氮肥的生產(chǎn)和使用

1、專題專題4 4 硫、氮和可持續(xù)發(fā)展硫、氮和可持續(xù)發(fā)展第二單元第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物生產(chǎn)生活中的含氮化合物氮肥的生產(chǎn)和使用氮肥的生產(chǎn)和使用 氮是農(nóng)作物生長的必須元素，自然界中氮大多氮是農(nóng)作物生長的必須元素，自然界中氮大多以游離態(tài)存在于大氣中，不能被植物直接吸收，以游離態(tài)存在于大氣中，不能被植物直接吸收，雖然有的植物通過生物固氮和自然固氮能獲得部雖然有的植物通過生物固氮和自然固氮能獲得部分氮元素，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其生長的需要。為了分氮元素，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其生長的需要。為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，科學(xué)家們苦苦探索了幾百年。提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，科學(xué)家們苦苦探索了幾百年。20世紀(jì)初，德國化學(xué)家哈伯首次用

2、氫氣和氮氣合世紀(jì)初，德國化學(xué)家哈伯首次用氫氣和氮氣合成了氨，奠定了大規(guī)模工業(yè)合成化肥的基礎(chǔ)。成了氨，奠定了大規(guī)模工業(yè)合成化肥的基礎(chǔ)。哈柏（Fritz Haber）哈柏合成氨流程哈柏合成氨流程哈柏在解釋工藝流程哈柏在解釋工藝流程一、工業(yè)合成氨一、工業(yè)合成氨：N23H2催化劑2NH3高溫、高壓無無刺激性刺激性小小致冷致冷（4）極易溶于水。常溫下，）極易溶于水。常溫下，1體積水約能溶體積水約能溶解解_體積的氨。氨水的密度比水體積的氨。氨水的密度比水_，且，且氨水濃度越大，其密度越氨水濃度越大，其密度越_。700小小小小1.1.氨的物理性質(zhì)氨的物理性質(zhì)二、氨氣的性質(zhì)二、氨氣的性質(zhì)將膠頭滴管中的水?dāng)D入將

3、膠頭滴管中的水?dāng)D入燒瓶，打開止水夾，燒燒瓶，打開止水夾，燒杯中的水沿著導(dǎo)管噴入杯中的水沿著導(dǎo)管噴入燒瓶，變成燒瓶，變成紅色紅色。 氨氣極易溶于水，氨氣氨氣極易溶于水，氨氣的水溶液顯的水溶液顯堿性堿性。 滴有酚酞的水滴有酚酞的水現(xiàn)象：現(xiàn)象：結(jié)論：結(jié)論：實驗實驗1 1：在干燥的燒瓶內(nèi)充滿氨氣，在干燥的燒瓶內(nèi)充滿氨氣，塞上帶有玻璃管和膠頭滴管（預(yù)先塞上帶有玻璃管和膠頭滴管（預(yù)先吸入少量水）的膠塞。組裝實驗裝吸入少量水）的膠塞。組裝實驗裝置。打開橡皮管上的止水夾，擠壓置。打開橡皮管上的止水夾，擠壓膠頭滴管，觀察現(xiàn)象。膠頭滴管，觀察現(xiàn)象。視頻視頻濕潤的紅色石蕊試濕潤的紅色石蕊試紙變成紙變成藍(lán)色藍(lán)色。氨水

4、易揮發(fā)，氨氣的水氨水易揮發(fā)，氨氣的水溶液具有堿性。溶液具有堿性。 實驗探究實驗探究2現(xiàn)象：現(xiàn)象：結(jié)論：結(jié)論：2.2.氨的化學(xué)性質(zhì)氨的化學(xué)性質(zhì)（1 1）氨氣與水的反應(yīng)）氨氣與水的反應(yīng)NH3 H2ONH4+OH-NH3 H2ONH3+H2ONH3 H2O = NH3 +H2O討論討論液氨 氨水物質(zhì)種類物質(zhì)種類粒子種類粒子種類純凈物純凈物混合物混合物NH3NH3、H2O、 NH3H2O NH4+、OH、H+氨水中存在哪些微粒？并與液氨進(jìn)行比較。氨水中存在哪些微粒？并與液氨進(jìn)行比較。出現(xiàn)出現(xiàn)白煙白煙。濃氨水、濃鹽酸具有揮濃氨水、濃鹽酸具有揮發(fā)性，發(fā)性，NHNH3 3與與HClHCl結(jié)合，結(jié)合，有固體有

5、固體NHNH4 4ClCl生成。生成。現(xiàn)象：現(xiàn)象：結(jié)論：結(jié)論：實驗實驗3：用蘸濃氨水的玻用蘸濃氨水的玻璃棒與蘸濃鹽酸的玻璃棒璃棒與蘸濃鹽酸的玻璃棒靠近，能觀察到什么現(xiàn)象靠近，能觀察到什么現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？產(chǎn)生？為什么？ 【思考【思考】將上述濃鹽酸換成濃硝酸或濃】將上述濃鹽酸換成濃硝酸或濃硫酸現(xiàn)象是否相同？為什么？硫酸現(xiàn)象是否相同？為什么？ 視頻視頻（2 2）氨氣與酸的反應(yīng)）氨氣與酸的反應(yīng)NH3+HCl= NH4Cl（白煙）（白煙）NH3 + HNO3 = NH4NO3 （白煙）（白煙）2NH3 + H2SO4 = （NH4）2 SO4三、銨鹽的性質(zhì)三、銨鹽的性質(zhì)NH4Cl = NH3 + HC

