2022年生物圈中的氮循环教案 .pdf

生物圈中的氮循环教案【篇一：氮的循环第一课时教学设计1】氮的循环第一课时教学设计尤溪一中 陈昌祥一、教学设计说明氮及其化合物是高中化学教学的重要内容，是学生在中学阶段所学习的元素化合物知识的重要组成部分。普通高中化学课程标准要求：能通过实验了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。我们知道，氮是维持高等动植物生命活动的必须元素，因此，氮的循环涉及到地球上生物圈的各个方面，人类活动也在逐渐地影响到氮的循环。所以，教材对氮气和氮的化合物的性质传授不是孤立的，而是以“ 氮的循环 ” 作为载体和线索，把我们要学习的物质置于“ 氮的循环 ” 这个大的背景下，这样既有利于学生掌握氮及其化合物的性质，又有利于学生认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。本节是 “ 自然界中的元素 ” 中“ 氮的循环 ” 中的第一课时，教材内容包括三个方面：一是自然界中氮的循环，二是氮的固定，三是氮循环中的重要物质 n2、no 和 no2 的性质。福建省普通高中新课程教学要求中对这一课时教学做了具体的细化，学习要求中的知识内容和认知目标分别是：氮气的化学性质与氧气、氢气的反应c；一氧化氮、二氧化氮的物理性质b；一氧化氮与氧气的反应，二氧化氮与水的反应c。教学建议是：采用自然界和生产、生活中的实例设置教学情境，对非金属及其化合物知识进行教学，进一步归纳学习、研究物质的方法和基本思路；引导学生了解自然界氮循环对维持生态平衡的作用；一精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页氧化氮、二氧化氮在氧气的作用下与水反应转化为硝酸的定量关系不作拓展。2010 年福建省普通高中学生学业基础会考化学学科考试大纲中对这一课时的要求是：氮气的化学性质与氧气、氢气的反应b；一氧化氮、二氧化氮颜色、状态、气味；二氧化氮与水的反应 b；了解氮氧化物对生态环境的影响a。2009 年普通高等学校招生全国统一考试福建省理科综合考试说明中有关要求是：了解常见非金属单质及其重要化合物的主要性质及应用。以上不管是普通高中化学课程标准，还是福建省普通高中新课程教学要求中提到的，都是必须完成的教学目标，即是教学的“ 保底” 任务，而不是教学的“ 封顶” 。鉴于我校是省一级达标学校，我所任教的高一两个班学生素质较好，本着 “ 立足于学生适应现代生活和未来发展的需要” 新课程理念，在“ 氮氧化物与水反应生成硝酸的定量关系” 这一内容上，作适当的拓展。本节课教学过程设计，首先是充分利用各种媒体资源，有课本、导与练听课手册、视频等，并进行有机融合。其次是使学生进一步明确学习、研究元素及其化合物的方法和基本思路。第三是通过阅读，着重培养学生搜集信息、处理信息能力。第四是通过对“ 雷电发庄稼 ” 这一自然现象的分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。第五是通过对教材的教学内容进行整合和概括，突出学习重点，并培养学生归纳总结能力。第六是通过对氮氧化物溶于水生成硝酸的有关计算，通过对循环反应分析，培养学生确立“ 始终态 ” 计算的思维方法，定性与定量关系的理念。二、教学目标 1、知识与技能目标了解自然界中氮循环的途径、形式及所涉及的物质；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页了解生物固氮和人工固氮形式，认识n2 、no 、no2 的性质；了解氮氧化物溶于水生成硝酸的有关计算。 2、过程与方法目标使学生进一步明确学习、研究元素及其化合物的方法和基本思路； 培养学生搜集信息、处理信息的能力；培养学生探究、观察、总结、分析问题的能力。 3、情感态度与价值观目标了解人类活动对氮循环的影响，树立保护环境的意识；培养学生敢于质疑的精神。三、教学重点、难点知识与技能的重点：n2、no 和 no2 的性质。知识与技能的难点：氮氧化物溶于水生成硝酸的有关计算。过程与方法的重点：通过实验探究分析解决问题的能力。四、教学方法方法引导、实验观察、归纳总结。五、教学过程【篇二：第 3 章第 2 节氮的循环教案】第 2 节 氮的循环【教学目标】 1、了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质；通过了解生物固氮和人工固氮方式，认识氮气在一定条件下能够与氧气氢气发生反应。 