一氧化氮溶于水吗 一氧化二氮溶于水生成什么

教学目标

1. 知识与技能

了解自然界中的氮循环及其变化过程，分析人类活动对氮循环的影响。

探索自然固氮与人工固氮的不同方式，认识氮及其氧化物的基本性质。

2. 过程与方法

通过观察实验现象，培养学生总结分析物质性质的能力。

体验反应条件对化学反应的影响，进一步理解实验中变量控制的重要性。

3. 情感、态度与价值观

通过学习合成氨工业的历史，感受从基础实验到工业生产的转化过程，强化化学与技术的密切关系。

通过对一氧化氮多重性质的学习，帮助学生树立辩证的思维方式，认识到事物的复杂性和双面性。

教学重点与难点

1. 重点：

自然界中的氮循环，氮及其氧化物的性质。

2. 难点：

氮循环中物质之间的转化机制，尤其是氮气的固氮过程。

教学过程

1. 引入

大家可能听过这样一句话，“雷雨过后，庄稼长得特别快。”这不仅仅是个民间谚语，其中蕴藏了某种科学原理。为什么雷雨天后，作物的生长会更加旺盛呢？今天的课堂上，我们将一起探索这个问题的背后原因。

2. 教师讲解

氮气是空气中含量最多的气体，仅次于氧气。氮不仅以游离态存在于空气中，还以化合物的形式广泛存在于动植物、土壤和水体中。事实上，氮在自然界中是通过复杂的循环过程不断转化的，这个循环涉及地球上几乎所有的生物活动。大家可以翻开课本第105页，查看氮在自然界中的循环示意图。通过图示，我们能清晰看到氮气在自然界中是如何转化的，以及这些转化过程的最终产物是什么。

在氮的循环中，化合态氮之间有着多种转化形式，但游离态的氮气转化为化合态氮的方式相对较少。只有三种主要途径：一是生物固氮，二是通过闪电固氮，三是通过人工固氮。生物固氮，特别是豆科植物根部的根瘤菌，能够把空气中的氮气转化为植物能够吸收的含氮化合物。而闪电固氮则是在雷电的强烈作用下，空气中的氮气发生转化。前两者合称为自然固氮，其中生物固氮的作用最为显著，约占自然固氮总量的90%。

提到闪电，大家是否想到了“雷雨发庄稼”这一说法？这个现象可能与氮的自然转化过程有关。接下来，我们将通过一个实验来模拟一下闪电作用下，氮气的变化过程。

3. 探究实验

我们将利用NOBOOK虚拟实验，进行课本第107页的实验内容：“模拟闪电固氮，认识氮及其化合物的性质”。通过观察实验的现象，大家可以分析其中的反应过程，思考氮气、一氧化氮、二氧化氮等气体的物理与化学性质。

4. 讨论交流

在实验中，我们观察到，氮气与氧气在放电条件下反应后，气体逐渐变为红棕色，说明产生了一氧化氮。随着一氧化氮与氧气进一步反应，形成了二氧化氮。实验中，我们还发现，当二氧化氮溶于水时，溶液变得酸性强，这表明二氧化氮与水反应生成了硝酸。

通过这个实验，我们基本能推测出“雷雨发庄稼”的真正原因。闪电的放电作用使得空气中的氮气与氧气反应生成一氧化氮，接着一氧化氮再与氧气反应生成二氧化氮。二氧化氮在降雨时溶解于水，转化为硝酸，进而与土壤中的矿物质反应生成硝酸盐。这些硝酸盐作为硝态氮肥，为农作物提供了丰富的营养成分，从而促进植物的生长。

现在，大家可以阅读课本第108页，了解氮气、一氧化氮和二氧化氮的性质，并将它们的特点总结成表格。请大家思考：一氧化氮在生物学上既能造成缺氧，又有独特的生理作用，这种矛盾的性质给你带来了哪些启发？

5. 教师讲解

通过以上实验和讨论，我们可以更清楚地理解雷雨为什么能促进农作物生长。其实，闪电产生的氮化物和硝酸的结合为土壤提供了天然的营养源，使得植物获得了更好的生长条件。

除了自然固氮，第三种固氮方式便是人工固氮。由于自然固氮的方式无法满足全球农业对氮肥的需求，因此人工合成氨成为了解决这一问题的主要途径。如果没有合成氨，全球将面临严重的粮食短缺。大家可以翻开第109页，阅读关于合成氨工业发展过程的内容，体会化学在技术发展中的巨大作用。

合成氨虽然是最常用的人工固氮方法，但其生产过程中需要极高的温度和压力，条件十分苛刻。科学家们一直在寻找更为高效、环保的固氮方法。当前，模拟生物固氮的技术，利用金属有机化合物催化剂，在常温常压下实现氮气固定，已成为科学界的研究热点之一。它不仅具有重要的理论价值，更具有广阔的实际应用前景。

6. 拓展

课后，大家可以了解1918年化学奖得主弗里德里希·哈伯的生平，并写一篇小短文，简要介绍哈伯的贡献，并谈谈你对他的看法。

板书设计

氮的固定过程

氮及其氧化物的性质