6、l NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2 有關(guān)化學(xué)方程式：有關(guān)化學(xué)方程式：現(xiàn)象：現(xiàn)象：加熱，試管中產(chǎn)生加熱，試管中產(chǎn)生白煙白煙，試管底部固體逐漸減少，試管底部固體逐漸減少，試管口重新生成白色固體試管口重新生成白色固體。NH3 + HCl = NH4Cl 均為易溶于水的白色晶體。均為易溶于水的白色晶體。1 1、物理性質(zhì)：、物理性質(zhì)： 2 2、化學(xué)性質(zhì)：、化學(xué)性質(zhì)： （1）不穩(wěn)定性：）不穩(wěn)定性：受熱易分解受熱易分解視頻視頻由上面的反應(yīng)可以看出由上面的反應(yīng)可以看出, NH4Cl 、NH4HCO3受熱都能分解受熱都能分解,都有都有NH3產(chǎn)生產(chǎn)生,但但不是所有的不是所有的銨鹽受熱分解都能產(chǎn)

7、生銨鹽受熱分解都能產(chǎn)生NH3的的。 例如，例如，NH4NO3的分解的分解:2NH4NO3 = 2 N2 + O2 + 4H2O（2 2）與堿共熱放出氨氣）與堿共熱放出氨氣有關(guān)化學(xué)方程式：有關(guān)化學(xué)方程式：現(xiàn)象：現(xiàn)象：產(chǎn)生有刺激性氣味的氣產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，濕潤的紅色石蕊試體，濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)。紙變藍(lán)。2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2H2O+2NH3實驗實驗5 5：將少量氯化銨與少量氫氧化鈣混將少量氯化銨與少量氫氧化鈣混合后放入試管中，酒精燈火焰上微熱，用合后放入試管中，酒精燈火焰上微熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。濕潤的紅色石蕊試紙檢驗反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。歸納：

8、歸納：1. 氨氣的實驗室制法；氨氣的實驗室制法； 2.銨根離子的檢驗：銨根離子的檢驗：思考與交流：思考與交流：根據(jù)上述性質(zhì)，分析討論此根據(jù)上述性質(zhì)，分析討論此性質(zhì)有何應(yīng)用？性質(zhì)有何應(yīng)用？【思考】【思考】（1 1）不和堿性肥料一起使用）不和堿性肥料一起使用（2 2）在干燥陰涼的地方存放）在干燥陰涼的地方存放氨氣氨氣（1）用濕潤的）用濕潤的紅色紅色石蕊試紙石蕊試紙（變藍(lán)）（變藍(lán)） （2）蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口）蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近瓶口 （產(chǎn)生白煙）（產(chǎn)生白煙）銨鹽銨鹽加加NaOHNaOH溶液溶液加熱加熱3.3.氮肥簡介氮肥簡介（1 1）銨態(tài)氮肥：）銨態(tài)氮肥：（2 2）其它氮肥：）其它氮肥：（

9、俗稱氯銨）ClNH4（俗稱硝銨）34NONH（俗稱碳銨）34HCONH硝態(tài)氮肥。硝態(tài)氮肥。如：如：KNO3有機(jī)態(tài)氮肥。有機(jī)態(tài)氮肥。如：如：CO(NH2)2（俗稱硫銨俗稱硫銨又稱肥田粉又稱肥田粉）(NH4)2SO4問題思考：問題思考：1.檢驗氨氣是否充滿試管的方法檢驗氨氣是否充滿試管的方法是是 ，觀察到的現(xiàn)，觀察到的現(xiàn)象是象是 。2.能否用濃硫酸干燥氨氣？能否用濃硫酸干燥氨氣？將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口試紙變藍(lán)試紙變藍(lán)不能，因為不能，因為濃硫酸濃硫酸具有酸性，會跟氨氣反應(yīng)。具有酸性，會跟氨氣反應(yīng)。3.如圖所示：燒瓶中充滿干燥氣體如圖所示：燒瓶中充滿干燥氣體a，將

10、滴管中的液體，將滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi)，擠入燒瓶內(nèi)，輕輕震蕩燒瓶，然后打開彈簧夾，輕輕震蕩燒瓶，然后打開彈簧夾，燒杯中的液體呈噴泉狀噴出，則燒杯中的液體呈噴泉狀噴出，則a、b可能是可能是 ( )A、a為為NH3，b為為NaCl溶液溶液B、a為為CO2，b為濃為濃NaOH溶液溶液C、a為為Cl2，b為飽和為飽和NaCl溶液溶液D、a為為Cl2，b為濃為濃NaOH溶液溶液ABDa氣體氣體b液體液體天才還是魔鬼天才還是魔鬼？哈伯（哈伯（F.Haber 18681934F.Haber 18681934） 他因攻克氨的合他因攻克氨的合成這一世界難題，成這一世界難題，將無數(shù)人從饑餓的將無數(shù)人從饑餓的死亡線上拯救出來；死亡線上拯救出來；他也因發(fā)明大量化他也因發(fā)明大量化學(xué)武器并用于戰(zhàn)爭，學(xué)武器并用于戰(zhàn)爭，使無數(shù)人傷殘致死使無數(shù)人傷殘致死。 由于氮氣分子很穩(wěn)定，在參加化學(xué)反應(yīng)時，由于氮氣分子很穩(wěn)定，在參加化學(xué)反應(yīng)時，要求的反應(yīng)條件很苛刻，例如放電等。這給人