高二化學(xué)化肥的生產(chǎn)與合理使用

1、第二單元化肥的生產(chǎn)與合理使用第二單元化肥的生產(chǎn)與合理使用課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)第第二二單單元元化化肥肥的的生生產(chǎn)產(chǎn)與與合合理理使使用用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握化肥的生產(chǎn)原理及使用時注意的問題。掌握化肥的生產(chǎn)原理及使用時注意的問題。課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、化肥的種類一、化肥的種類農(nóng)作物的生長需要較多的農(nóng)作物的生長需要較多的C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe等元素和微量的等元素和微量的B、Mn、Cu、Zn、Mo等元素。土壤里常缺乏的是等元素。土壤里常缺乏的是_這這三種元素，因此農(nóng)業(yè)上主要施用含三種元素，因此農(nóng)業(yè)上主要施用含

2、_元元素素的化學(xué)肥料。的化學(xué)肥料。N、P、KN、P、K化學(xué)肥料是用礦物、水等作原料，經(jīng)過化學(xué)加工化學(xué)肥料是用礦物、水等作原料，經(jīng)過化學(xué)加工制成的。化學(xué)肥料的種類很多，主要有以下幾類：制成的。化學(xué)肥料的種類很多，主要有以下幾類：1氮肥氮肥氮是農(nóng)作物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素的重要成氮是農(nóng)作物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素的重要成分，氮肥是指含有氮元素的化肥。氮肥能使作物分，氮肥是指含有氮元素的化肥。氮肥能使作物的莖、葉生長茂盛，葉色濃綠。目前常用的氮肥的莖、葉生長茂盛，葉色濃綠。目前常用的氮肥有：有：NH3H2O(氨水氨水)、CO(NH2)2(尿素尿素)、NH4HCO3(碳銨碳銨)、(NH4)2SO4(

3、硫銨硫銨)和和NH4NO3(硝硝銨銨)等。等。(1)尿素的制備尿素的制備原理：將氨與二氧化碳在一定條件下進行反應(yīng)原理：將氨與二氧化碳在一定條件下進行反應(yīng)生成氨基甲酸銨，然后對產(chǎn)物進行脫水得到尿生成氨基甲酸銨，然后對產(chǎn)物進行脫水得到尿素。素。有關(guān)反應(yīng)：有關(guān)反應(yīng)：2NH3CO2 H2NCOONH4；H2NCOONH4H2NCONH2H2O。(2)硝酸銨的制備硝酸銨的制備原理：利用氨氣在一定條件下進行催化氧化得原理：利用氨氣在一定條件下進行催化氧化得到硝酸，然后再與氨氣反應(yīng)制取硝酸銨。到硝酸，然后再與氨氣反應(yīng)制取硝酸銨。 氮是農(nóng)作物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素的重要氮是農(nóng)作物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素的重

4、要成分，氮肥是指含有氮元素的化肥。氮肥能使作成分，氮肥是指含有氮元素的化肥。氮肥能使作物的莖、葉生長茂盛，葉色濃綠。目前常用的氮物的莖、葉生長茂盛，葉色濃綠。目前常用的氮肥有：肥有：NH3H2O(氨水氨水)、CO(NH2)2(尿素尿素)、NH4HCO3(碳 銨碳 銨 )、 (NH4)2SO4(硫 銨硫 銨 )和和NH4NO3(硝銨硝銨)等。等。(1)尿素的制備尿素的制備原理：將氨與二氧化碳在一定條件下進行反應(yīng)生原理：將氨與二氧化碳在一定條件下進行反應(yīng)生成氨基甲酸銨，然后對產(chǎn)物進行脫水得到尿素。成氨基甲酸銨，然后對產(chǎn)物進行脫水得到尿素。有關(guān)反應(yīng)：有關(guān)反應(yīng)：2NH3CO2 H2NCOONH4；H2

