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初中华师大版第三章 物质的转化和元素的循环3 自然界中的氮循环第2课时教案
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这是一份初中华师大版第三章 物质的转化和元素的循环3 自然界中的氮循环第2课时教案，共7页。教案主要包含了N2+O22NO等内容，欢迎下载使用。
课题
自然界中的氮循环 第2课时
章
三
学科
科学
年级
九
学习
目标
知识与技能：
1.能根据化学式完成有关简单计算。
2.了解自然界中的氮循环
3.了解人类活动对氮循环的影响
过程与方法：
1.培养学生搜集信息、读图和处理信息能力
2.培养学生探究、观察、总结、分析问题的能力
情感、态度与价值观目标：
1.增强环境保护的意识和责任感
2.培养学生敢于质疑的精神
重点
根据化学的简单计算
难点
多种方法解决根据化学式的计算
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
闪电时空气中会发生哪些化学反应？
【N2+O22NO】
这些反应和生成的物质对人类的生产生活有什么影响？
【把氮气转化成含氮化合物，这些化合物可转化为硝酸盐或氨，可供作物吸收利用。】
分析尝试解答
引入新课
讲授新课
二、化学式中元素的质量分数
以氮肥为例，尿素[CO(NH2)2]碳酸氢铵(NH4HCO3)硫酸铵[(NH4)2SO4]、硝酸铵(NH4NO3)等四种都是常见的氮肥，但是含氮量各不相同，我们可以根据化学式进行计算得出它们的含氮量和氮元素的质量。
【例】如果用碳酸氢铵（NH4HCO3）作追肥，每公顷需要施45kg氮元素，则每公顷应施化肥碳酸氢铵多少千克？
【分析】我们可以先根据碳酸氢铵的化学式计算出式量；再计算氮元素的百分含量；最后根据已知的每公顷需要施氮元素的质量，求出应施化肥碳酸氢铵的质量。
【解】
NH4HCO3的相对分子质量=14+1×4+1+12+16×3=79
氮元素的百分含量为：
=≈ 17.7％
每公顷地应施碳酸氢铵的质量为： 45kg÷17.7％≈254.2kg
答：每公顷应施化肥碳酸氢铵约254.2kg。
根据化学式进行计算的步骤和方法
根据上面的解题过程，与老师或同学一起讨论，共同小结根据化学式进行计算的一般步骤和方法。
根据化学式进行计算的步骤和方法可以归纳如下：
①求算化学式的式量。
②根据化学式求算某元素的百分含量。
③根据题意求算元素的质量或该物质的质量。
④简明地写出答案。
如：(NH4)2SO4的相对分子质量
=(14+1×4)×2+32+16×4 =132
注意
计算时，要注意不要漏掉原子的个数。
你还有别的方法来解决这个例题吗？
设：每公顷应施化肥碳酸氢铵约x。
NH4HCO3——N
79 14
x 45kg
x≈253.9 kg
答：每公顷应施化肥碳酸氢铵约253.9kg。
这个方法的主要步骤是：
假设未知值、找对应关系、写出对应值、列出比例式、计算得结果、最后做答。
课堂练习：
1. 家庭养花时用复合肥料磷酸二氢钾（KH2PO4）施肥，如果加入3.4 g该肥料，则加入的钾和磷的质量各是多少克？
【解】
KH2PO4式量=136
加入钾元素质量为：
3.4g×
加入磷元素质量为：
3.4g×
答：加入的钾为0.975g，磷的质量为0.775g。
2. 某农田原来施用化肥碳酸氢铵30kg，如果保持相同质量的氮，改用尿素(CO(NH2)2)应施用多少千克？
