氮肥的生产和使用
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氮肥的生产和使用氮肥(英文:nitrogen fertilizer)是一种以氮元素作为主要营养元素,为作物提供营养的肥料。
在农业生产中,氮肥占据着非常重要的地位,因为氮肥可以增加作物的产量和品质,对于保障粮食安全和全球农业生产具有重要意义。
本文旨在介绍氮肥的生产和使用过程,以及其对环境和人类健康的影响。
一、氮肥的生产过程氮肥的生产过程主要分为两种:合成氨法和生物固氮法。
其中,合成氨法是目前工业生产中主要采用的方法,生物固氮法则是利用植物和微生物特性来固定氮的方法。
(一)合成氨法1、原料准备合成氨法生产氮肥的原料主要是空气(含有78%的氮气和21%的氧气)和天然气(含有甲烷等烷烃类物质)。
此外,生产过程中还需要使用催化剂、蒸汽和水等。
2、氨的合成氨的合成主要是通过催化剂加入热力学推动力来实现。
具体来说,利用高压、高温下的原理,将氧气和氮气经过压缩、揉合等处理后,将其与天然气混合送入催化器,在催化剂的作用下,得到氨的反应。
这个过程需要注意保持催化剂的稳定和活性。
3、氨的纯化氨生成后需要进行纯化处理,以去除其中的杂质和异物。
主要通过蒸馏、吸附等方法进行。
4、制成氮肥制成氮肥的过程主要是将氨与一定量的酸等附加物进行反应,得到硝酸和尿素等氮肥产品。
在此过程中,需要配合一定的工艺和设备来实现。
(二)生物固氮法1、选择合适的生物固氮菌株生物固氮法的第一步是选择合适的菌株,在自然条件下,合适的固氮菌有多种,但是需要根据生态环境和土壤条件进行筛选和优化。
2、土壤改良为了提升生物固氮的效率,需要对土壤进行改良。
这里主要是通过添加有机肥料、硝酸盐和营养物质等来改善土壤环境。
3、种植作物在准备好固氮菌株和优质土壤后,需要培育种植对于生物固氮有很好效果的作物。
这类作物通常包括豆类和某些牧草等,可以更好地利用固氮的优势。
4、固氮生产在种植固氮作物后,作物根系就可以与菌株产生接触并发酵,释放大量的氮气。
这个过程是需要一定时间的,可根据选定的菌源、土壤和气候等环境因素的不同而有所差异。
第2课时氮肥的生产和使用目标与素养:1.知道NH3的物理性质特点以及氨水显碱性的原因。
(宏观辨识与微观探析)2.掌握氨气的实验室制取、收集和检验方法。
(科学探究与创新意识)3.学会铵盐的性质及NH+4的检验方法。
(科学探究与创新意识)4.知道氮肥的性能和使用氮肥的注意事项。
(宏观辨识与微观探析)一、氨的合成原理和性质1.工业合成氨的原理:反应的化学方程式为N2+3H2。
2.物理性质颜色气味密度水溶性液化难易无色刺激性气味比空气小极易溶于水,1体积水可溶解700体积氨气易液化实验装置操作及现象结论①打开活塞,并挤压滴管的胶头②烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成喷泉,瓶内液体呈红色氨极易溶于水,水溶液呈碱性5.氨的主要用途(1)液氨可作制冷剂。
(2)氨可制铵态氮肥等。
微点拨(1)NH3是中学化学中唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,常用此性质检验NH3的存在。
(2)氨水浓度越大,密度越小。
(3)NH+4和OH-在溶液中不能大量共存,两者反应生成NH3·H2O,注意不要把NH3·H2O写成NH4OH。
二、铵盐和氮肥1.铵盐的性质及应用(1)物理性质:白色晶体,易溶于水。
(2)化学性质: ①受热易分解:NH 4Cl 受热分解的化学方程式为:NH 4Cl=====△NH 3↑+HCl↑。
NH 4HCO 3受热分解的化学方程式为:NH 4HCO 3=====△NH 3↑+CO 2↑+H 2O 。
②与碱反应:NH 4Cl 与熟石灰混合加热,化学方程式为:2NH 4Cl +Ca(OH)2=====△CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O 。
(3)铵盐的保存与施用: ①密封保存并放在阴凉通风处。
②避免铵态氮肥与碱性肥料混合施用。
微点拨铵盐遇碱均易放出氨气,铵盐受热易分解,但分解产物中不一定有氨气,如NH 4NO 3受热分解的产物就比较复杂。
2.氮肥 (1)常见氮肥贮存时,应密封并放在阴凉处,施用时,应埋在土壤中,并避免与碱性肥料(如草木灰)混用,以保证肥效。
第2课时 氮肥的生产和使用1.知道含氮化合物的应用对社会生产的作用,了解氨的工业生产和实验室制取。
