的热;液态氨汽化时要吸收周围的热量,使周围的空气迅速变冷(常用作致冷剂)。极易溶于水(体积比1:700)。

  [实验探究1] 喷泉实验。

  [观察与思考]观察实验、描述实验现象,分析实验现象你能得出什么结论?

  现象:将胶头滴管中的水挤入烧瓶,打开止水夹,烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶,变成红色喷泉。

  结论:氨气极易溶于水,氨气的水溶液显碱性。

  [讨论]上述产生喷泉的原理是什么?

  [小结]胶头滴管中的水挤入烧瓶,大量氨气溶于水使烧杯中气压急剧降低,水被吸入烧瓶形成喷泉。

  [实验探究2] 氨水的不稳定性

  现象:

  湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。

  结论:

  氨水易挥发,氨气的水溶液具有碱性。

  [板书]2.氨的化学性质

  [小结](1)氨气与水的反应

  NH3+H2O NH3 H2O NH4++OH-

  [讨论]氨水中存在哪些微粒?并与液氨进行比较。

  液氨 氨水

  物质种类

  粒子种类

  [实验探究3] NH3与HCl的反应

  现象:

  烧杯中出现白烟。

  解释:

  浓氨水、浓盐酸具有挥发性,NH3与HCl结合,有固体NH4Cl生成。

  (2)氨气与酸的反应

  NH3+HCl= NH4Cl(白烟)

  [思考]将实验3中浓盐酸换成浓硝酸或浓硫酸现象是否相同?为什么?

  NH3 + HNO3 = NH4NO3(白烟)

  2NH3 + H2SO4 =(NH4)2 SO4

  [过渡提问] 其实,氨水也可以作为化肥,但现在人们很少用它,大家知道其中的原因吗?

  [回答] 氨水中的NH3 H2O不稳定,容易分解生成氨气,而挥发掉促进植物生长的有效成分,降低了肥效。同时,会发出来的氨气具有刺激性气味,给使用带来很大的不方便。

  [追问] 从前面的探究活动中,我们来思考一下,有没有什么方法可以解决这个问题?

  [回答] 可以将氨气与酸反应转化成固态铵盐加以使用。

  [过渡] 回答得很好!铵盐就是目前我们使用最多的固态氮肥的主要成分,对铵盐的性质的了解,是科学使用化肥的基础。

  [板书] 三、铵盐的性质

  1.受热分解

  [实验探究4]①进行实验,②描述实验现象,③写出化学方程式。

  现象:加热,试管中产生白烟,试管口重新生成白色固体。

  NH4Cl = NH3 ↑ + HCl ↑

  NH3 + HCl = NH4Cl

  NH4HCO3= NH3↑+H2O + CO2↑

  [拓展视野] 由上述反应式可以看出, NH4Cl 、NH4HCO3受热都能分解,都有NH3产生,但不是所有的铵盐受热分解都能产生NH3。

  例如NH4NO3的分解:2NH4NO3 = 2N2↑+O2↑+ 4H2O

  [板书] 2.与碱共热放出氨气

  [实验探究5]①进行实验,②描述实验现象,③写出化学方程式。

  现象:产生有刺激性气味的气体,湿润的红色石蕊试纸变蓝。

  2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3↑

  [思考与交流]根据上述性质,分析讨论此性质有何应用?

  (1)铵根离子的检验;

  (2)氨气的实验室制法;

  (3)避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。

  [板书] 3.氮肥简介

  (1)铵态氮肥: NH4Cl(氯铵)、NH4HCO3(碳铵)、(NH4)2SO4(硫铵)、NH4NO3(硝铵)。

  (2)其他氮肥:硝态氮肥。如:KNO3。

  有机态氮肥。如:CO(NH2)2。

  [问题思考]

  1.检验氨气是否充满试管的方法是 ,观察到的现象是 。

  2.能否用浓硫酸干燥氨气?

  答案:1.用湿润的红色石蕊试纸放到管口 试纸变蓝

  2.不能 因为氨气能与硫酸反应

 

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