高中化學(xué)化學(xué)肥料中的主角

1、高中化學(xué)高中化學(xué)化學(xué)肥料中的主角化學(xué)肥料中的主角鹵族元素鹵族元素 氧族元素氧族元素 氮族元素氮族元素F FO O氮氮 N NClClS S磷磷 P P特點特點BrBr硒硒 Se Se I I碲碲 TeTeAtAt釙釙 PoPo砷砷 AsAs銻銻 SbSb鉍鉍 BiBi均為均為7 7個個均為均為6 6個個均為均為5 5個個非金屬性非金屬性兩性兩性金屬性金屬性化性相似化性相似區(qū)別區(qū)別一一. .氮族元素氮族元素一一. .氮元素在自然界中的存在形態(tài)氮元素在自然界中的存在形態(tài)主要是主要是游離態(tài)游離態(tài): :也存在化合態(tài)也存在化合態(tài): :N N2 2(V%=78%,(V%=78%,m%= %)m%= %)K

2、NOKNO3 3,NH,NH4 4Cl,NOCl,NO2 2 7575如如, ,設(shè)空氣設(shè)空氣1L1L，則，則N N2 2為為0.78L0.78LV(V(空氣空氣) )V(NV(N2 2) ) n(n(空氣空氣) )n(Nn(N2 2) ) 1 10.780.78m% m% 0.780.781 175% 75% 28282929100%100%二二. .氮氣（氮氣（N N2 2）( (一一) )物性物性1.1.無色無色, ,無味的氣體無味的氣體2.2.比空氣略輕比空氣略輕3.3.難溶于水難溶于水( (二二) )化性化性1.1.在通常情況下，在通常情況下，N N2 2的化性很不活潑的化性很不活潑N

3、 N2 2的電子式的電子式N NN NN N2 2的結(jié)構(gòu)式：的結(jié)構(gòu)式： N NN N(1)(1)3 3對共用電子對對共用電子對(2)(2)3 3根根共價鍵共價鍵( (兩面性兩面性) )flashN N2 2比例模型比例模型N N2 2球棍模型球棍模型在在N N2 2的結(jié)構(gòu)中存在的結(jié)構(gòu)中存在3 3根共價鍵。根共價鍵。(3)(3)穩(wěn)定的原因穩(wěn)定的原因: :（共價叁鍵）（共價叁鍵）通常情況下通常情況下, ,不易斷裂不易斷裂, ,比較穩(wěn)定。比較穩(wěn)定。破壞它們需要很大的能量破壞它們需要很大的能量, ,2.2.在高溫或放電條件下在高溫或放電條件下, ,可參與化學(xué)反應(yīng)可參與化學(xué)反應(yīng)(1)(1)與與H H2

4、2反應(yīng)反應(yīng)N N2 2+H H2 2催化劑催化劑高溫高壓高溫高壓NHNH3 33 32 2( (工業(yè)合成工業(yè)合成氨的原理氨的原理) )工業(yè)上合成氨工業(yè)上合成氨flash2flash1(2)(2)與與O O2 2反應(yīng)反應(yīng)N N2 2+ O O2 2放電放電NONO2 2( (無色氣體無色氣體, ,NONO + O O2 2NONO2 22 22 2( (紅棕色氣體紅棕色氣體, ,NONO2 2+H H2 2O OHNOHNO3 3+ NONO3 32 2+4+4+5+5+2+22 22 22 2e e還原劑還原劑氧化劑氧化劑: :一氧化氮一氧化氮二氧化氮二氧化氮不穩(wěn)定不穩(wěn)定) )穩(wěn)定穩(wěn)定, ,但

5、易與水反應(yīng)但易與水反應(yīng)) )2 21 1flash閃閃電電下下的的反反應(yīng)應(yīng)自然界的哪種天氣下會發(fā)自然界的哪種天氣下會發(fā)生上述三個反應(yīng)生上述三個反應(yīng)? ?思考思考: :雷雨利莊稼雷雨利莊稼(3)(3)與金屬反應(yīng)與金屬反應(yīng)鎂條在空氣中燃燒：鎂條在空氣中燃燒：MgMg + + O O2 2點燃點燃MgOMgO2 22 2+ +Q QMgMg +N N2 2高溫高溫MgMg+2+2 -3-33 32 23 3( (白色粉末白色粉末) )( (灰色粉末灰色粉末) )（如（如MgMg）氧化鎂氧化鎂氮化鎂氮化鎂N N鎂條在空氣中燃燒的現(xiàn)象鎂條在空氣中燃燒的現(xiàn)象( (三）固氮三）固氮1.1.定義：定義： 書書