5、NCOONH4 H2NCONH2H2O。思考感悟思考感悟1氨水和尿素的肥效特點是什么？氨水和尿素的肥效特點是什么？【提示提示】氨水易揮發(fā)且有刺激性氣味，施肥氨水易揮發(fā)且有刺激性氣味，施肥時不能讓它接觸植株，由于氨氣的揮發(fā)使肥效降時不能讓它接觸植株，由于氨氣的揮發(fā)使肥效降低；尿素含氮量高，肥效高，本身是中性，適用低；尿素含氮量高，肥效高，本身是中性，適用于各種土壤及各種農(nóng)作物，不會產(chǎn)生土壤酸化、于各種土壤及各種農(nóng)作物，不會產(chǎn)生土壤酸化、變硬或板結(jié)等情況。變硬或板結(jié)等情況。2磷肥磷肥磷肥能促進作物根系發(fā)達，增強抗寒抗旱能力，磷肥能促進作物根系發(fā)達，增強抗寒抗旱能力，還能促進作物提早成熟。磷肥是指含

6、有磷元素的還能促進作物提早成熟。磷肥是指含有磷元素的化肥。常用磷肥的化學(xué)成分都是磷酸鹽，如過磷化肥。常用磷肥的化學(xué)成分都是磷酸鹽，如過磷酸鈣酸鈣又稱普鈣，主要成分為又稱普鈣，主要成分為_，制取反應(yīng)方程式：，制取反應(yīng)方程式：Ca3(PO4)22H2SO4=2CaSO4Ca(H2PO4)2；Ca(H2PO4)2和和CaSO4重過磷酸鈣重過磷酸鈣又稱重鈣，主要成分為又稱重鈣，主要成分為Ca(H2PO4)2，制 取 反 應(yīng) 方 程 式 ：制 取 反 應(yīng) 方 程 式 ： C a3( P O4)24H3PO4=3Ca(H2PO4)2，而難溶性磷肥如磷礦，而難溶性磷肥如磷礦粉粉主要成分為主要成分為Ca3(P

7、O4)2，鈣鎂磷肥，鈣鎂磷肥主要成分為主要成分為Ca3(PO4)2和和Mg3(PO4)2等，只溶于強酸中，故肥等，只溶于強酸中，故肥效慢，適宜施于酸性土壤中。效慢，適宜施于酸性土壤中。3鉀肥鉀肥鉀肥能促進作物健壯，莖根粗硬，增強對病蟲鉀肥能促進作物健壯，莖根粗硬，增強對病蟲害和倒伏的抵抗能力，并能促進糖分和淀粉的生害和倒伏的抵抗能力，并能促進糖分和淀粉的生成。鉀肥是指含有鉀元素的化肥。常用的鉀肥有成。鉀肥是指含有鉀元素的化肥。常用的鉀肥有KCl、K2SO4以及草木灰以及草木灰(有效成分為有效成分為K2CO3)等，等，除此之外，還有復(fù)合肥如除此之外，還有復(fù)合肥如KNO3等。等。自然界中存在自然界

8、中存在KCl含量極高的礦，稱之為鉀石含量極高的礦，稱之為鉀石鹽，其中含有鹽，其中含有NaCl，根據(jù)溶解度受溫度影響的不，根據(jù)溶解度受溫度影響的不同，可用重結(jié)晶的方法從鉀石鹽中將同，可用重結(jié)晶的方法從鉀石鹽中將KCl提取出提取出來。來。思考感悟思考感悟2什么叫復(fù)合肥？常見的高等植物必需的營養(yǎng)什么叫復(fù)合肥？常見的高等植物必需的營養(yǎng)元素有哪些？元素有哪些？【提示提示】含有兩種或兩種以上營養(yǎng)元素的肥含有兩種或兩種以上營養(yǎng)元素的肥料叫做復(fù)合肥。常見的高等植物必需的營養(yǎng)元素料叫做復(fù)合肥。常見的高等植物必需的營養(yǎng)元素有有N、P、K、Ca等。等。4復(fù)合肥料復(fù)合肥料是指含有兩種或兩種以上營養(yǎng)元素的化肥。如是指含

9、有兩種或兩種以上營養(yǎng)元素的化肥。如KNO3、NH4H2PO4、KH2PO4等。等。思考感悟思考感悟3草木灰使用應(yīng)注意哪些問題？草木灰使用應(yīng)注意哪些問題？【提示提示】因草木灰中的鉀鹽主要是因草木灰中的鉀鹽主要是K2CO3，極易溶于水，易流失，故不要在大雨前施用，施極易溶于水，易流失，故不要在大雨前施用，施用后也不宜大量澆水；另外，草木灰是堿性的，用后也不宜大量澆水；另外，草木灰是堿性的，不能與硫酸銨、碳酸銨等銨態(tài)氮肥混用，否則易不能與硫酸銨、碳酸銨等銨態(tài)氮肥混用，否則易造成氮肥損失，原理是：造成氮肥損失，原理是：NH與與CO的雙水解，生的雙水解，生成成CO2和和NH3、H2O。5微量元素肥料微量