【解析】氨的工业生产和实验室制取(1)工业生产氨气的反应式为:(2)实验室制取氨气的反应式: ①所用药品:消石灰[Ca(OH)2,又称碱石灰]和氯化铵(NH 4Cl)②反应装置:A .B .C .D .E .F . ③干燥:常选用 性干燥剂如碱石灰 [Ca(OH)2和CaO 的混合物]干燥氨气。
不能用 浓硫酸 。
④收集方法 。
⑤尾气吸收:氨气极易溶,要防 ,选用装置 。
⑥实验室还可用在浓氨水中加入NaOH 固体(或CaO )的方法制氨气,选用装置 。
其原理是NaOH 固体溶于水,使氨气的溶解度变小,同时NaOH 固体溶于水放出大量的热,使氨气逸出。
2.了解氨气与水、与酸的反应;了解氨水的成分以及氨水的不稳定性。
【解析】(1)氨气的物理性质和用途氨气(NH 3)在通常状况下是 色、 气味的气体,密度比空气 。
在加压条件下易 ,汽化时 大量热,工业上可使用液氨作 。
使用装置 F 可以产生 色喷泉,证明氨气 溶于水(溶解度 体积),其溶液显 性,氨气是唯一的 性气体。
(2)氨水的成分和性质氨气与水反应,方程式为 ,氨水显碱性,电离方程式 。
氨水不稳定,易挥发,实验 D 。
氨水的成分:分子 、离子 。
(3)氨气的化学性质:与酸反应生成铵盐NH 3 + HCl === (俗称氯铵)NH 3 + H 2SO 4 === (俗称硫铵,又称肥田粉) NH 3 + HNO 3 === (俗称硝铵)NH 3 +H 2O+CO 2 === (俗称碳铵) (4)检验氨气的方法:① 的 色石蕊试纸变 色。
②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近,产生 ,装置E 。
滴有酚酞 的水溶液《第2课时氮肥的生产和使用》练习进入了水体。
下列说法中,错误的是()A.化肥为粮食增产作出了贡献,若使用不当也会引起环境污染B.长期使用化学肥料的土壤容易酸化、板结C.由于化肥能促进农作物生长,因此应大量使用化学肥料才能满足人们对粮食的需求D.应根据农作物生长的需要适时、适地、适量地施用化肥,才能既获得农作物丰收,又能减少对环境造成的负面影响3.下列有关氮元素的叙述中,错误的是()A.氮是生命物质的重要组成元素B.氮是农作物生长所必需的元素C.氮的氧化物是形成酸雨的主要原因D.含氮化合物不仅给人类带来福音,也给人类带来危害4.氨极易溶于水,但工业上常将氨转化成固态铵盐加以使用,原因是()A.农作物只吸收铵盐,不易吸收氨气或氨水B.氨气是气体,氨水易挥发,不易贮存和运输C.氨水中的氨大部分与水结合生成NH3·H2O,易使土壤碱化D.氨气或氨水在空气中会产生光化学烟雾5.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不可能是()A.a为HCl,b为H2OB.a为CO2,b为浓NaOH溶液C.a为Cl2,b为饱和NaCl溶液D.a为NH3,b为浓NH4Cl溶液6.就实验室制取NH3回答下列问题:(1)用化学方程式表示实验室制取NH3的原理:。
高端水溶肥氮肥的氮肥原料及工艺及使用指南下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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氮肥的生产和使用教案一、教学目标1.了解氮肥的生产过程和使用方法。
2.掌握合理使用氮肥的技巧,提高农作物的产量和品质。
3.培养学生的环境保护意识,减少对土壤和水源的污染。
二、教学内容1.氮肥的生产过程1.1合成氮肥的原料和工艺1.2氮肥的不同类型和成分1.3氮肥生产的环境问题和解决方法2.氮肥的使用方法2.1氮肥的种类和施用量2.2氮肥的施用时间和方法2.3氮肥的施用技巧和注意事项3.环境保护与可持续发展3.1农业生态系统的重要性3.2氮肥对环境的影响和污染问题3.3减少氮肥使用的方法和建议三、教学过程1.导入(10分钟)通过图片或视频展示农田施肥的场景,引导学生了解农田施肥的重要性和问题。
2.知识介绍(30分钟)2.2氮肥的使用方法:介绍不同类型的氮肥,以及施肥量、施肥时间和施肥方法的选择。
2.3环境保护与可持续发展:讲解农业生态系统的重要性,以及氮肥对环境的影响和污染问题。
3.案例分析(30分钟)根据不同农作物种植的实例,让学生分析并选择合适的氮肥和施肥方式。
4.小组讨论(20分钟)组织学生以小组为单位进行讨论,总结氮肥的使用技巧和注意事项。
5.教师点评(10分钟)根据学生的讨论结果,教师进行点评和总结,并提供一些建议和建议。
6.练习与评价(20分钟)6.1小组演练:学生根据自己所掌握的知识,编写一个实际氮肥使用的方案。
