化學與技術(shù)化肥與農(nóng)藥時第1頁/共29頁教學目標

知識與能力：1、了解與化學肥料、農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)劑和除莠劑有關(guān)的化學原理。2．通過典型事例了解化學肥料、農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)劑和除莠劑及其發(fā)展趨勢。教學重點、難點：了解與化學肥料、農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)劑和除莠劑有關(guān)的化學原理。探究建議：1、調(diào)查當?shù)剞r(nóng)村使用化學肥料的情況，寫成調(diào)查報告，與同學交流討論。2、測定土壤的酸堿度，討論改良酸性土壤和堿性土壤的一般方法。3、參觀調(diào)查：化學在農(nóng)林產(chǎn)品深加工中的應用。4、交流討論：從農(nóng)藥DDT的廣泛使用到禁用所引發(fā)的思考。課時劃分：兩課時化肥與農(nóng)藥第2頁/共29頁

使用化肥是保障農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要措施，它為解決迅速增長的人口吃飯問題建立了不可磨滅的功績。農(nóng)藥可殺滅與我們爭奪糧食的害蟲，消滅與農(nóng)作物爭奪營養(yǎng)的雜草以及莠蝕種子和作物的霉菌。挽回作物的損失，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食貯存中得到廣泛的應用，此外在林業(yè)畜牧業(yè)和控制人類健康的傳染病方面，農(nóng)藥也同樣做出了貢獻。化肥與農(nóng)藥第3頁/共29頁氮肥：尿素CO(NH2)2、碳酸氫銨、硫酸銨、硝酸銨等磷肥：過磷酸鈣[Ca(H2PO4)2·H2O、CaSO4]←原料：Ca5(PO4)3F；鈣鎂磷肥[Ca2(PO4)3

、Mg2(PO4)3]；鋼渣磷肥鉀肥：草木灰、氯酸鉀、硫酸鉀、硝酸鉀等←產(chǎn)自固態(tài)鉀鹽礦、液態(tài)鉀鹽鹵、工農(nóng)業(yè)含鉀的副產(chǎn)品和肥料。思考與交流:化肥為農(nóng)作物補充那幾種元素？分別列出幾種化肥，寫出它們的化學式。一、化肥為農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素。化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第4頁/共29頁

1、鉀石鹽礦是生產(chǎn)鉀鹽的主要資源。其主要成分為氯化鈉和氯化鉀．工業(yè)上通常采用溶解結(jié)晶法方法得到氯化鉀。想一想．這是利用了什么原理?2、察爾汗鹽湖的百萬噸鉀肥工程成為我國西部開發(fā)的標志性工程，請你查閱有關(guān)資料，分析當?shù)氐淖匀粭l件給鉀鹽生產(chǎn)帶求了哪些有利和不利因素？思考與交流提示：氯化鈉溶解度隨溫度變化不大；氯化鉀溶解度隨溫度變化較大化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第5頁/共29頁

察爾汗鹽湖位于柴達木盆地中南部。海拔2670米，南距格爾木約60公里，北距大柴旦110多公里。南北寬40多公里，東西長140多公里，總面積為5800多平方公里。它是柴達木四大鹽湖中面積最大、儲量最豐的一個，也是我國最大的天然鹽湖，在世界排名第二。

察爾汗鹽湖，是一個以鉀鹽為主，伴生有鎂、鈉、鋰、硼、碘等多種礦產(chǎn)的大型內(nèi)陸綜合性鹽湖。它有著極為豐富的鉀鎂鹽資源，其儲量達500億噸，是我國鉀鎂鹽的主要產(chǎn)地。

化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第6頁/共29頁2023/3/87科目一考試/2016年科目一模擬考試題科目二考試2016年科目二考試技巧、考試內(nèi)容、考試視頻第7頁/共29頁思考與交流方案1、利用硝酸鈉礦藏

1809年在南美洲的智利發(fā)現(xiàn)了—個很大的硝酸鈉礦(稱為智刮硝石)、1880年以后．硝石工業(yè)發(fā)展迅速．每年由于硝石出口所獲得的稅收成為智利政府的主要財政來源直至120世紀初。由硝石提供世界上50%氮肥。方案2、電弧法高溫固定氮人們效仿自然界雷電作用。使氮氧化后被雨水帶到地表的過程，采用人工電弧所產(chǎn)的高溫．將空氣加熱到3000℃以上。這時空氣中的氮就有少量與氧化合生成氮的氧化物，然后迅連用水或石灰乳吸收制造硝酸或硝酸鈣，利用這種方法可得到質(zhì)量分數(shù)約為30%的硝酸或硝酸鈣；每度(kW·h)電可產(chǎn)生70克硝酸。