10、元素肥料主要有硼肥、錳肥、銅肥、鋅肥等，在我國施主要有硼肥、錳肥、銅肥、鋅肥等，在我國施用的量很少。植物缺乏這些微量元素，也會影響用的量很少。植物缺乏這些微量元素，也會影響生長發(fā)育，減弱抗病能力。生長發(fā)育，減弱抗病能力。二、化肥的合理使用二、化肥的合理使用1以植物生長期所需肥料的最佳配比來研制復(fù)以植物生長期所需肥料的最佳配比來研制復(fù)合肥料。合肥料。2要提高化肥利用率，減少化肥在環(huán)境中的損要提高化肥利用率，減少化肥在環(huán)境中的損失，防止污染環(huán)境。失，防止污染環(huán)境。3遵循土壤、作物、肥料三者之間的依存關(guān)系，遵循土壤、作物、肥料三者之間的依存關(guān)系，以化肥與綜合農(nóng)業(yè)技術(shù)相配合為指導(dǎo)原則，確定以化肥與綜合

11、農(nóng)業(yè)技術(shù)相配合為指導(dǎo)原則，確定施肥的品種、數(shù)量、比例及科學(xué)的施肥技術(shù)，做施肥的品種、數(shù)量、比例及科學(xué)的施肥技術(shù)，做到氮、磷、鉀化肥配合使用，化肥和有機肥配合到氮、磷、鉀化肥配合使用，化肥和有機肥配合使用，在化肥中添加微量元素，平衡施肥等。使用，在化肥中添加微量元素，平衡施肥等。4推廣微生物肥料。如磷細菌能分解含磷的有推廣微生物肥料。如磷細菌能分解含磷的有機物，使磷變?yōu)榭扇苄粤?，為植物提供磷肥。機物，使磷變?yōu)榭扇苄粤祝瑸橹参锾峁┝追?。課堂互動講練課堂互動講練氮肥氮肥詳見課前自主學(xué)案：詳見課前自主學(xué)案：1.氮肥。氮肥。 某化肥廠以氨和空氣某化肥廠以氨和空氣(其中氧氣的體積分?jǐn)?shù)其中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為為

12、20%)為原料生產(chǎn)硝酸銨過程如下：為原料生產(chǎn)硝酸銨過程如下：(1)步驟步驟中發(fā)生了兩個反應(yīng)，將這兩個化學(xué)方中發(fā)生了兩個反應(yīng)，將這兩個化學(xué)方程 式 合 并 為 一 個 化 學(xué) 方 程 式 ， 可 表 示 為程 式 合 并 為 一 個 化 學(xué) 方 程 式 ， 可 表 示 為_。(2)若不考慮副反應(yīng)且各步反應(yīng)均完全，為使生若不考慮副反應(yīng)且各步反應(yīng)均完全，為使生產(chǎn)過程中不再補充空氣，則原料氣中氨產(chǎn)過程中不再補充空氣，則原料氣中氨(包括第包括第步被硝酸吸收的氨步被硝酸吸收的氨)的體積分?jǐn)?shù)最大值為的體積分?jǐn)?shù)最大值為_。(3)假設(shè)實際生產(chǎn)中，反應(yīng)假設(shè)實際生產(chǎn)中，反應(yīng)、中含氮物質(zhì)的中含氮物質(zhì)的利用率分別為利用

13、率分別為a、b，反應(yīng)，反應(yīng)中氨的利用率為中氨的利用率為c、硝、硝酸的利用率為酸的利用率為100%，則合成硝酸銨的整個流程中，則合成硝酸銨的整個流程中，氨的總利用率是多少？氨的總利用率是多少？變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1甲、乙、丙三個化肥廠生產(chǎn)尿素所甲、乙、丙三個化肥廠生產(chǎn)尿素所用的原料不同，但生產(chǎn)流程相同，如圖：用的原料不同，但生產(chǎn)流程相同，如圖：試回答下列問題：試回答下列問題：(1)用化學(xué)方程式表示甲、乙、丙三個工廠合成尿用化學(xué)方程式表示甲、乙、丙三個工廠合成尿素的原料氣素的原料氣NH3和和CO2的生產(chǎn)過程。的生產(chǎn)過程。甲廠以焦炭、空氣和水為原料；甲廠以焦炭、空氣和水為原料；乙廠以天然氣、空氣和水為原

