2019-2020年高中化学 1.1《氮和磷》教案 旧人教版必修2.doc

2019-2020年高中化学 1.1氮和磷教案 旧人教版必修2教学目标1. 使学生了解氮族元素性质的相似性和递变规律。2. 使学生掌握氮气的化学性质。3. 使学生了解磷的性质。4. 通过氮族元素性质的相似性和递变规律使学生掌握运用元素周期律和原子结构理论知识指导元素化合物知识学习的方法。教学重点1. 氮族元素性质的相似性和递变规律2. 氮气的化学性质教学难点氮的分子结构与氮气化学性质的关系课时安排二课时教学方法1. 运用物质结构和元素周期律知识分析。比较、揭示氮族元素性质的相似性和递变规律。2. 根据氮分子的结构特点启发、揭示氮气的化学性质。3. 实验验证磷的两种同位素白磷和红磷之间的转化。4. 其他方法还有设问、练习、讲述等。教具准备铁架台、硬质长玻璃管、酒精灯、红磷、投影仪、录像机、胶片、电视机。教学过程第一课时引言在我们学习了物质结构和元素周期律知识之后，已利用其讨论和学习了氧族元素与碳族元素两类主族元素，今天我们将讨论和学习位于碳族和氧族元素之间的另一类主族元素氮族元素。板书第一章 氮族元素师请同学们画出氮、磷原子结构示意图，并运用物质结构以及元素周期律的知识判断氮、磷在周期表中处于什么位置，性质如何？生画出氮、磷原子结构示意图回答：氮在第二周期第A族，磷在第三周期第A族，氮的非金属性比磷强。板书氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）师这些元素都在第A族，统称为氮族元素，应注意氮族元素名称和符号的写法与读音。 生熟悉。区别氮族元素名称和符号的写法，读音。 投影显示下图及思考氮族元素在周期表中的位置思考：从氮族元素在周期表中的位置看，氮族元素的非金属性与卤族元素、氧族元素相比如何？（同周期）生思考、讨论。师根据元素周期律知识，氮族元素原子最外层有5个电子，其非金属性要比同周期的卤族元素（最外层有7个电子）和氧族元素（原子最外层有6个电子）弱。师请大家阅读教材，结合表11氮族元素及单质的一些重要性质，运用物质结构和元素周期律知识，预测、归纳、总结氮族元素性质的相似性与递变规律。生阅读教材，互相讨论，并作出一些较零散的、不系统的回答，有的说在最高价氧化物中，氮族元素都显+5价；其对应的水化物通式为H3RO4；有的回答氮族元素的非金属性NPAs，氢化物的稳定性依次减弱等。师大家回答得都正确，把大家的意见总起来就可以全面准确地概括氮族元素性质的相似性和递变规律。板书氮族元素性质的相似性与递变规律师这里把氮族元素性质的相似性与递变规律总结如下，大家作好笔记。相似性：（1）最外层均为5个电子，能够结合3个电子达到稳定结构。（2）在最高价氧化物中，氮族元素都显+5价，分子式为R2O5。（3）在其氢化物中，化合价为-3价，分子式为：RH3。（锑、铋为金属，无负价）（4）最高价氧化物水化物的通式为：H4RO4。（因为氮的原子半径小，所以+5价氮只能有一种含氧酸HNO3，而+5价磷却有HPO3和H3PO4两种含氧酸）递变规律：（1）氮族元素单质从非金属逐渐过渡到金属。（2）元素的非金属性NPAs，金属性：BiSb。（3）氢化物的稳定性：NH3PH3AsH3。其还原性顺序与此恰好相反。（4）最高价氧化物的水化物的酸性：HNO3H3PO4H3AsO4。 投影练习1. 已知元素砷（As）的原子序数为33，下列叙述正确的是（ ）A. 砷的氧化物的水溶液呈强碱性B. 砷元素的最高化合价为+3C. 砷元素是第四周期的主族元素D. 砷原子的第3电子层含有18个电子思路分析砷元素的原子序数是33，我们可以根据核外电子排布推知它的某些性质，其核外电子排布是，因此，是第四周期第A族；最外层有5个电子，因此最高价为+5价，B错，C、D正确；砷仍然是非金属元素，其氧化物的水化物应是酸，不是碱，因此A选项也不正确。答案CD观看录像小专辑氮气的作用师同学们知道，农作物的生长离不开氮、磷、钾三种元素，其中氮、磷是氮族元素的典型，所以这节课我们就来学习氮和磷的相关知识。板书第一节 氮和磷师哪位同学知道近代化学之父是谁？他的主要成就有哪些？