【解】设改用尿素应施用x
2NH4HCO3——CO(NH2)2
158 60
30kg x
x=11.39kg
答：改用尿素应施用11.39千克。
(教材第70页思考与讨论)
【(1)通过计算可以得知一定质量物质中各类元素的具体质量。
(2)有关化学式的计算，要注意分子式中某一元素的原子个数，计算过程要书写规范。】
拓展：根据化学式计算元素的质量比
1.计算二氧化碳（CO2）中各元素的质量比
【碳元素质量︰氧元素质量=12︰（16×2）=3︰8】
2.计算硝酸铵中各元素的质量比
【在NH4NO3中m(N):m(H):m(O)
=14×2:1×4:16×3=28:4:48=7:1:12】
资料：我国的化肥生产
据联合国粮农组织（FAO）有关资料估计，施用化肥可使粮食作物总产量大约提高30％以上。中国化肥试验网统计数据表明，化肥对粮食生产的贡献率在40％左右。
中国作为人口众多、可耕地人均面积少的农业大国，化肥对中国粮食的增产作用是不言而喻的。因此，中国政府对化肥工业高度重视，国家投入大量资金用于化肥工业建设，因而中国化肥工业得到迅速发展，现在中国化肥产量已居世界第一位。国产氮肥完全可以满足国内需要。在国际价格合适的时候还有部分出口。
中国的磷肥工业起步较晚，特别是高浓度磷肥20世纪80年代中后期才开始生产，到2011年磷肥产量（以P2O5计）已达1 641.2万吨，已能完全满足需求，是世界上发展最快的国家之一。
三、氮循环
氮是蛋白质的基本组成元素之一，所有生物体均含有蛋白质，都需要氮元素，所以氮循环涉及生物圈的全部领域。
视频：根瘤菌
氮是地球上极为丰富的一种元素，大气中含有大量的氮元素，但不能被绝大多数生物直接利用，要转化成能够被植物利用的含氮化合物，主要有两种途径：一是在闪电或在高温、高压和催化剂的条件下，把氮气转化成硝酸盐或氨；二是生物方法，豆科植物的根瘤菌和某些蓝绿藻能够在常温下将大气中的氮气转变为硝酸盐。
植物从土壤中吸收铵盐和硝酸盐，用来合成氨基酸，再进一步合成各种蛋白质。动物以植物为食物，直接或间接利用植物合成的有机含氮化合物。
在动物的代谢过程中，一部分蛋白质被分解为氨、尿酸和尿素等排出体外，最终进入土壤；另一部分在动植物死亡后的遗骸中，被微生物分解成铵离子、硝酸根离子和氨又回到土壤和水体中，被植物再次吸收利用，从而完成生态系统的氮循环。
四、人类活动对氮循环的影响
人们发现大多数野生植物都能茁壮成长在含氮较低的土壤和水中。在20世纪早期，大自然中存在的氮循环决定了提供给植物生长的氮元素的数量。
在20世纪下半期，由于大规模地生产和使用氮肥，使农作物的产量得到了大幅度的提高，满足了人口迅速增长对粮食的需求。到了20世纪末，由人工生产的氮肥提供的氮元素已超过在自然界微生物作用下形成可被植物利用的氮元素的一半以上。在现代社会中，现代农业大规模地使用化学肥料，化石燃料的燃烧向大气散发氮氧化物的气体被雨水吸收后返回地面，以及其他的人类活动都会对氮循环产生影响。通过这些活动每年进入环境的氮大于1.4亿吨，已远远超过在生态循环中所能吸收的量。过量的氮在不断地影响土壤、水体和大气等。
富营养化会影响植物的多样化
(教材第73页)
汽车尾气催化转化器和锅炉废气清洗器
(教材第74页)
说明
人类通过在高温、高压和催化剂的条件下，大量合成氮肥，超过了自然界微生物作用下形成可被植物利用的氮元素的一半，过量的氮在不断地影响土壤、水体（富营养化）和大气等。
合作解决
尝试归纳
大胆尝试
解决课堂练习
完成思考与讨论
了解我们化肥的生产情况
了解氮的循环
知道两种氮的固定