下列是幾種補充土壤氮肥的方案．請你試著分析和評價化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第8頁/共29頁方案3、煉焦副產(chǎn)氮肥

19世紀初．煉焦工業(yè)已經(jīng)興起，煤中含有1%--3%的含氮化合物．在煉焦或其他煤的氣化過程中約有20%的合氮化合物轉(zhuǎn)變成氨，并與水分一起冷凝成氨水、人們就用硫酸中和稀氨水制造硫酸銨。這種工藝逐漸取代硝石在氮肥中的地位．至今硫酸銨仍然是煉焦廠的一項重要副產(chǎn)品。化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第9頁/共29頁尿素是一種銨態(tài)氮肥，工業(yè)上生產(chǎn)尿素的化學反應是：CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O已知下列物質(zhì)在一定條件下均能與水反應產(chǎn)生H2與CO2，H2是合成氨的原料，CO2供合成尿素用。若從原料被充分利用的角度考慮，選用

作原料好。A.CO

B.石腦油(C5H12、C6H14)

C.CH4

D.焦炭作出這種選擇的理由：

。解析：根據(jù)反應：N2+3H22NH3和CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O，要充分利用原料，顯然在原料與水反應產(chǎn)生的H2與CO2的物質(zhì)的量之比等于或接近于3:1時，上述反應趨于恰好反應，原料得以充分利用。根據(jù)題示信息：C+2H2O=2H2+CO2

(2:1)CO+H2O=H2+CO2

(1:1)CH4+2H2O=4H2+CO2

(4:1)C5H12+10H2O=16H2+5CO2

(3.2:1)C6H14+12H2O=19H2+6CO2

(3.2:1)故石腦油的利用率最高，答案為B。例題化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第10頁/共29頁全國單套最大的尿素生產(chǎn)裝置

化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第11頁/共29頁1、氨的催化氧化

4NH3+5O2=====4NO+6H2O2、一氧化氮的氧化：2NO+O2=2NO23、二氧化氮的吸收：3NO2+H2O=2HNO3+NO4、HNO3+NH3=NH4NO3硝酸銨的生產(chǎn)過程Pt-Rh800℃化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第12頁/共29頁

某合成氨廠的日產(chǎn)氨能力為30噸，現(xiàn)以氨為原料生產(chǎn)硝酸，若硝酸車間的原料轉(zhuǎn)化率為92%，氨被吸收為NH4NO3的轉(zhuǎn)化率為98%，求硝酸車間日產(chǎn)硝酸多少噸才合理？例題解析：解此題必須注意以下三點：第一，合成氨廠日生產(chǎn)能力為30噸，現(xiàn)以NH3為原料生成NH4NO3。NH3的用途有兩方面：一方面，用NH3氧化制HNO3；另一方面用NH3與制得的HNO3作用制NH4NO3。關(guān)鍵是計劃好生產(chǎn)多少噸HNO3，才能使NH3原料最大限度地被利用。HNO3生產(chǎn)少了，則NH3不能全部被HNO3吸收，NH3浪費了。HNO3生產(chǎn)多了，HNO3又浪費了。所以設HNO3日生產(chǎn)能力為x噸，x噸HNO3需用多少噸NH3氧化制得，又可以吸收多少噸NH3生成NH4NO3，通過生產(chǎn)HNO3的數(shù)量把氨的兩方面用途聯(lián)系起來。化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第13頁/共29頁第二，氨氧化制硝酸中，其關(guān)系式如下：4NH3＋5O24NO＋6H2O2NO＋O2＝2NO23NO2＋H2O＝2HNO3＋NO此反應中NO是被循環(huán)利用的，即NO又被氧化成NO2，再與水作用生成HNO3，因此NO2與水反應的化學方程式應為：4NO2＋2H2O＋O2＝4HNO3，所以氨氧化制硝酸的關(guān)系式如下：NH3-NO-NO2-HNO3(NH3全部轉(zhuǎn)化成HNO3)

第三，在實際生產(chǎn)過程中，氨不可能100％被氧化生成HNO3，也不可能100％被HNO3吸收生成硝酸銨，題給條件是NH3轉(zhuǎn)化為硝酸的轉(zhuǎn)化率為92％，氨被硝酸吸收的吸收率為98％，在數(shù)量關(guān)系上，我們必須掌握住一條原則，代入化學方程式的量必須是純量．設日產(chǎn)HNO3的質(zhì)量為x，NH3用于生產(chǎn)HNO3的質(zhì)量為y．由各步反應方程式得氨氧化制HNO3的關(guān)系為：化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第14頁/共29頁答：硝酸車間日生產(chǎn)能力為52.76t才合理．