6.2个人作业:要求学生写一篇关于氮肥如何合理使用的短文,包括氮肥的生产和使用方法,以及环境保护的重要性。
四、教学资源1.图片或视频展示氮肥的生产和使用过程。
2.相关的书籍和文献资料。
五、教学评价1.观察学生对教学内容的兴趣和参与度。
2.检查学生的小组讨论和个人作业。
3.学生的综合表现和理解程度。
氮肥的生产和使用苏教版《化学1(必修)》江苏省清河中学靖丹丹一、教材分析本节知识是苏教版《化学1(必修)》专题4第二单元的内容,教材在本节内容之前,已在初三内容中安排了化学肥料知识、必修一专题二中安排了铵根离子检验内容,而后续知识则是在必修二及选修内容中则安排了一些相关知识的理性辨析,这种根据学生发展的需要,不同阶段课程内容既具有一定的连续性,又呈现知识与应用的逐渐深化,综合考虑了学科、生产、生活和自然界与环境中元素化合物的存在、作用和影响及应用,可以帮助我们从整体去认识和理解必修化学课程模块的地位和作用及学生的发展水平,更有利于学生认识到化学是真实的化学,有用的化学。
氮肥的生产和使用是对元素化合物知识的延伸和发展。
这节课的实验可以为前面学生储备的已有认知补充感性认识的材料,同时可以帮助学生掌握学习化学的一些基本方法,还能使学生认识到化学在改善人类生活条件等方面所起的作用。
本节内容教材已经有意识地去创设一定的问题情境,引导学生进行探究,但这仅仅是一种浅层次的“欲放又收”的探究。
对于这些教材中已经出现的并且有明显探究倾向的内容,教师要善于深层次地进行挖掘,要敢于放手,把“权力”下放给学生,而自己由“台前”转到“幕后”,对整个探究过程实行必要的调控,以求最大限度地调动学生的思维积极性,培养学生的实验设计能力。
只有这样,学生才能真正理解和掌握所学知识,才能真正实现由认知向能力的转化和升华,获得的知识才能更持久、亦更能灵活运用。
二、学情分析本节内容学生在理论与实践上已经有了一些知识储备,再者关于氮肥在实际生产生活的应用学生已经有了感性的认识,现在进一步学习新知识学生容易接受,根据教材内容编排,学生此前已经学过几种重要的单质和化合物,初步具备了学习元素化合物的一些经验,并对元素化合物知识学习方法有了一定的认知,这些都为本课时的学习奠定了基础。
但对氨气、氨水及铵盐的性质规律和学习方法大多数学生仍需加深认识,另外实验设计的能力和运用知识解决生产、生活中问题的能力可能参差不齐。
氮肥的生产和使用————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:氮肥的生产和使用(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题包括7个小题,每小题7分,共49分)1.下列关于铵盐的说法不.正确的是() A.均为白色晶体B.加热均易分解C.均可用作化肥D.可与草木灰(主要成分K2CO3)混合施用2.(2010·北京四中高一期末)有关氨气的实验较多,下面对这些实验原理的分析中,正确的是() A.氨气极易溶于水,可以用来做喷泉实验B.氨气的还原性可以解释氨气与氯化氢的反应实验C.NH3·H2O不稳定,实验室可用NH4Cl和石灰水制取氨气D.NH3液化时放出大量的热,因而,不能用氨作制冷剂3.检验某晶体是否是铵盐时,将待检测物取出少量放在试管中,接下来的操作是() A.加烧碱溶液,加热,用湿润红色石蕊试纸放在管口检验B.直接加热,用湿润的蓝色石蕊试纸放在管口检验C.加烧碱溶液,加热,向试管中滴加紫色石蕊试液D.加水溶解,滴加无色酚酞试液,观察是否变红4.(2010·广东实验中学期末)如图所示,夹子开始处于关闭状态,将液体A滴入试管②与气体B充分反应,打开夹子,可发现试管①内的水立刻沸腾了.则液体A和气体B的组合不.可能是下列的()A.氢氧化钠溶液、二氧化碳B.盐酸、氨气C.氢氧化钠溶液、一氧化碳D.石灰水、二氧化硫5.[双选题]下列方法可用于实验室制取氨气的是() A.在浓氨水中加NaOH固体并加热B.NH4Cl溶液和NaOH溶液混合C.加热分解NH4Cl晶体D.加热消石灰和NH4Cl的固体混合物6.(2010·扬州中学高一期末)已知NH3和HCl都能用来作喷泉实验.若在同温同压下用等体积烧瓶,一个收集满NH3,另一个收集HCl气体未满,做喷泉实验,如图所示,喷泉实验停止后,两个烧瓶内溶液的关系是(不考虑溶质的扩散及静止时液面高度的影响)() A.溶质的物质的量浓度相同,溶质的质量分数不同B.溶质的质量分数相同,溶质的物质的量浓度不同C.溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同D.溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同7.(2010·屯溪高一检测)在研究合成氨方法及其催化作用的历史上,不同的研究者曾3次获诺贝尔化学奖.合成氨大大提高了农作物的产量,同时也是制取硝酸、炸药的原料.下列说法中正确的是() A.N2和H2在点燃或光照条件下可合成氨B.氨水是电解质C.氨气遇到浓盐酸会发生反应产生白烟D.由氨制取硝酸过程中,氮元素被还原二、非选择题(本题包括4小题,共51分)8.(16分)大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响.制取氨气并完成喷泉实验.(1)写出实验室制取氨气的化学方程式:______________________________________.(2)收集氨气应使用________法,要得到干燥的氨气可选用________作干燥剂.(3)用图Ⅰ装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥氨气,引发水上喷的操作是________________________________________________________________________,该实验的原理是________________________.(4)如果只提供如图Ⅱ的装置,请说明引发喷泉的方法.9.(10分)(2011·保定质检)已知A、B、C、D为气体,E、F为固体,G为氯化钙,它们之间的转换关系如下图所示:(1)D的化学式(分子式)是________,E的化学式(分子式)是________.(2)A和B反应生成C的化学方程式是________________________________.(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是________________________________.10.(15分)(2010·湖南师大附中期末)甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气.请你参与探究,并回答下列问题:(1)三位同学制取氨气的化学方程式为:________________________________________________________________________.(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,而不用排水法,其原因是________.A.氨气难溶于水B.氨气极易溶于水C.氨气密度比空气大D.氨气密度比空气小E.氨气密度比水大F.氨气密度比水小(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨(如果他们的实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是________(填“甲”、“乙”或“丙”),收集不到氨气的主要原因是________________(用化学方程式表示).(4)检验氨气是否收集满的方法是________.A.闻到有氨气逸出B.棉花被气体冲出C.用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,发现试纸变蓝D.用湿润的蓝色石蕊试纸在试管口检验,发现试纸变红(5)三位同学都认为他们的实验装置也可用于加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气,你判断能够达到实验目的的是________(填“甲”、“乙”或“丙”).11.(10分)在100 mL NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物,加热充分反应.下图表示加入的混合物质量和产生的气体体积(标准状况)的关系,试计算:(1)NaOH溶液的物质的量浓度为___________________________________________.(2)当NaOH溶液的体积为140 mL,固体混合物的质量是51.6 g时,充分反应后,生成气体的体积为________________________________________________________________.(3)当NaOH 溶液的体积为180 mL ,固体混合物的质量为51.6 g 时,充分反应后,生成气体的体积为_________________________________________________________________.