生近代化学之父是法国的化学家拉瓦锡，其主要成就就是确定了空气的组成：氮气的体积分数约为4/5，氧气的体积分数约为1/5。投影展示资料：科学的光芒拉瓦锡独具慧眼，发现了氮气。板书一、氮气师空气中氮气体积分数为78%，我们几乎每时每刻都在氮气的包围之中，现在请你们观察周围的氮气，说出它的颜色状态、气味。生观察、嗅闻，然后集中回答：氮气是无色、无味的气体。板书1. 氮气的物理性质师请根据你们的观察，结合课本，小结氮气的物理性质。生氮气是一种无色、无味、密度比空气稍小、熔、沸点低，难溶于水的气体。师总结得很正确。大家应该注意，氮原子的最外层有5个电子，那么两个氮原子是如何形成氮分子（N2）的呢？生思考、讨论。师大家想，对于每一个氮原子来说，它需要获得3个电子才能达8个电子的稳定结构，可是哥俩谁给对方3个对自己来说都无法满足要求，最好只好妥协，哥俩通过三对共用电子对彼此都达到稳定。板书2. 氮分子的结构师写出氮分子的化学式、电子式和结构式。请一位同学前来板演。生一位同学前去板演，其他同学在练习本上书写化学式：N2；电子式：NN;结构式：NN。互相评价书写情况。师氮分子中NN键是很牢固的，从而使氮分子的结构很稳定，那么大家想想氮气的化学性质如何？生分析、思考：既然分子结构很稳定，那么要想打开NN键使其变成可参与化学反应的氮原子肯定就很困难了，那氮气的化学性质一定是不活泼的了。师很正确。可是不要忘了，象哲学上讲得运动是永恒的，而静止是相对的道理一样，氮气的性质稳定是有条件的，当条件具备时如高温、高压、放电等，它也能和一些物质反应，如氢气、氧气等。板书3. 氮气的化学性质（1）氮气与氢气的反应师氮气和氢气的反应大家应注意三点：一是反应条件，应该是高温、高压、催化剂；二是化学反应方程式中间用的是可逆号“ ”而不是一般的等号“=”，说明该反应是可逆反应，即N2与H2化合生成氨气，放出热量，同时，氨气也会分解生成N2和H2；三是该反应是工业合成氨的原理。生体会并书写化学方程式高温、高压 催化剂板书N2+3H2 2NH3师氮气在一定条件下还可以与氧气反应。板书（2）氮气与氧气的反应师同学们一定经历过风雨交加、闪电雷鸣的情景。在这个时候，空气中的N2和O2就可以直接化合生成无色的、不溶于水的一氧化氮气体。生想象、回忆风雨交加、闪电雷鸣的情景，书写化学方程式。放电 板书N2+O2=2NO 师请问煤气的主要成分是什么？生一氧化碳。师煤气中毒是怎么回事？生因为一氧化碳能结合人体血液中的血红蛋白而使组织缺氧，导致中毒，甚至死亡。师回答得很正确，那么一氧化氮有无毒性呢？生不知道。师事实上，一氧化氮毒性也很大，且与一氧化碳类似，它也是与人体血液中的血红蛋白结合，致使组织缺氧而中毒。生体会、回味，将一氧化氮和一氧化碳相比较来理解。师一氧化氮不仅有毒，且很易被氧气氧化，由无色变为红棕色的二氧化氮。板书2NO+O2=2NO2 无色 红棕色生书写化学方程式、看书、了解二氧化氮的有关性质。师二氧化氮是一种红棕色的有刺激性气味的有毒气体，易溶于水，生成硝酸和一氧化氮，这也是工业制硝酸的反应原理。板书3NO2+H2O=2HNO3+NO 生笔记，书写化学方程式。师上述三个化学方程式是在自然界中经常发生的重要反应，现在我们将和两个化学方程式处理一下，先将3+2；然后用+2生按照要求处理，得两个新化学方程式：4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO3师这两个化学方程式反映了一氧化氮或二氧化氮与O2混合溶于水时的反应关系，在学习中有较多的应用。投影练习将一充满NO的试管倒扣于水槽中，然后向试管中通入一定量的O2，试管中恰好充满水时，则通入的O2与原NO气体的体积比为 ；若假设生成的溶质不向外扩散，且为标准状况，则所得的溶液的物质的量的浓度应为 。思路分析由上述导出的两个新化学方程式可知NO和O2要恰好溶于水时的体积比为43，且生成的HNO3的物质的量等于原NO的物质的量。答案34 1/22.4 molL-1师农谚有“雷雨发庄稼”，请问是什么道理？