2、掌握一氧化氮和二氧化氮的性质。了解自然界中形成硝酸的过程。 3、认识氨气的溶解性、氮气与水的反应及氨的复原性。通过认识铵盐的性质，了解铵态氮肥的生产使用问题。化物的排放，树立环境保护的意识。【教学重点】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页知识重点： 1、氮的固定方式； 2、n2、no2 、no、nh3 、nh4+ 、hno3 的性质及应用； 3人类活动对氮循环的影响。方法重点：应用氮循环中的各类物质间的反应关系和氧化复原反应，探讨物质的性质、以及含有相同元素的物质之间的相互转换。【教学难点】氮循环中的重要物质硝酸及其氧化性。【教学时间】 3 课时【教学过程】第一课时闪电是大家非常熟悉的自然现象。你知道在雷电交加的时候，空气里的氮气和有关的含氮化合物发生了哪些化学反应？产生了哪些物质？这些化学反应和所产生的物质对人类的生产和生活有什么意义？【板书】一、氮在自然界中的循环【阅读】阅读课本内容：一、氮在自然界中的循环，分析氮在自然界中的循环示意图。从动植物体，自然界中的雷雨放电、人类的活动三方面分析氮在自然界中的循环。【设问】氮的循环涉及到地球上生物圈的各个方面，那么氮循环中的重要物质有哪些并发生怎样的变化呢？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 13 页【板书】二、氮循环中的重要物质及其变化 1、氮气与氮的固定【讲解】所以在通常状况下，由于氮分子结构稳定，氮气的化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应。但在一定条件下，也可以与氧气、氢气等反应。【思考】 “ 雷雨发庄稼 ” 包含了什么化学原理？【引导分析】空气中氮气在高压电作用下与氧气发生化学反应生成no ，no 与氧气反应转化成no2 ，no2 与雨水反应生成hno3 ，生成的 hno3 随雨浇入土壤，同土壤中的矿物质作用，形成被植物吸收的硝酸盐类，使土壤从空气中吸收养分，使庄稼受益。有关方程式如下：【板书】 n2+o2 放电 2no ； 2no+o2 2no2 ； 3no2+h2o 2hno3+no【讲解】(氧化物中氮元素的化合价为1、 2、 3、 4、 5)。其中 no 、no2 均为有毒毒气体，是大气污染物。no 为无色不溶于水的气体，它与人体的血红蛋白结合的能力比co 还强；另外，它在生物学方面有独特的作用。no 分子作为一种传递神经信息的“ 信息分子” ，在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有及其重要的作用。1992 年， no 分子被世界著名杂志science评为明星分子。 no2 为红棕色易溶于水的气体。在通风厨内打开盛no 的集气瓶，会观察到无色气体迅速变为红棕色。【讨论】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页 1、植物只能利用化合态的氮，有哪些方式可使空气中的氮气转化为化合态的氮？ 2、什么叫氮的固定？有哪些方式？【讲解】学生讨论后讲解。氮的固定是指使空气中的游离态的氮转化为含氮化合物的方法。氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。自然固氮有：高能固氮和生物固氮等。人工固氮的方式有合成氨和仿生固氮。 nh4+ 、no3- 是自然界中活化氮氮的主要形态。氮气是惰性的，只有通过自然固氮和人工固氮两种方式而活化。高温、高压【板书】 n2+ 3h2 2nh3 催化剂【讲解】可逆反应是指在相同条件下能同时向正反两个方向进行的反应。【思考】有人说，“ 氢气和氧气化合生成水，水可分解为氢气和氧气，所以反应： h2+o2 =2h2o为可逆反应 ” 。你认为这句话对吗？【阅读】化学与技术：氨的合成。【例题】雷雨天气，雷鸣电闪是日常生活中司空见惯的现象。假设某次雷电放出能量约为1此次闪电所产生的no 的物质的量有多大？2此次雷雨闪电的生成物相当于给土壤施了多少尿素化肥？3雷雨中常会有微量的hno3 为农作物所利用，用化学方程式解释 hno3 形成过程。