14、料；乙廠以天然氣、空氣和水為原料；丙廠以石腦油丙廠以石腦油(主要成分主要成分C5H12)、空氣和水為原、空氣和水為原料。料。(2)按工業(yè)生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定，利用原料所制得的按工業(yè)生產(chǎn)的有關(guān)規(guī)定，利用原料所制得的原料氣原料氣H2和和CO2的物質(zhì)的量之比，若最接近合成的物質(zhì)的量之比，若最接近合成尿素的原料氣尿素的原料氣NH3(換算為換算為H2的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量)和和CO2物物質(zhì)的量之比，則對原料的利用率最高。據(jù)此判斷質(zhì)的量之比，則對原料的利用率最高。據(jù)此判斷甲、乙、丙三個工廠哪個工廠對原料的利用率最甲、乙、丙三個工廠哪個工廠對原料的利用率最高？高？解析：解析：綠色化學(xué)的最大特點在于它是在始端就綠色化

15、學(xué)的最大特點在于它是在始端就采用預(yù)防實際污染的科學(xué)手段，因而過程和終端采用預(yù)防實際污染的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放和零污染。通過化學(xué)轉(zhuǎn)化獲取新物質(zhì)均為零排放和零污染。通過化學(xué)轉(zhuǎn)化獲取新物質(zhì)的過程中，就是要充分利用每種原料的原子，具的過程中，就是要充分利用每種原料的原子，具有有“原子經(jīng)濟性原子經(jīng)濟性”。只有這樣，才能做到既充分。只有這樣，才能做到既充分利用了資源，又防止了污染。利用了資源，又防止了污染。(2)由甲廠生產(chǎn)過程中反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)方程式可得由甲廠生產(chǎn)過程中反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)方程式可得如下關(guān)系式：如下關(guān)系式：C2H2O(g)=2H2CO2，得，得n(H2)n(CO2)21；由乙廠生產(chǎn)過

16、程中反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)方程式可得如由乙廠生產(chǎn)過程中反應(yīng)發(fā)生的化學(xué)方程式可得如下關(guān)系式：下關(guān)系式：CH42H2O4H2CO2，得，得n(H2) n(CO2)4 1；化肥的合理使用化肥的合理使用詳見課前自主學(xué)案：二、化肥的合理使用。詳見課前自主學(xué)案：二、化肥的合理使用。硫酸銨是農(nóng)村常用的一種銨態(tài)氮肥。試回硫酸銨是農(nóng)村常用的一種銨態(tài)氮肥。試回答下列問題：答下列問題：(1)某硫酸銨肥料，實驗測得氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為某硫酸銨肥料，實驗測得氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，這種樣品中可能混有這種樣品中可能混有_(填字母代號填字母代號)。A碳酸氫碳酸氫銨銨B硝酸銨硝酸銨C氯化氯化銨銨D磷酸氫二銨磷酸氫二銨【解析解析】(1)硫酸銨

17、含氮量為硫酸銨含氮量為21.2%20%，則，則必定含有含氮量比必定含有含氮量比20%小的一種化肥，經(jīng)計算只小的一種化肥，經(jīng)計算只有有NH4HCO3含氮量低于含氮量低于20%。(2)硫酸銨為銨態(tài)硫酸銨為銨態(tài)氮肥，這種肥料不能跟堿性物質(zhì)混合使用，因易氮肥，這種肥料不能跟堿性物質(zhì)混合使用，因易產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)氨氣，降低肥效，硝酸銨、過磷產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)氨氣，降低肥效，硝酸銨、過磷酸鈣酸鈣主要成分是主要成分是Ca(H2PO4)2和和CaSO4都顯酸性，都顯酸性，氯化鉀顯中性，而草木灰的主要成分是氯化鉀顯中性，而草木灰的主要成分是K2CO3，水解顯堿性。水解顯堿性。【答案答案】(1)A(2)B變式訓(xùn)練變式訓(xùn)