氮肥的生产和使用课件

专题4硫、氮和可持续发展

第二单元生产生活中的含氮化合物第2课时氮肥的生产和使用

氮是农作物生长的必须元素，自然界中氮大多以游离态存在于大气中，不能被植物直接吸收，虽然有的植物通过生物固氮和自然固氮能获得部分氮元素，但远远不能满足其生长的需要。为了提高农作物的产量，科学家们苦苦探索了几百年。20世纪初，德国化学家哈伯首次用氢气和氮气合成了氨，奠定了大规模工业合成化肥的基础。一、工业合成氨：N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3实验探究1将胶头滴管中的水挤入烧瓶，打开止水夹，烧杯中的水沿着导管喷入烧瓶，变成红色。结论：氨气极易溶于水，氨气的水溶液显碱性。

如图所示：烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻震荡烧瓶，然后打开弹簧夹，烧杯中的液体呈喷泉状喷出，则a、b可能是()A、a为NH3，b为NaCl溶液B、a为CO2，b为浓NaOH溶液C、a为Cl2，b为饱和NaCl溶液D、a为Cl2，b为浓NaOH溶液实验探究2现象：湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。结论：氨水易挥发，氨气的水溶液具有碱性。

2.氨的化学性质（1）氨气与水的反应NH3+H2ONH3·H2ONH3·H2ONH4++OH-NH3·H2O=NH3↑+H2O实验探究3现象：烧杯中出现白烟。结论：浓氨水、浓盐酸具有挥发性，NH3与HCl结合，有固体NH4Cl生成。三、铵盐的性质1.受热分解实验探究4现象：加热，试管中产生白烟，试管口重新生成白色固体。有关化学方程式：NH4Cl=NH3

↑+HCl↑NH3+HCl=

NH4Cl2.与碱共热放出氨气实验探究5现象：产生有刺激性气味的气体，湿润的红色石蕊试纸变蓝。有关化学方程式：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3↑2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3↑实验室制氨气收集方法：向下排空气法实验室制氨气验满：常使用检验氨气是否充满试管的方法是将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，观察到的现象是试纸变蓝操作注意事项：（1）收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的（2）发生装置的试管口略向下倾斜（3）由于氨气的密度比空气的小，因此收集氨气时，导管应插入试管的底部（4）加热温度不宜过高，并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热氨气的干燥：通常使用碱石灰，不能使用P2O5或浓硫酸干燥尾气处理：多余的氨要吸收掉以避免污染空气，但在尾气吸收时要防止倒吸实验室制氨气归纳：1.铵根离子的检验；

2.氨气的实验室制法；

3.避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。思考与交流：根据上述性质，分析讨论此性质有何应用？天才还是魔鬼？哈伯（F.Haber1868—1934）

他因攻克氨的合成这一世界难题，将无数人从饥饿的死亡线上拯救出来；他也因发明大量化学武器并用于战争，使无数人伤残致死；他是诺贝尔化学奖得主受人尊敬，他也是战争魔鬼遭人唾骂。

由于氮气分子很稳定，在参加化学反应时，要求的反应条件很苛刻，例如放电等。这给人工固氮带来了很大的困难。科学家们经过几百年的不断探索和苦心钻研，终于发现，在高温、高压和使用一定催化剂的条件下，可以将空气中的N2和H2化合生成NH3。一、硝酸的物理性质纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体，密度为1.5027g/cm3，沸点是83℃，常用浓硝酸质量分数为69%，98%以上的硝酸叫发烟硝酸。HNO3二、硝酸的化学性质1、不稳定性浓硝酸变黄原因是什么？如何消除黄色？浓硝酸如何保存？棕色细口试剂瓶中，避光、低温保存，不能用橡皮塞。浓HNO3、AgNO3