6、P.21P.212.2.固氮的途徑：固氮的途徑：（1 1）自然固氮）自然固氮 生物固氮：生物固氮： 豆科植物的根部，豆科植物的根部，小根瘤，小根瘤， 固氮菌固氮菌 大氣固氮：大氣固氮：閃電時，閃電時，N N2 2+ O O2 2放電放電NONO2 2NONO + O O2 2NONO2 22 22 2NONO2 2+H H2 2O OHNOHNO3 3+ NONO3 32 2豆科豆科植物植物的根的根部存部存在小在小根瘤根瘤豆科植物根部的固氮菌豆科植物根部的固氮菌閃電時的固氮作用閃電時的固氮作用（2 2）工業(yè)固氮）工業(yè)固氮工業(yè)合成氨：工業(yè)合成氨：N N2 2+H H2 2催化劑催化劑高溫高壓高溫

7、高壓NHNH3 33 32 2合成氨的合成氨的化工廠化工廠合成合成氨的氨的流程流程圖圖（四）用途（四）用途1.1.工業(yè)原料工業(yè)原料, ,制取制取NHNH3 3,HNO,HNO3 3, ,氮肥氮肥, ,炸藥等炸藥等2.2.焊接金屬時作保護氣焊接金屬時作保護氣3.3.充填燈泡充填燈泡4.4.真空充氮儲糧，貯存保鮮真空充氮儲糧，貯存保鮮常溫下常溫下, ,N N2 2很穩(wěn)定很穩(wěn)定5.5.深度冷凍物質(zhì)深度冷凍物質(zhì)6.6.美容、雀斑、痣、移植皮膚等美容、雀斑、痣、移植皮膚等低沸點低沸點7.7.液態(tài)氮動力車液態(tài)氮動力車（液態(tài)氮在（液態(tài)氮在195195轉(zhuǎn)化為氮氣，轉(zhuǎn)化為氮氣，體積膨脹約體積膨脹約1000100

8、0倍）倍）氮氣的用途氮氣的用途充氮包裝充氮包裝的食品的食品（五）工業(yè)制?。ㄎ澹┕I(yè)制取N N2 21.1.原料原料: : 空氣空氣2.2.方法方法: :3.3.原理原理: :（78% N78% N2 2，21% O21% O2 2） 先液化空氣先液化空氣后蒸發(fā)，先逸出后蒸發(fā)，先逸出N N2 2N N2 2的沸點低的沸點低, ,先逸出。先逸出。flash三三. .氮氧化物氮氧化物( (一）氮元素的化合價一）氮元素的化合價-3,-3, 0,0, +1,+1, +2,+2, +3,+3, +4,+4,+5+5N N2 2O ONONON N2 2O O3 3NONO2 2N N2 2O O4 4N

9、N2 2O O5 5( (共共6 6種種) )（NOx) NOx) NOxNOx： 酸酐酸酐HNOHNO2 2 亞硝酸亞硝酸酸酐酸酐HNOHNO3 3硝酸硝酸+3+3+5+5（二）（二）NONO和和NONO2 21.1.物性物性NONONONO2 2(1)(1)顏色狀態(tài)顏色狀態(tài)(2)(2)氣味氣味(3)(3)密度密度(5)(5)收集方法收集方法無色氣體無色氣體紅棕色氣體紅棕色氣體不溶于水不溶于水易溶于水易溶于水與空氣接近與空氣接近比空氣重比空氣重排水法排水法向上排氣法向上排氣法無無刺激性氣味刺激性氣味 有有刺激性臭味刺激性臭味(4)(4)溶解性溶解性2.2.化性化性NONONONO2 2NON