分析图解
了解人类活动对氮循环的影响
自学阅读
引导根据化学式的计算
引导归纳
引导利用元素守恒计算
指导解决
引导分析
自学阅读
自学阅读
介绍两种氮的固定
引导分析
指导阅读了解
课堂练习
1.生物固氮是指( D )
A.生物从土壤中吸收含氮养料
B.豆科植物根瘤菌将含氮化合物变为植物的蛋白质
C.将氮转变为硝酸及其它氮的化合物
D.将空气中的N2转变为含氮化合物
2.在硝酸铵样品中，含有98%的硝酸铵，则该样品中氮元素的质量分数是( B )
A.35% B.34.3%
% D.16.8%
3.人尿中含尿素为2%，则折合成氮元素为( B )
% %
% %
4.富营养化造成水体发黑变臭、水质恶化的过程依次是( A )
①过量施用含氮、磷元素的化肥 ②藻类死亡
③水中藻类大量繁殖 ④水中细菌分解有机物 ⑤水中需氧生物大量死亡 ⑥水中溶解氧含量急剧下降
A.①③②④⑥⑤ B.①③⑤②⑥④
C.①②③④⑤⑥ D.①⑥②③⑤④
5.下列关于氮循环的说法中不正确的是( B )
A.游离态的氮不能直接被大多数生物所利用，必须形成化合态后才能被植物吸收
B.氮气被植物吸收后，经食物链流动，被动物所排泄、微生物所分解，返回到土壤
C.土壤中含氮的无机盐在某些微生物的作用下变成氮气进人大气
D.大气中的氮气因闪电、生物固氮等变为可溶性含氮物质，然后进入生物体内
6.多少克硝酸氢铵和7.9g碳酸氢铵所含的氮元素的质量相等？
【4.0g硝酸铵和7.9g碳酸氢铵所含的氮元素的质量相等】
习题训练
知识应用与理解
课堂小结
根据化学式进行有关的简单计算。
步骤和方法可以归纳如下：
1. 求算化学式的式量。
2. 根据化学式求算某元素的百分含量。
3. 根据题意求算元素的
4. 简明地写出答案。
自然界中存在着氮循环
人类活动会对氮循环产生着不良的影响
知识小结
总结概括
板书
课题
自然界中的氮循环 第2课时
章
三
学科
科学
年级
九
学习
目标
知识与技能：
1.能根据化学式完成有关简单计算。
2.了解自然界中的氮循环
3.了解人类活动对氮循环的影响
过程与方法：
1.培养学生搜集信息、读图和处理信息能力
2.培养学生探究、观察、总结、分析问题的能力
情感、态度与价值观目标：
1.增强环境保护的意识和责任感
2.培养学生敢于质疑的精神
重点
根据化学的简单计算
难点
多种方法解决根据化学式的计算
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
闪电时空气中会发生哪些化学反应？
【N2+O22NO】
这些反应和生成的物质对人类的生产生活有什么影响？
【把氮气转化成含氮化合物，这些化合物可转化为硝酸盐或氨，可供作物吸收利用。】
分析尝试解答
引入新课
讲授新课
二、化学式中元素的质量分数
以氮肥为例，尿素[CO(NH2)2]碳酸氢铵(NH4HCO3)硫酸铵[(NH4)2SO4]、硝酸铵(NH4NO3)等四种都是常见的氮肥，但是含氮量各不相同，我们可以根据化学式进行计算得出它们的含氮量和氮元素的质量。
【例】如果用碳酸氢铵（NH4HCO3）作追肥，每公顷需要施45kg氮元素，则每公顷应施化肥碳酸氢铵多少千克？
【分析】我们可以先根据碳酸氢铵的化学式计算出式量；再计算氮元素的百分含量；最后根据已知的每公顷需要施氮元素的质量，求出应施化肥碳酸氢铵的质量。
【解】
NH4HCO3的相对分子质量=14+1×4+1+12+16×3=79
氮元素的百分含量为：
=≈ 17.7％
每公顷地应施碳酸氢铵的质量为： 45kg÷17.7％≈254.2kg