化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第15頁/共29頁查閱有關(guān)資料，了解我國化肥生產(chǎn)是否滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要；氮磷鉀生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是否合理?針對目前的狀況提出你的建議。

科學視野

玻璃微肥

農(nóng)作物生長除了需要氮、磷、鉀等大量元素外．還需要鐵、錳，鋅、銅、硼、稀土元素等微量元素；含有這些微量元素的酶和維生素是作物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)形成和新陳代謝不可缺少的物質(zhì)，玻璃微肥的生產(chǎn)原理是將作物所需的微量元素素固定在玻璃細粉顆粒中，由于玻璃微溶于水。微量元素就可以從玻璃中緩慢釋放出來、實際生產(chǎn)中選用廢破璃、粉煤灰、煉鋼爐渣和礦石等力原料生產(chǎn)玻璃微肥，玻璃微肥具有不易被雨水沖洗、肥效時間長、不污染環(huán)境等特點．在充分利用固體廢棄物方面更具有化勢。

化肥與農(nóng)作物補充必要的營養(yǎng)元素第16頁/共29頁二、農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥交流：自己得到的有關(guān)農(nóng)藥與農(nóng)作物的關(guān)系，農(nóng)藥的發(fā)展變化情況。農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥第17頁/共29頁世界上因病害、蟲害和草害所造成的糧食減產(chǎn)約占產(chǎn)量的30%-40%，化學防治在綜合防治中占有重要的地位，為尋找高效、低毒、低殘留的農(nóng)藥，克服害蟲的抗藥性，需要不斷的研究發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)來解決這些問題。

1、殺蟲劑與蟲害的防治閱讀與思考：第1、2自然段總結(jié)防治蟲害的方法有哪些？人們?yōu)閷ふ腋咝А⒌投尽⒌蜌埩舻霓r(nóng)藥經(jīng)歷了哪些過程？與農(nóng)藥有關(guān)的元素在周期表的什么位置？

