高中化學必修一 4.2.2《氮肥的生產和使用》教案（蘇教版）

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111 二、教學重點及難點 教學重點：氨氣和銨鹽的性質； 教學難點：“噴泉”實驗的原理，氨水的弱堿性。 三、設計思路 氮肥是植物生長的重要基礎，是解決人類吃飯問題的重要因素之一。通過對“雷雨發(fā)莊稼”（自然固氮）知識的復習和生物固氮方式缺點的討論，從而將本節(jié)內容的重點引入人工固氮（合成氮）過程的教學中來。氮肥生產的基礎是氨的合成，即可引入本節(jié)課教學重點——氨氣性質的教學。其中，氨氣與水和酸的反應是教學的重點。再通過氨的揮發(fā)性、刺激性氣味等性質，引導學生討論氨水作為化肥的缺點，在此基礎上引入固態(tài)銨鹽和氮肥知識的教學。在學習銨鹽知識的基礎上，師生共同討論科學使用化肥的方法和意義。 四、教學過程 [復習引入] 回憶“雷雨發(fā)莊稼”的有關化學方程式。 [圖片] 人類已知的三類基本固氮方式（ppt 2）。 [討論] 三種固氮方式的優(yōu)缺點。強調人工固氮的重要意義，引出本節(jié)內容的教學。 [化學史話]氮是農作物生長的必須元素，大氣中游離的氮不能被植物直接吸收，通過生物固氮和自然固氮獲得的氮元素遠遠不能滿足植物生長的需要。為了提高農作物的產量，科學家們苦苦探索了幾百年。20世紀初，德國化學家哈伯首次用氫氣和氮氣合成了氨，奠定了大規(guī)模工業(yè)合成化肥的基礎。從此，人類能為植物的生長提供足夠的氮肥，緩解了地球上有限的耕地資源與龐大的糧食需求之間的矛盾，他也因此獲得了1918年化學諾貝爾獎。 [知識鏈接] 1. 合成氨反應條件苛刻的原因； 2. 哈伯的功與過。 高溫 高壓 催化劑 [板書]一、工業(yè)合成氨（ppt 4） N2+3H2 2NH3 [過渡] 氨的成功合成在一定程度上解決了人類的吃飯問題。要讓這種重要的氣體氮化合物更好地人類服務，我們必須研究它的性質。 [板書] 二、氨氣 1.氨的物理性質（ppt 5） [展示]展示一瓶NH3，觀察其顏色、狀態(tài)、并聞其氣味（注意聞氣味的方法）。 [小結]氨是無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化，氨液化的同時放出大量的熱；液態(tài)氨汽化時要吸收周圍的熱量，使周圍的空氣迅速變冷（常用作致冷劑）。極易溶于水（體積比1：700）。 [實驗探究1] 噴泉實驗。 [觀察與思考]觀察實驗、描述實驗現象，分析實驗現象你能得出什么結論？ 現象：將膠頭滴管中的水擠入燒瓶，打開止水夾，燒杯中的水沿著導管噴入燒瓶，變成紅色噴泉。 結論：氨氣極易溶于水，氨氣的水溶液顯堿性。 [討論]上述產生噴泉的原理是什么？ [小結]膠頭滴管中的水擠入燒瓶，大量氨氣溶于水使燒杯中氣壓急劇降低，水被吸入燒瓶形成噴泉。（ppt 7） [實驗探究2] 氨水的不穩(wěn)定性 現象： 濕潤的紅色石蕊試紙變成藍色。 結論： 氨水易揮發(fā)，氨氣的水溶液具有堿性。 [板書]2.氨的化學性質 [小結]（1）氨氣與水的反應 NH3+H2O NH3 H2O NH4++OH- [討論]氨水中存在哪些微粒？并與液氨進行比較。（ppt 10） 液氨 氨水 物質種類 粒子種類 [實驗探究3] NH3與HCl的反應 現象： 燒杯中出現白煙。 解釋： 濃氨水、濃鹽酸具有揮發(fā)性，NH3與HCl結合，有固體NH4Cl生成。 （2）氨氣與酸的反應（ppt 11～12） NH3+HCl= NH4Cl（白煙） [思考]將實驗3中濃鹽酸換成濃硝酸或濃硫酸現象是否相同？為什么？ NH3 + HNO3 = NH4NO3（白煙） 2NH3 + H2SO4 =（NH4）2 SO4 [過渡提問] 其實，氨水也可以作為化肥，但現在人們很少用它，大家知道其中的原因嗎？（ppt 13） [回答] 氨水中的NH3 H2O不穩(wěn)定，容易分解生成氨氣，而揮發(fā)掉促進植物生長的有效成分，降低了肥效。同時，會發(fā)出來的氨氣具有刺激性氣味，給使用帶來很大的不方便。 [追問] 從前面的探究活動中，我們來思考一下，有沒有什么方法可以解決這個問題？ [回答] 可以將氨氣與酸反應轉化成固態(tài)銨鹽加以使用。 [過渡] 回答得很好！銨鹽就是目前我們使用最多的固態(tài)氮肥的主要成分，對銨鹽的性質的了解，是科學使用化肥的基礎。 [板書] 三、銨鹽的性質（ppt 14～17） 1.受熱分解 [實驗探究4]①進行實驗，②描述實驗現象，③寫出化學方程式。 現象：加熱，試管中產生白煙，試管口重新生成白色固體。 NH4Cl = NH3 ↑ + HCl ↑ NH3 + HCl = NH4Cl NH4HCO3= NH3↑+H2O + CO2↑ [拓展視野] 由上述反應式可以看出, NH4Cl 、NH4HCO3受熱都能分解，都有NH3產生,但不是所有的銨鹽受熱分解都能產生NH3。 例如NH4NO3的分解:2NH4NO3 = 2N2↑+O2↑+ 4H2O [板書] 2.與堿共熱放出氨氣 [實驗探究5]①進行實驗，②描述實驗現象，③寫出化學方程式。 現象：產生有刺激性氣味的氣體，濕潤的紅色石蕊試紙變藍。 2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3↑ [思考與交流]根據上述性質，分析討論此性質有何應用？ （1）銨根離子的檢驗； （2）氨氣的實驗室制法； （3）避免銨態(tài)氮肥與堿性肥料混合施用。 [板書] 3.氮肥簡介（ppt 18） （1）銨態(tài)氮肥： NH4Cl（氯銨）、NH4HCO3（碳銨）、(NH4)2SO4（硫銨）、NH4NO3（硝銨）。 （2）其他氮肥：硝態(tài)氮肥。如：KNO3。 有機態(tài)氮肥。如：CO(NH2)2。 [問題思考] （ppt 19～20） 1.檢驗氨氣是否充滿試管的方法是 ，觀察到的現象是 。 2.能否用濃硫酸干燥氨氣？ 3.（見ppt 20） 答案：1.用濕潤的紅色石蕊試紙放到管口 試紙變藍 2.不能 因為氨氣能與硫酸反應 3.A、B、D [作業(yè)] 教材第102頁：練習與實踐第1（2）、2（3）題 111