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页3空气中氮气在高压电作用下与氧气发生化学反应生成no ，no与氧气反应转化成no2 ，no2 与雨水反应生成hno3 ，生成的 hno3随雨浇入土壤，同土壤中的矿物质作用，形成被植物吸收的硝酸盐类，使土壤从空气中吸收养分，使庄稼受益。 答案 1166mol 23n2+o2 放电 2no ；2no+o2 2no2 ；3no2+h2o 2hno3+no【随堂练习】 1以下说法不正确的选项是 a氮在自然界中既以游离态存在又以化合态存在。 b氮元素是构成生命的基本元素 c大气、陆地和水体中的氮元素在不停的进行着氮的循环。 d仿生固氮是一种自然固氮 2生物固氮是指 a植物从土壤中吸收含氮养料 b豆科植物的根瘤菌将氮气转变为氮的化合物作为养料吸收 c将氮转变为硝酸及其它氮的化合物 d反硝化细菌将硝酸转变为氮气放出 3以下变化中不属于氮的固定的是 a工业上合成氨b一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮 c豆科作物的根瘤菌使空气中的氮转化为氨d由氨制备碳酸氢铵和硫酸铵 4关于 no 的以下表达不正确的选项是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页 ano 不溶于水，是一种大气污染物bno 是一种红棕色的有毒气体 cno 结合血红蛋白的能力比co 还强 dno 与氧气反应生成no2 ，表达其复原性 5发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是co2 、h2o 、n2、no, 这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量红烟，产生红烟的原因是 a高温下氮气遇空气生成no2 b co2 与 no 反应生成 co 和 co2 cno 与空气生成 no2d no 和 h2o 反应生成 h2 和 no2 6现有等体积混合而成的四组气体：no2+no 、no2+o2 、hcl+n2 、no+n2 ，将其分别通入体积相同的试管并立即倒立在足量的水中，试管内水面上升的高度分别为h1、h2、h3 和 h4，其中高度关系是 a.h2 h3h1 h4b.h3 h2 h1h4 c.h1 h2h3 h4d.h1 h2 h3h4 7一氧化氮是大气污染物之一。目前，有一种治理方法在400左右、有催化剂存在的情况下，用氨将一氧化氮复原为氮气和水。该反应的化学方程式为，氧化剂为，复原剂为，氧化产物与复原产物的质量比为。8实验室合成氨装置如下图，试答复：装置甲的作用是： _ _ ，_ _ ，从乙处导出的气体是 _ _ ，检验产物的简单化学方法是_ _。 9一种气态氮的氧化物112ml 标准状况，质量为0.38g ，其组成里含氧 63.16% ，其化学式是。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页 10将一收集满15mlno2气体的试管倒立于水槽中，可观察到哪些现象？反应后剩余什么气体？其体积为多少？第二课时【思考】 1、氨的喷泉实验说明了什么？产生喷泉的条件是什么？怎样才能保证喷泉实验的成功？ 2、草木灰是很好的钾肥，但为什么不能与铵态氮肥混合使用呢？【板书】 2、氨与铵态氮肥1氨【观察思考】演示实验：氨的喷泉实验。【归纳】板书：氨的物理性质。氨是氮循环中的重要物质，是无色有刺激性气味的气体，比空气轻，在常温、常压下1 体积水可溶解700 体积的氨。氨溶于水可用以下过程表示：所得溶液称氨水，呈弱碱性性。【思考】喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在内外压强差。 1、喷泉实验成功的关键是什么？ 2、氨的喷泉实验说明了什么？【引导分析】喷泉实验成功的关键是：装置气密性好且干燥；气体要收集满氨的喷泉实验表达了氨具有以下性质：氨极易溶与水，溶液呈碱性。【篇三： 3 生态系统的物质循环教学设计 教案】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页教学准备 1、以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。 2、尝试探究土壤微生物的分解作用。 3、说明能量流动和物质循环的关系。 4、关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。教学重点：分析生态系统中的物质循环。