生空气中的氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮，一氧化氮再和氧气反应，生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与土壤中矿物质作用，可形成可溶性硝酸盐，成为氮肥，被植物吸收，所以有利于庄稼生长。师回答得很正确。关于一氧化氮和二氧化氮的污染情况，请观看录像。观看录像小专辑光化学烟雾小结通过本节课的学习，应该重点搞清楚两个问题，其一是氮族元素性质的相似性和递变规律；其二是氮气的化学性质，即氮气和氢气、氧气的反应。布置作业教材第8页一、1、3、4、7、8 二、1、2、3、4、6板书设计第一章 氮族元素氮（N） 磷（P） 砷（As） 锑（Sb） 铋（Bi）氮族元素性质的相似性与递变规律第一节 氮和磷 一、氮气1. 氮气的物理性质2. 氮气的分子结构3. 氮气的化学性质（1）氮气与氢气的反应高温、高压 催化剂N2+3H2 2NH3（2）氮气与氧气的反应放电 N2+O2=2NO2NO+O2=2NO2无色 红棕色3NO2+H2O=2HNO3+NO教学说明氮族元素是继氧族元素和碳族元素之后，学生运用物质结构和元素周期律知识讨论和学习的又一类元素，已经有了一定的知识经验，所以在教学中充分利用这一点，让学生自己归纳总结氮族元素的相似性和递变规律，以提高他们的分析能力；为了激发和提高学生的学习兴趣，教师可以把“氮气的作用”以录像的形式放在了氮气内容的开始播放；在讲氮气与氧气的性质里，适当地启发和补充了关于NO或NO2与O2溶于水的比例关系，以激发学生的学习兴趣，增强他们分析和综合解决问题的能力。第二课时观看录像小专辑磷的存在与用途师通过观看录像，请同学小结磷的存在和用途。生在自然界中磷只以化合态磷酸盐的形式存在于矿石中，是构成蛋白质的成分之一，在动物的骨骼、牙齿和神经组织，植物的果实和幼芽，生物的细胞里都含磷，对于维持生物体正常的生理机能起着重要的作用；可以制磷酸、农药等。师正确。我们这节课就来学习和讨论氮族元素的另一种典型代表磷。板书二、磷1. 磷的存在和用途师我们在学习碱金属的钠和钾以及卤素的氯和溴时，它们的性质之间有什么关系？试用元素周期律的知识解释。生由同主族元素性质递变规律可知，它们具有相同的最外层电子数，因此化学性质相似，但随着核电荷数的增加，原子半径变大，故性质也会有差异性，如钾比钠的金属性强，而溴比氯的非金属性差。师正确，那么氮和磷的性质如何呢？生也应该有类似的结论吧，氮的非金属性比磷强，因为氮原子的半径比磷原子的半径小，更易得电子。师事实上，磷在化学性质上与氮有相似的地方，如单质也能与非金属反应等，可是单质磷的化学性质比氮要活泼，容易与非金属等其他物质反应，这些差异主要是由氮分子的特殊的叁键结构所造成的。板书2. 磷的化学性质师请同学们回忆一下，初中学过的有关红磷的燃烧情况。生如果将红磷在空气中点燃，会发出黄白色的火焰，伴随着放热和大量白烟；如果在氧气中点燃，则发出耀眼的白光，放出热量，生成大量白烟，白烟易溶于水，均生成五氧化二磷。师说得很准。点燃 板书4P+5O2=2P2O5生笔记，书写化学方程式。问五氧化二磷是酸性还是碱性氧化物，主要有什么作用？生五氧化二磷是酸性氧化物，因其有强烈的吸水性，故可用作干燥剂。问五氧化二磷吸水以后变成什么呢？生磷酸。师不准确。因为五氧化二磷与水反应有两种情况，即和冷水反应生成的是剧毒的偏磷酸（HPO3），当然，化学方程式对大家不作要求；和热水反应生成的才是磷酸。加热 板书P2O5+3H2O=2H3PO4投影展示小资料磷酸生熟悉，了解有关磷酸的知识。师磷不仅可以与氧气反应，而且在点燃条件下可以与Cl2反应。那么，请问磷与氯气反应时，谁将表现正价，谁又将表现负价？为什么？生磷将显正价，氯将显负价，因为氯和磷的原子都是有三个电子层，而氯最外层是7个电子，磷原子最外层是5个电子，氯原子吸引电子的能力比磷原子强。师磷随着氯气的充分或不足，将表现出不同的价态，当氯气不足时，磷显正三价，生成白雾三氯化磷，氯气充分时，磷显正五价，生成白烟五氯化磷。请问，烟和雾有何区别？生烟是固体小颗粒，雾是液体小颗粒。点燃 板书 2P+3Cl2=2PCl3（氯气不足） 白雾点燃 2P+5Cl2=2PCl5（氯气充分） 白烟师请同学们回忆一下，什么是同素异形现象？什么是同素异形体？