10、O+O O2 2NONO2 22 22 2NONO2 2N N2 2O O4 42 2不穩(wěn)定，極易與不穩(wěn)定，極易與氧氣反應(yīng)氧氣反應(yīng)無色無色紅棕色紅棕色(1)(1)相對穩(wěn)定，但存在相對穩(wěn)定，但存在微弱可逆反應(yīng)微弱可逆反應(yīng)無色無色紅棕色紅棕色(2)(2)與水反應(yīng)與水反應(yīng)NONO2 2+H H2 2O OHNOHNO3 3+3 32 2NONONONO2 2和水反應(yīng)和水反應(yīng)flash3.3.危害危害（1 1）汽車尾氣）汽車尾氣主要成分是：主要成分是： COCO、碳?xì)浠衔?、碳?xì)浠衔?、NOx NOx （2 2）NOxNOx可刺激肺部，影響肺部發(fā)育，可刺激肺部，影響肺部發(fā)育，甚至導(dǎo)致肺部構(gòu)造改變。甚至

11、導(dǎo)致肺部構(gòu)造改變。（3 3）NOxNOx是形成光化學(xué)煙霧的主要是形成光化學(xué)煙霧的主要氣體。氣體。 P.29P.29汽車尾氣主要含有汽車尾氣主要含有COCO、碳?xì)浠衔铩⑻細(xì)浠衔?、NOx NOx 光化學(xué)煙霧的形成過程：光化學(xué)煙霧的形成過程： NONO2 2光光NONOO O+ +O O2 2+ + O OO O3 3烴類物質(zhì)烴類物質(zhì) 被被O O2 2，O O3 3氧化氧化 醛、酮、過氧乙醛、酮、過氧乙酰硝酸酯（酰硝酸酯（PNAPNA） 刺激性很強的物質(zhì)刺激性很強的物質(zhì) 舉例：舉例： 世界上第一次光化學(xué)污染。世界上第一次光化學(xué)污染。 19431943年年 洛杉磯洛杉磯 光化學(xué)煙霧事件光化學(xué)煙霧事

12、件. . 光化光化學(xué)煙學(xué)煙霧的霧的成因成因 19431943年洛杉磯光年洛杉磯光化學(xué)煙霧事件化學(xué)煙霧事件. . 4.4.汽車尾氣的凈化措施汽車尾氣的凈化措施 （1 1）以甲醇、液化氣代替石油）以甲醇、液化氣代替石油 （2 2）安裝汽車尾氣凈化器，）安裝汽車尾氣凈化器， 將將NOxNOx轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為N N2 2，排放。，排放。 （3 3）使用高效燃料電池的電動公共汽車）使用高效燃料電池的電動公共汽車 替代燃?xì)夤财囂娲細(xì)夤财?P.29P.29汽車尾氣凈化器汽車尾氣凈化器在汽車尾氣凈化器中使用的催化劑在汽車尾氣凈化器中使用的催化劑電動汽車電動汽車太陽能汽車太陽能汽車四、氨四、氨( (氣氣)

13、 )， NHNH3 3( (一一) )結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1.1.電子式電子式N NH HH HH H2.2.結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式N NH HH HH H書書圖圖5.215.21三角錐形三角錐形N NH HH HH H或或3.3.空間結(jié)空間結(jié)構(gòu)構(gòu)flash1flash2flash3( (二二) )物性物性1.1.無色氣體無色氣體, ,有刺激性氣味有刺激性氣味2.2.比空氣輕比空氣輕3.3.極易溶于水極易溶于水, ,氨氣的水溶液叫做氨水，氨氣的水溶液叫做氨水，呈堿性呈堿性. .1 : 7001 : 700水水NHNH3 3( (體積比體積比) )可形成噴泉實驗可形成噴泉實驗 書書P.22P.22噴泉實驗噴泉實驗fl