答：每公顷应施化肥碳酸氢铵约254.2kg。
根据化学式进行计算的步骤和方法
根据上面的解题过程，与老师或同学一起讨论，共同小结根据化学式进行计算的一般步骤和方法。
根据化学式进行计算的步骤和方法可以归纳如下：
①求算化学式的式量。
②根据化学式求算某元素的百分含量。
③根据题意求算元素的质量或该物质的质量。
④简明地写出答案。
如：(NH4)2SO4的相对分子质量
=(14+1×4)×2+32+16×4 =132
注意
计算时，要注意不要漏掉原子的个数。
你还有别的方法来解决这个例题吗？
设：每公顷应施化肥碳酸氢铵约x。
NH4HCO3——N
79 14
x 45kg
x≈253.9 kg
答：每公顷应施化肥碳酸氢铵约253.9kg。
这个方法的主要步骤是：
假设未知值、找对应关系、写出对应值、列出比例式、计算得结果、最后做答。
课堂练习：
1. 家庭养花时用复合肥料磷酸二氢钾（KH2PO4）施肥，如果加入3.4 g该肥料，则加入的钾和磷的质量各是多少克？
【解】
KH2PO4式量=136
加入钾元素质量为：
3.4g×
加入磷元素质量为：
3.4g×
答：加入的钾为0.975g，磷的质量为0.775g。
2. 某农田原来施用化肥碳酸氢铵30kg，如果保持相同质量的氮，改用尿素(CO(NH2)2)应施用多少千克？
【解】设改用尿素应施用x
2NH4HCO3——CO(NH2)2
158 60
30kg x
x=11.39kg
答：改用尿素应施用11.39千克。
(教材第70页思考与讨论)
【(1)通过计算可以得知一定质量物质中各类元素的具体质量。
(2)有关化学式的计算，要注意分子式中某一元素的原子个数，计算过程要书写规范。】
拓展：根据化学式计算元素的质量比
1.计算二氧化碳（CO2）中各元素的质量比
【碳元素质量︰氧元素质量=12︰（16×2）=3︰8】
2.计算硝酸铵中各元素的质量比
【在NH4NO3中m(N):m(H):m(O)
=14×2:1×4:16×3=28:4:48=7:1:12】
资料：我国的化肥生产
据联合国粮农组织（FAO）有关资料估计，施用化肥可使粮食作物总产量大约提高30％以上。中国化肥试验网统计数据表明，化肥对粮食生产的贡献率在40％左右。
中国作为人口众多、可耕地人均面积少的农业大国，化肥对中国粮食的增产作用是不言而喻的。因此，中国政府对化肥工业高度重视，国家投入大量资金用于化肥工业建设，因而中国化肥工业得到迅速发展，现在中国化肥产量已居世界第一位。国产氮肥完全可以满足国内需要。在国际价格合适的时候还有部分出口。
中国的磷肥工业起步较晚，特别是高浓度磷肥20世纪80年代中后期才开始生产，到2011年磷肥产量（以P2O5计）已达1 641.2万吨，已能完全满足需求，是世界上发展最快的国家之一。
三、氮循环
氮是蛋白质的基本组成元素之一，所有生物体均含有蛋白质，都需要氮元素，所以氮循环涉及生物圈的全部领域。
视频：根瘤菌
氮是地球上极为丰富的一种元素，大气中含有大量的氮元素，但不能被绝大多数生物直接利用，要转化成能够被植物利用的含氮化合物，主要有两种途径：一是在闪电或在高温、高压和催化剂的条件下，把氮气转化成硝酸盐或氨；二是生物方法，豆科植物的根瘤菌和某些蓝绿藻能够在常温下将大气中的氮气转变为硝酸盐。
植物从土壤中吸收铵盐和硝酸盐，用来合成氨基酸，再进一步合成各种蛋白质。动物以植物为食物，直接或间接利用植物合成的有机含氮化合物。