教学难点：能量流动与物质循环的关系。教学课件教学过程 (一)、引入新课上一节中我们学习了生态系统的能量流动，那么大家回忆一下： 1、地球上最大的生态系统是什么？ 2、生态系统的能量源头在哪里？ 3、输入生态系统的总能量指的是什么？ 4、能量流动的主渠道是什么？ 5、能量流动有什么特点？二、生态系统的物质循环精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页大家对能量流动的内容掌握得很好!那么，同学们在学习能量流动的过程中是否发现，能量的流动是需要以物质为载体的?生态系统中的物质变化又是怎样的?物质变化与能量流动又有什么关系呢?师：这就是我们今天要学习的内容 生态系统的物质循环。 1、概念是指组成生物体的c、h、o、n、p、s 等基本元素在生态系统的生物群落与无机环境之间反复循环运动叫生态系统的物质循环。 2、特点师：大家可以先看一下问题讨论，想想怎样答复。学生看书、思考师：我们知道生态系统中能量的流动是单向的、逐级递减的，能量并不能重复、循环地利用，但生态系统却仍旧保持稳定，正常运转。这是因为有源源不断的太阳能提供。但是生态系统的物质却只能来自于地球本身，那亿万年来为什么没有被地球耗尽呢？生：我想物质和能量不同，应该是可以循环利用的。师：那大家能给出一些例子来说明物质是可以循环利用的吗？生 1：动物的呼吸作用消耗有机物和氧气，产生二氧化碳和水；产生的二氧化碳和水可以提供应绿色植物进行光合作用，产生有机物和氧气；而有机物和氧气又可以提供应动物。生 2：有机物经过微生物分解，成为无机物，又可以重新提供应生产者来制造有机物。生 3：垃圾中有可以回收利用的，说明物质可以循环。 师：很好。通过我们以前学过的知识和生活中的事例，确实可以说明在生态系统中物质是循环的。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页师：我们来看一下第一段，他说你呼吸产生的二氧化碳可以飘向异国他乡，这说明了物质循环的范围怎样？生：很大，是全球性的。师：确实物质循环的范围是整个生物圈。那你呼出的二氧化碳中的碳元素和氧元素是怎样来到你的体内的呢？生：通过呼吸、饮食，进入人体。师：很好，那么碳元素和氧元素进入人体以前存在于什么物质中呢？生：存在于氧气、水、二氧化碳等无机环境中的物质中，也存在于生物群落的生物中。师：不错，既存在无机环境中，也存在于生物群落中。可见，物质是在生物群落与无机环境之间不断循环的。师：还有一点，书本的第一段突出了碳元素和氧元素，而不是二氧化碳。可见物质循环的物质是指化学元素还是化合物？生：化学元素。师：是的，物质是指化学元素。下面我们就来看一下碳元素的循环，也就是碳循环，看看物质循环的过程。看的过程中思考以下问题。 3、碳循环课件展示： 1.无机环境中的碳以什么形式存在? 2.生物群落内部的碳以什么形式存在? 3.碳在无机环境和生物群落之间以什么形式循环? 4.碳循环的范围。 5.光合作用和呼吸作用的反应式，并说明碳的传递过程。6. “ 思考与讨论 ” 的第 2 题，如何用系统科学的方法构建碳循环的模型？ 来源 :学科网 师 谁来答复一下？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页生 1 无机环境中的碳：主要以co2 、碳酸盐形式存在，也有碳单质、含碳有机物等。生 2 生物群落中的碳：主要以有机物形式存在，也有含碳无机物，如碳酸盐。生 3 碳循环形式是co2 。生 4 生物圈。生 5 黑板演示：注： 表示碳以植物的枯枝败叶中有机物的形式被微生物的呼吸作用分解，形成二氧化碳。表示微生物分解以后，碳以二氧化碳的形式被植物光合作用固定，以碳酸盐形式被植物根系吸收。表示碳以有机物的形式被消费者摄食，最后碳仍以有机物形式储存在消费者体内。 表示碳以有机物的形式被微生物分解成无机物后，存在于无机环境中。表示碳以有机物的形式通过生产者的呼吸作用，形成二氧化碳释放到无机环境中。表示碳以动物的粪便、遗体等中的有机物的形式，被微生物分解，形成二氧化碳。表示碳以有机物的形式通过消费者的呼吸作用，形成二氧化碳释放到无机环境中。 表示无机环境中的含碳无机物被生产者利用，合成有机物。师 大家说得很好，下面我们来总结一下。碳循环主要是在无机环境和生物群落之间进行，形式是二氧化碳。可以用以下图表示：精选学习资料 - 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