14、ash1flash2氨氨氣氣的的噴噴泉泉實實驗驗4.4.氨氣易液化氨氣易液化, ,液氨可作致冷劑液氨可作致冷劑沸點為沸點為-33.5-33.5( (原因原因: :書書P.23P.23) )( (三三) )化性化性1.1.與水反應(yīng)與水反應(yīng)一水合氨一水合氨( (堿性堿性) )NHNH3 3+H H2 2O ONHNH3 3 H H2 2O ONHNH4 4+ +OHOH- -氨水中存在兩個可逆反應(yīng)：氨水中存在兩個可逆反應(yīng)：( (弱堿弱堿) )氨水中的微粒氨水中的微粒: :NHNH3 3分子分子, , H H2 2O O分子分子, , NHNH3 3 H H2 2O O分子分子, ,NHNH4 4+

15、 + , ,OHOH- - , ,H H+ +( (少量少量) )( (共共6 6種種) )區(qū)別區(qū)別氨水氨水: :一水合氨一水合氨: :混合物混合物 (6(6種微粒種微粒) )純凈物純凈物(NH(NH3 3 H H2 2O)O)液氨液氨: : 氨氣的液態(tài)氨氣的液態(tài) ( (純凈物純凈物) )2.2.與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)NHNH3 3+HClHClNHNH4 4ClCl ( (白煙白煙) )細(xì)小的白色固體細(xì)小的白色固體NHNH3 3+ HNOHNO3 3NHNH4 4NONO3 3( (白煙白煙) )NHNH3 3+H H2 2SOSO4 4(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 42 2( (無白

16、煙無白煙) )揮發(fā)性酸揮發(fā)性酸揮發(fā)性酸揮發(fā)性酸難難揮發(fā)的酸揮發(fā)的酸(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)NHNH3 3與強酸反應(yīng)的實質(zhì)與強酸反應(yīng)的實質(zhì): :NHNH3 3+H H+ +NHNH4 4+ +俗名：硝俗名：硝銨銨俗名：硫俗名：硫銨銨flash1flash23.3.與與O O2 2反應(yīng)反應(yīng) ( (結(jié)合圖結(jié)合圖) )NHNH3 3+O O2 2催化劑催化劑NONO+H H2 2O O+Q Q4 45 54 46 6-3-30 0+2+2-2-2-2-220202020名稱：名稱： 氨的催化氧化氨的催化氧化2020e e氨的催化氧化氨的催化氧化flash(2)(2)燒瓶內(nèi)出現(xiàn)紅

17、棕色氣體燒瓶內(nèi)出現(xiàn)紅棕色氣體NONO +O O2 2NONO2 22 22 2（無）（無）( (紅棕色紅棕色) )(3)(3)燒杯中的紫色石蕊變紅燒杯中的紫色石蕊變紅NONO2 2+H H2 2O OHNOHNO3 3+ NONO3 32 2( (酸性酸性) )(1)(1)停止加熱停止加熱, ,催化劑仍保持催化劑仍保持紅熱紅熱( (放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)) )（四）氨氣的用途（四）氨氣的用途 1.1.液氨作致冷劑液氨作致冷劑 2.2.氨水是一種化學(xué)肥料氨水是一種化學(xué)肥料. .H H2 2O O 催化劑催化劑NONO2 2 NO NO 3.3.氨氣是工業(yè)制氨氣是工業(yè)制HNOHNO3 3的基礎(chǔ)的基礎(chǔ) （

18、1 1） 4 4NHNH3 3+ + O O2 25 54 4NONO + + 6 6（2 2） 2 2NONO + + O O2 22 2（3 3） 3 3NONO2 2+ + H H2 2O O2 2HNOHNO3 3+ +循環(huán)操作循環(huán)操作 充分利用原料充分利用原料 優(yōu)點：優(yōu)點： 環(huán)保；環(huán)保；（4 4）工業(yè)制）工業(yè)制HNOHNO3 3的三步是連續(xù)反應(yīng)的三步是連續(xù)反應(yīng) 且循環(huán)操作且循環(huán)操作 NHNH3 3 ：HNOHNO3 3 1 1 ： 1 1關(guān)系比關(guān)系比可直接使用可直接使用工業(yè)制工業(yè)制HNOHNO3 3 例題例題 氨氧化制硝酸時氨氧化制硝酸時, ,如果由如果由NHNH3 3制成制成NON