在动物的代谢过程中，一部分蛋白质被分解为氨、尿酸和尿素等排出体外，最终进入土壤；另一部分在动植物死亡后的遗骸中，被微生物分解成铵离子、硝酸根离子和氨又回到土壤和水体中，被植物再次吸收利用，从而完成生态系统的氮循环。
四、人类活动对氮循环的影响
人们发现大多数野生植物都能茁壮成长在含氮较低的土壤和水中。在20世纪早期，大自然中存在的氮循环决定了提供给植物生长的氮元素的数量。
在20世纪下半期，由于大规模地生产和使用氮肥，使农作物的产量得到了大幅度的提高，满足了人口迅速增长对粮食的需求。到了20世纪末，由人工生产的氮肥提供的氮元素已超过在自然界微生物作用下形成可被植物利用的氮元素的一半以上。在现代社会中，现代农业大规模地使用化学肥料，化石燃料的燃烧向大气散发氮氧化物的气体被雨水吸收后返回地面，以及其他的人类活动都会对氮循环产生影响。通过这些活动每年进入环境的氮大于1.4亿吨，已远远超过在生态循环中所能吸收的量。过量的氮在不断地影响土壤、水体和大气等。
富营养化会影响植物的多样化
(教材第73页)
汽车尾气催化转化器和锅炉废气清洗器
(教材第74页)
说明
人类通过在高温、高压和催化剂的条件下，大量合成氮肥，超过了自然界微生物作用下形成可被植物利用的氮元素的一半，过量的氮在不断地影响土壤、水体（富营养化）和大气等。
合作解决
尝试归纳
大胆尝试
解决课堂练习
完成思考与讨论
了解我们化肥的生产情况
了解氮的循环
知道两种氮的固定
分析图解
了解人类活动对氮循环的影响
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引导根据化学式的计算
引导归纳
引导利用元素守恒计算
指导解决
引导分析
自学阅读
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介绍两种氮的固定
引导分析
指导阅读了解
课堂练习
1.生物固氮是指( D )
A.生物从土壤中吸收含氮养料
B.豆科植物根瘤菌将含氮化合物变为植物的蛋白质
C.将氮转变为硝酸及其它氮的化合物
D.将空气中的N2转变为含氮化合物
2.在硝酸铵样品中，含有98%的硝酸铵，则该样品中氮元素的质量分数是( B )
A.35% B.34.3%
% D.16.8%
3.人尿中含尿素为2%，则折合成氮元素为( B )
% %
% %
4.富营养化造成水体发黑变臭、水质恶化的过程依次是( A )
①过量施用含氮、磷元素的化肥 ②藻类死亡
③水中藻类大量繁殖 ④水中细菌分解有机物 ⑤水中需氧生物大量死亡 ⑥水中溶解氧含量急剧下降
A.①③②④⑥⑤ B.①③⑤②⑥④
C.①②③④⑤⑥ D.①⑥②③⑤④
5.下列关于氮循环的说法中不正确的是( B )
A.游离态的氮不能直接被大多数生物所利用，必须形成化合态后才能被植物吸收
B.氮气被植物吸收后，经食物链流动，被动物所排泄、微生物所分解，返回到土壤
C.土壤中含氮的无机盐在某些微生物的作用下变成氮气进人大气
D.大气中的氮气因闪电、生物固氮等变为可溶性含氮物质，然后进入生物体内
6.多少克硝酸氢铵和7.9g碳酸氢铵所含的氮元素的质量相等？
【4.0g硝酸铵和7.9g碳酸氢铵所含的氮元素的质量相等】
习题训练
知识应用与理解
课堂小结
根据化学式进行有关的简单计算。
步骤和方法可以归纳如下：
1. 求算化学式的式量。
2. 根据化学式求算某元素的百分含量。
3. 根据题意求算元素的
4. 简明地写出答案。
自然界中存在着氮循环
人类活动会对氮循环产生着不良的影响
知识小结
总结概括
板书
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