详解答案:1.选D K 2CO 3显碱性,与铵盐混合放出氨气,降低肥效.2.选A NH 3与HCl 反应为非氧化还原反应,B 项错误;因NH 3易溶于水,实验室制NH 3用NH 4Cl 固体和熟石灰加热,C 项错误;液氨汽化时,吸收大量热,可用液氨作制冷剂,D 项错误.3.选A 铵盐的检验是间接检验,即根据铵盐与碱反应放出氨气,通过验证氨气的生成来证明是铵盐.4.选C ①内的水沸腾,是因为试管内气压降低,说明气体B 易溶于液体A ,C 项中NaOH 溶液与CO 不反应.5.选AD 由于氨水中的氨受热时易挥发,同时,加入NaOH 固体,溶液的碱性增强,也不利于氨气的溶解,A 选项的操作可产生氨气,并可用于实验室制氨气;D 选项则是实验室制氨气的常用方法.6.选A 同温同压,用NH 3和HCl 做喷泉实验后,液体占有气体的体积,气体的物质的量与溶液的体积比相同,烧瓶内溶液关系是物质的量浓度相同,溶质的质量分数不同.7.选C N 2与H 2化合的条件是高温、高压、催化剂,A 错误;氨水是混合物,不是电解质,B 错误;NH 3中N 为-3价,HNO 3中N 为+5价,因此由氨制硝酸,氮元素被氧化,D 错误.8.解析:第(3)小题考查喷泉实验的基本操作,打开止水夹将胶头滴管中的水挤压至烧瓶中即可引发喷泉;第(4)小题则应设法将烧瓶中的NH 3先溶解一部分,使其压强降低即可引发喷泉.在没有外加水的情况下只能使烧瓶中的NH 3体积膨胀与烧杯中的水接触,使NH 3体积膨胀的方法是升高其温度,因而可用手或热毛巾将烧瓶捂热.答案:(1)2NH 4Cl +Ca(OH)2=====△CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O(2)向下排空气 碱石灰(3)先打开止水夹,再挤压胶头滴管 氨气极易溶于水,致使烧瓶内气体压强迅速减小(4)打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管中的空气,NH 3与水接触,即发生喷泉.9.解析:考查氨和铵盐的性质.框图推断题的关键是找准切入点,由题目提示和A 、B 、C 、D 为气体,E 、F 为固体,由D +C →E 可知E 为铵盐,再由E +F →D 知D 为氨气,且F 为碱,又知“G 为氯化钙”推出F 为Ca(OH)2,C 为HCl 气体.答案:(1)NH 3 NH 4Cl(2)H 2+Cl 2=====点燃2HCl(3)2NH 4Cl +Ca(OH)2=====△2NH 3↑+2H 2O +CaCl 210.解析:(1)三位同学制取氨气用的药品都是NH 4Cl 和Ca(OH)2,反应的化学方程式为2NH 4Cl +Ca(OH)2=====△2NH 3↑+CaCl 2+2H 2O.(2)氨气极易溶于水,且密度比空气小,故可用向下排空气法收集.(3)乙同学的装置制取的NH 3被浓H 2SO 4吸收.(4)检验氨气集满的方法是将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若试纸变蓝,则证明已收集满.(5)NH 4HCO 3加热分解生成NH 3、CO 2和H 2O ,据装置知甲同学制取的NH 3混有CO 2和水蒸气,乙同学不能收集到NH 3,只有丙同学用碱石灰除掉了NH 3中的CO 2和水蒸气,制得NH 3.答案:(1)2NH 4Cl +Ca(OH)2=====△CaCl 2+2NH 3+2H 2O(2)BD (3)乙 2NH 3+H 2SO 4===(NH 4)2SO 4(4)C (5)丙11.解析:(1)由图可见:34.4 g 混合物与100 mL NaOH 溶液恰好完全反应.n (NaOH)=n (NH 3)=11.2 L 22.4 L·mol-1=0.5 mol c (NaOH)=n V =0.5 mol 0.100 L=5.00 mol·L -1 (2)V (NaOH)=140 mL 完全反应所需固体质量:34.4 g ×140 mL 100 mL=48.16 g<51.6 g ,因固体过量,所以 V (NH 3)=22.4 L·mol -1×5 mol·L -1×0.14 L =15.68 L(3)V (NaOH)=180 mL 完全反应所需固体质量=34.4 g ×180 mL 100 mL=61.92 g>51.6 g ,故NaOH 过量,51.6 g 固体混合物完全反应,由34.4 g 11.2 L =51.6 g V,可得V (NH 3)=16.8 L 答案:(1)5.00 mol·L -1 (2)15.68 L (3)16.8 L。