天然物質(zhì)防治蟲害（如燃燒艾嵩、煙草等）→化學方法防治蟲害（含砷、硫的無機物→含氟、氯的有機物→含磷有機物）。第一代農(nóng)藥：天然產(chǎn)物和無機物；第二代農(nóng)藥：有機氯類、有機磷類、氨基甲酸酯類；第三代農(nóng)藥：擬除蟲菊酯、特異性農(nóng)藥。周期表右上角，非金屬區(qū)。農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥第18頁/共29頁擬除蟲菊酯：指一類結(jié)構(gòu)或生物活性類似天然除蟲菊酯的仿生農(nóng)藥，是在仿造天然除蟲菊花有效成分及其化學結(jié)構(gòu)的基礎上發(fā)展起來的高效、安全新型殺蟲劑。農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥第19頁/共29頁第三代農(nóng)藥的開發(fā)簡介70年代后以研究從天然除蟲菊科植物中提取的除蟲菊酯殺蟲劑為契機，開始了天然源農(nóng)藥的研究，人們不但實現(xiàn)了它的合成，又以它為先導結(jié)構(gòu)進行了仿生合成，已知制出的多種擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的殺蟲效果甚至大于過去的某些農(nóng)藥數(shù)倍到數(shù)十倍，而且是低毒、用量少、低殘留農(nóng)藥。此外，科學家們不但研制出昆蟲絕育劑、驅(qū)避劑等藥物，而且還從昆蟲體內(nèi)分離出多種包括性、食物及產(chǎn)卵的引誘劑。極少量這類藥物，在誘捕阱的配合下，一次可捕殺大量害蟲。近年來出現(xiàn)一些作用機理特殊的農(nóng)藥如：1996年投入市場的“新奇農(nóng)藥商品”是第一個植物活化劑或稱植物引發(fā)劑，它本身并無抑菌和其它生物活性，施用后卻能使植物體內(nèi)獲得內(nèi)吸性抗性(簡稱SAR)，以抵御真菌性病毒侵入。又如昆蟲甲殼素抑制劑氟鈴脲能通過抑制形成昆蟲殼體的甲殼素的生成來殺死害蟲，但它卻是對環(huán)境高度安全的，為此它和另外兩種農(nóng)藥即：除草劑二氟吡隆和昆蟲生長調(diào)節(jié)劑雙苯酰肼共同獲美國總統(tǒng)綠色化學獎。農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥第20頁/共29頁在自然界中，由真菌引起的植物病害占植物病害總數(shù)的80％以上，1845年前后，一種由霉菌導致的馬鈴薯晚疫病在歐洲大泛濫。這種病以飛快的速度傳播著，使歐洲5／6的馬鈴薯被毀壞。那時歐洲人以馬鈴薯為主要糧食，馬鈴薯晚疫病致使北愛爾蘭的800萬居民處于饑荒之中，100萬人被餓死，或因身體虛弱生病而死。1879年，葡萄霜霉病在法國的葡萄園中大流行，這也是由霉菌引起的病害，它嚴重毀壞了法國各地的葡萄園，使譽滿世界的法國的葡萄酒釀造業(yè)一度陷于停頓。2、病害和草害的防治農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥第21頁/共29頁波爾多液是最早的保護性殺菌劑之一，是一種廣譜無機殺菌劑，是由硫酸銅和石灰乳混合而成的一種天藍色膠狀懸浮液。殺菌的主要成分是堿性硫棧銅，粘著力強，藥液噴在植物表面可形成一層薄膜，不易被雨水沖刷，殘效期長。而內(nèi)吸性殺菌劑能滲入植物組織或被植物吸收并在植物體內(nèi)傳導。多數(shù)為單向向頂傳導，而少數(shù)藥劑可以雙向傳導。這類內(nèi)吸性殺菌劑保護植物免受病菌侵害，并抑制已經(jīng)侵入植物組織的病菌生長，或者使植物免受病害農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥第22頁/共29頁農(nóng)藥在植物體內(nèi)的殘留農(nóng)藥在土壤中受物理、化學和微生物的作用，按照其被分解的難易程度可分為兩類：易分解類（如2，4-D和有機磷制劑）和難分解類（如2，4，5-T和有機氯、有機汞制劑等）。難分解的農(nóng)藥成為植物殘毒的可能性很大。植物對農(nóng)藥的吸收率因土壤質(zhì)地不同而異，其從砂質(zhì)土壤吸收農(nóng)藥的能力要比從其他粘質(zhì)土壤中高得多。不同類型農(nóng)藥在吸收率上差異較大，通常農(nóng)藥的溶解度越大，被作物吸收也就越容易。例如，作物對丙體666的吸收率要高于其他農(nóng)藥，因為丙體666的水溶性大。不同種類的植物，對同一種農(nóng)藥中的有毒物質(zhì)的吸收量也是不同的。例如，對有機氯農(nóng)藥中艾氏劑和狄氏劑的吸收量：洋蔥＜萵筍＜黃瓜＜蘿卜《

胡蘿卜。農(nóng)藥在土壤中可以轉(zhuǎn)化為其他有毒物質(zhì)，如

DDT可轉(zhuǎn)化為

DDD、DDE，它們都能成為植物殘毒。一般說來，塊根類作物比莖葉類作物吸收量高；油料作物對脂溶性農(nóng)藥如

DDT、DDE等的吸收量比非油料性作物高；水生作物的吸收量比陸生植物高。農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥第23頁/共29頁在農(nóng)田滋生的雜草，會與作物和栽培植物爭光照和CO2，爭土壤水分、養(yǎng)料和肥料，爭奪生存空間，降低土壤溫度，影響作物生長。傳統(tǒng)方法缺點：費時、費事；化學除草劑優(yōu)點：殺死雜草而不傷害作物，節(jié)省大量勞力，有利于農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展和耕作栽培技術(shù)的更新。雜草的防治與危害農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥第24頁/共29頁科學視野以除草劑2、4D極其結(jié)構(gòu)變化為例，觀察化學家是怎樣分析和改變其結(jié)構(gòu)而影響其藥效的？●苯環(huán)及其取代基的變化：氯原子的取代數(shù)目和位置以及甲基的引入對活性有重要影響．也可用其他雜環(huán)或稠環(huán)代替苯環(huán)。●側(cè)鏈的變化：脂肪酸的碳鏈長度對活性也有重要影響。●羧酸基團的變化：將羧酸變成鹽。酯、酰胺等羧酸衍生物可以調(diào)節(jié)除草劑的選擇性。例如。這類除草劑對闊葉雜草共有高度的活性。但對禾本科雜草卻無活性。因此，—般用來防治谷類作物以及牧場、草地中的雙子葉雜草。農(nóng)作物的保護神—農(nóng)藥