19、O的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為96%,96%,由由NONO制成制成HNOHNO3 3的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為92%,92%,那么那么1010t NHt NH3 3可以可以制備多少制備多少t t 50%50%的的HNOHNO3 3? ?解解: :設(shè)可以制備設(shè)可以制備x x t t 50%50%的的HNOHNO3 3催化劑催化劑H H2 2O O （1 1） 4 4NHNH3 3+ + O O2 25 54 4NONO + + 6 6NONO2 2 （2 2） 2 2NONO + + O O2 22 2NO NO （3 3） 3 3NONO2 2+ + H H2 2O O2 2HNOHNO3 3+ +NHNH

20、3 3HNOHNO3 31 11 1101096%96%92%92%1717x x 50%50%63631 11 11010 96%96% 92%92%1717x x 50%50%6363=X = 65.5tX = 65.5t答答: :氨氣的實驗室制法二氯化銨固體和熟氨氣的實驗室制法二氯化銨固體和熟( (消消) )石灰共熱石灰共熱(1)(1)方法一方法一: :加熱濃氨水加熱濃氨水NHNH3 3 H H2 2O ONHNH3 3+H H2 2O O(2)(2)方法二方法二: :NHNH4 4ClCl ( (s)s)+Ca(OH)Ca(OH)2 2( (s)s)CaClCaCl2 2+ NHNH3

21、 3+ H H2 2O O2 22 22 2不能用其他的銨鹽和堿替代不能用其他的銨鹽和堿替代氯化銨固體和熟氯化銨固體和熟( (消消) )石灰共熱石灰共熱2.2.裝置裝置: :類似于制類似于制O O2 2的裝置的裝置3.3.收集收集: :只能用向下排氣法只能用向下排氣法4.4.干燥干燥: :用堿石灰用堿石灰 ( NaOH + CaO )( NaOH + CaO )不能用無水不能用無水CaClCaCl2 25.5.驗滿驗滿: :濕潤的紅色石蕊試紙放在瓶口，濕潤的紅色石蕊試紙放在瓶口，(1)(1)(2)(2)( (中性干燥劑）中性干燥劑）變藍(lán)變藍(lán)實實驗驗室室制制氨氨氣氣實驗室制氨氣實驗室制氨氣fla

22、sh1 flash2flash找出實驗室制取氨氣的正確裝置找出實驗室制取氨氣的正確裝置五、銨鹽五、銨鹽 ( (含有含有NHNH4 4+ +的鹽的鹽) )( (一一) )物性物性: :2.2.都易溶于水都易溶于水1.1.晶體晶體( (二二) )化性化性1.1.受熱易分解受熱易分解(1)(1)NHNH4 4ClClNHNH3 3+HClHClNHNH3 3+HClHClNHNH4 4ClCl(2(2性性) )NHNH4 4ClCl：現(xiàn)象：現(xiàn)象：NHNH4 4Cl(s)Cl(s)受熱會從試管底部移到試管的上端受熱會從試管底部移到試管的上端。原因：原因：底部底部: :上端上端: :flash1NHNH

23、4 4ClClNHNH4 4ClCl 區(qū)別：區(qū)別：a.a.I I2 2(s)(s)升華升華I I2 2(g)(g)凝結(jié)凝結(jié)冷卻冷卻I I2 2(s)(s) ( (物變物變) )b.b.NHNH4 4Cl(s)Cl(s)分解分解NHNH4 4Cl(g)Cl(g)化合化合冷卻冷卻NHNH4 4Cl(s)Cl(s)( (化變化變) )碘碘flash2(2)(2)NHNH4 4HCOHCO3 3NHNH3 3+H H2 2O O + COCO2 2NHNH4 4HCOHCO3 3 使用時注意：使用時注意：低溫保存，低溫保存， 深施蓋土，深施蓋土，避免受熱。避免受熱。 原因：原因：( (俗名俗名: :碳