、氯水、溴水等。常见的需要放在棕色瓶中的试剂有哪些?4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑△或光照强氧化性(1)与金属反应不产生氢气，N元素被还原4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O8HNO3(稀)+3Cu=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O分析上述反应中电子转移的方向和数目，并指出氧化剂和还原剂。反应规律：金属金属稀硝酸浓硝酸高价NO2金属+高价金属+NO高价金属+高价金属+关于硝酸与金属反应的计算方法思考：试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式。Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O铁粉少量铁粉过量Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2+）×2与金属反应d.常温下，铁和铝遇浓硝酸和浓硝酸表面发生钝化，其原因是在铁、铝表面氧化生成一层致密的氧化膜，阻止反应进一步发生。故浓硝酸、浓硫酸的贮存和运输可用铝（铁）槽车运输。若加热，则铁和铝都会跟浓硝酸、浓硫酸反应。f.Mg、Zn、Fe等较活泼的金属与稀HNO3反应根据稀HNO3的浓度不同可得NO、N2O、

N2、NH4NO3等不同产物。g.硝酸与变价金属（如Fe）反应，根据硝酸的量的多少分别得到低价、高价或两种价态共存的混合物。与金属反应e.Cu等较不活泼的金属与浓硝酸反应得到NO2

，与稀HNO3反应得NO,可以以此反应制NO2和NO气体。常识：王水？VHNO3:VHCl=1:3组成的混合物若将浓HNO3和浓HCl按体积比1:3混合所得混合物叫王水，氧化性极强，可溶解金、铂等不活泼金属。(2)与非金属反应C+4HNO3=CO2↑+4NO2↑+2H2O试分析上述反应中电子转移的方向和数目。

浓HNO3与非金属反应，还原产物一般是NO2，而非金属一般被氧化成最高价氧化物，如果此最高价氧化物易溶于水，则生成相应的最高价含氧酸。硝酸的工业制法1．氨在催化剂的作用下与氧气发生反应，生成一氧化氮和水，化学方程式________________________________。2．NO进一步被氧气氧化成NO2，化学方程式__2NO＋O2===2NO23．用水吸收NO2化学方程式____3NO2＋H2O===2HNO3＋NO____________________________________4NH3＋5O24NO＋6H2O

当硝酸与金属或非金属及某些有机物反应时，反应物或反应条件不同，硝酸被还原所得到的产物也不同，如：NO2、HNO2、NO、N2O、N2、NH3+4+3+2+10-3硝酸浓度越大，氧化性越强。氧化性：浓HNO3>稀HNO3硝酸的用途

是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。在工业上可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。浓硫酸和硝酸的性质小结浓H2SO4HNO3与Cu反应钝化现象与C反应吸水性脱水性使Fe、Al钝化浓HNO3使Fe、Al钝化有吸水性、脱水性无课堂小结一、硝酸的物理性质二、硝酸的化学性质1.酸的通性2.不稳定性3.强氧化性

纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。4HNO3=======2H2O+4NO2↑+O2↑光照或加热4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O8HNO3(稀)+3Cu=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OC+4HNO3=CO2↑+4NO2↑+2H2O练习：2.下列叙述不正确的是()A.NH3易液化，液氨常用作制冷剂B.与金属反应时，稀HNO3可能被还原为更低价态，则稀HNO3氧化性强于浓HNO3C.氨盐受热易分解，因此贮存氨态氮肥时要密封保存，并放在阴凉通风处D.稀HNO3和活泼金属反应时主要得到氢气1.起固定氮作用的化学反应是()A.N2与H2在一定条件下反应生成NH3

B.硝酸工厂用NH3氧化制NOC.雷雨时空气中的N2转化为NOD.由NH3制碳酸氢铵和硫酸铵★★★★3.向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾，下列叙述不属于产生该现象的原因是()A.浓硫酸具有脱水性B.浓硫酸具有吸水性

C.盐酸具有挥发性D.气体的溶解度的随温度升高而降低4.欲迅速除去水壶底的水垢，又不损坏铝壶，最好选用()A.浓盐酸B.稀硝酸C.冷的浓硫酸D.冷的浓硝酸★★5.将下列性质的番号，填入各小题后面对应的括号中(A)脱水性;(B)强酸性;(C)二元酸;(D)氧化性;(E)吸水性(1)将胆矾放入装有浓H2SO4的干燥器中，过一段时间胆矾变白色。()(2)NaOH与H2SO4反应，可生成Na2SO4和NaHSO4这两种盐。()(3)在烧杯中放入蔗糖，滴入浓H2SO4变黑，并产生大量气体。()(4)在稀HNO3中放入铝片就产生NO。