已学过的典型的同素异形体有哪些？生由同一种元素形成不同种单质的现象叫同素异形现象，所形成的不同单质互称为同素异形体。已学过的典型同素异形体有氧气和臭氧（O3）；金刚石、石墨、碳60、碳70等，还有晶体硅和无定形硅等。师说得很对。磷元素的单质也有多种同素异形体，其中最常见的有白磷和红磷两种。实物展示白磷与红磷生观察白磷、红磷的颜色和状态，同时注意白磷的存放。板书3. 红磷和白磷演示实验11先请两个同学按图17所示安装好仪器，放少量红磷于长玻璃管的中部，其中一端用湿纸团塞紧，另一端敞开，先均匀加热红磷周围的玻璃管，然后在放红磷的地方加强热。生细心观察实验现象。实验现象为：刚开始加热时玻璃管内产生小火花，但火花很快消失，玻璃管内有黄色蒸气产生，并且在玻璃管内壁冷的地方有黄色固体附着。设问在开始加热时为什么会有火花产生，且很快消失？玻璃管内壁附着的黄色固体为何物？生思考、讨论。解释刚开始加热时，由于红磷受热而变成磷蒸气，并与玻璃管内的少量氧气反应产生火花，由于管内氧气不足，故火花很快消失。内壁附着的黄色固体就是由红磷转变而得到的白磷。 隔绝空气加热到260板书白磷 红磷 加热到416升华后，冷凝问作为同素异形体，在性质上一般有什么样的特点呢？生一般地同素异形体单质物理性质差异较大，而化学性质基本相同。师那么，磷的两种同素异形体红磷与白磷的性质又如何呢？请大家通过阅读教材，来填写下列表格，然后得出结论。投影展示表格红磷与白磷（先展示空白表格，待同学看书后一起填写）LM白磷与红磷名称白磷红磷分子结构颜色状态溶解性毒性着火点保存方法用途相互转化主要化学性质生阅读教材，将投影所展示的表格与教材中的表12进行对比，思考、讨论。指导启发填表关于白磷与红磷的分子结构，只需大家常识性了解就可以了，白磷的分子式为P4，其分子为正四面体结构，键角为60，而红磷的分子结构比较复杂；关于它们的颜色状态、溶解性、毒性、着火点可参看表12；保存方法：白磷由于着火点低，所以少量的通常保存在水中，红磷应该密封保存；用途见教材，相互转化见板书；主要化学性质是指磷与氧气及氯气反应的三个化学方程式。小结本节课我们学习和讨论了三个问题，一是磷的存在和用途，应了解磷在自然界只有化合态而无游离态；二是磷的化学性质。这是本节课的重点，磷在点燃条件下既可以与氧气反应，也可以与氯气反应，且有两种情况，即氯气的充分与不足；三是磷的两种同素异形体白磷和红磷，二者在物理性质上有较大差异，化学性质几乎一样。投影练习某元素的最高价氧化物为R2O5，该元素的气态氢化物中氢的质量分数为8.82%，已知该元素原子核内中子数比核外电子数多1。试推断：（1）该元素的名称是 ，在元素周期表中的位置是 。（2）该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱与同周期元素最高价含氧酸的比较应为（写出化学式） 。思路分析最高价氧化物为R2O5，可知该元素气态氢化物为RH3。由质量分数计算：100%=8.82%解得MR=31，所以该元素原子的质子数为=15，为磷元素。答案（1）磷 第三周期第A族（2）HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3布置作业1. 阅读材料砷的发现和自然界中氮的循环2. 课本第8页一、5、6；二、5、6、7；四板书设计 二、磷1. 磷的存在和用途2. 磷的化学性质点燃 4P+5O2= 2P2O5加热 P2O5+3H2O= 2H3PO4点燃 2P+3Cl2=2PCl3（氯气不足）点燃 2P+5Cl2= 2PCl5（氯气充分）3. 红磷和白磷 隔绝空气加热到260白磷 红磷 加热到416升华后，冷凝教学说明和氮及其化合物知识相比较，磷的相关知识在教学要求上不高，但为了提高学生的学习兴趣，加强知识间的相互联系，在教学中用录像的形式介绍了磷的存在和用途；投影展示了有关磷酸的知识资料；把以前所学习过的各组同素异形体同白磷与红磷作比较，实验演示了红磷和白磷的转化，以培养学生的观察和分析能力；当然在教学中还应运用实物展示、启发、设疑、投影练习等措施，这样在提高学生学习兴趣的同时，也加强了知识之间的相互联系，使教学效果大为增强。