24、銨碳銨) )2.2.與堿反應(yīng)與堿反應(yīng)方程式：方程式：NHNH4 4ClCl+NaOHNaOHNaClNaCl+NHNH3 3+H H2 2O O(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4+NaOHNaOHNaNa2 2SOSO4 4+ NHNH3 3+ H H2 2O O2 22 22 2產(chǎn)生的氣體可產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶櫟募t色使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)石蕊試紙變藍(lán)(1)(1)舉例舉例現(xiàn)象：現(xiàn)象：flash1銨銨鹽鹽與與堿堿反反應(yīng)應(yīng)(2)(2)銨鹽與強堿反應(yīng)的實質(zhì)銨鹽與強堿反應(yīng)的實質(zhì): :NHNH4 4+ +OHOH- -NHNH3 3+H H2 2O O用途用途: : 檢驗檢驗NHNH4 4+

25、+的存在的存在(a)(a)在未知溶液中加入堿性溶液，如在未知溶液中加入堿性溶液，如NaOHNaOH(b)(b)然后然后加熱加熱(c)(c)有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生, ,或或產(chǎn)生的產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán), ,就可證明未知溶液中有就可證明未知溶液中有NHNH4 4+ +存在。存在。離子方程式：離子方程式：六、肥料六、肥料( (一一) )分類分類肥料肥料農(nóng)家肥料農(nóng)家肥料化學(xué)肥料化學(xué)肥料（依據(jù)肥料三（依據(jù)肥料三要素要素N N、P P、K K）氮肥氮肥磷肥磷肥鉀肥鉀肥復(fù)合肥料復(fù)合肥料微量元素肥料微量元素肥料( (二二) )氮肥氮肥1.1.分

26、類分類銨態(tài)氮肥銨態(tài)氮肥 （NHNH4 4HCOHCO3 3、NHNH4 4NONO3 3等）等） 硝態(tài)氮肥硝態(tài)氮肥 （KNOKNO3 3、NHNH4 4NONO3 3等）等） 有機氮肥有機氮肥 尿素尿素 CO(NHCO(NH2 2) )2 2 2.2.尿素尿素 （1 1）物性：）物性： 白色晶體白色晶體 易溶于水易溶于水 N%N%是固體氮肥中含量最高的一種是固體氮肥中含量最高的一種 47% 47% N%N% = =2N2NCO(NHCO(NH2 2) )2 2100%100% = =P.20P.20P.25P.25尿素尿素 （2 2）化性：）化性：中性肥料，適合各種土壤和植物中性肥料，適合各種

27、土壤和植物 （3 3）優(yōu)點：）優(yōu)點： 尿素是目前氮肥中使用量尿素是目前氮肥中使用量最多的一種肥料最多的一種肥料 肥效高肥效高 （N%N%高）高） 易保存易保存 （固體）固體） 使用方便使用方便 對土壤的破壞作用小對土壤的破壞作用小 (中性中性) ) 肥效比較持久肥效比較持久 （尿素施入土壤后，受微生物尿素施入土壤后，受微生物作用，與水緩慢生成碳酸銨）作用，與水緩慢生成碳酸銨） （4 4）工業(yè)制法）工業(yè)制法 H H2 2O O 2 2NHNH3 3+ + COCO2 2一定條件一定條件CO(NHCO(NH2 2) )2 2+ +（三）磷肥（三）磷肥 （常用的磷肥為普鈣）（常用的磷肥為普鈣） 1.

28、1.名稱：名稱： 過磷酸鈣過磷酸鈣2.2.有效成分：有效成分： 磷酸二氫鈣磷酸二氫鈣 Ca(HCa(H2 2POPO4 4) )2 2 溶解性：溶解性： 易被作物直接吸收利用。易被作物直接吸收利用。 易溶于水，易溶于水，制取方法：制取方法： 磷礦石磷礦石CaCa3 3(PO(PO4 4) )2 23.3.磷肥有效成分的表示：磷肥有效成分的表示： 以以P P2 2O O5 5% %表示表示 或或 普鈣普鈣+ H+ H2 2SOSO4 462%-67%62%-67%普鈣普鈣（四）鉀肥（四）鉀肥 1.1.常用的鉀肥：常用的鉀肥： KClKCl、2.2.優(yōu)點：優(yōu)點： 大部分能溶于水，并被土壤吸收大部分能溶于水，并被土壤吸收 肥效較快，不易流失肥效較快，不易流失 3.3.鉀肥有效成分的表示方法：鉀肥有效成分的表示方法： 以以K K2 2O%O%表