2019-2020年高中化学第四单元化学与技术的发展课题1化肥和农药2学案新人教版选修

2019-2020年高中化学第四单元化学与技术的发展课题1化肥和农药2学
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三点剖析
一、常见化肥及其生产原理
1.常见化肥
氮肥：尿素CO(NH2)2、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵等；
磷肥：过磷酸钙〔Ca(H2PO4)2·H2O、CaSO4〕、钙镁磷肥〔Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2〕、钢渣磷肥等；
钾肥：草木灰、氯酸钾、硫酸钾、硝酸钾等。

2.硝酸铵制备的化学原理
（1）氨的催化氧化：4NH3+5O2 4NO+6H2O
(2)一氧化氮的氧化：2NO+O2====2NO2
（3）二氧化氮的吸收：3NO2+H2O====2HNO3+NO
(4)硝酸铵的生成：HNO3+NH3====NH4NO3
【例1】下列框图是某元素的单质A及其重要化合物在一定条件下相互转化的关系图（生成物中不含该元素的物质均已略去）。

已知：F可用作化肥，也可用来制炸药；纯净的G是一种无色或淡黄色的晶体。

据此判断：（1）单质A必定是____________（填“金属”或“非金属”），理由是__________________。

（2）下列哪些属于物质G的用途____________。

a.用于印染、漂白行业
b.黏合剂
c.防腐剂
d.“钡餐”
e.常用的混凝土掺和剂、防冻剂
f.加入NaI或KIO3后可作“碘盐”用
解析：本推断题的“题眼”为F既可作为化肥，也可用来制炸药，可初步推知为NH4NO3。

据转化关系可知：A为N2，B为NH3，C为NO，D为HNO3，E为NO2，G为NaNO2。

答案：（1）非金属因为B+CA，且A为单质，组成单质A的元素在B、C中分别呈正、负价，所以A是非金属（或因为F为NH4NO3，A是含氮元素的单质N2，所以A为非金属单质）（2）ace
二、化肥和农药的合理使用
1.化肥与农药混合施用的原则
第一，碱性农药如波尔多液，不能与碳酸铵、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等铵态氮肥或过磷酸钙混合，否则易生成氨挥发或产生沉淀，从而降低肥效。

第二，碱性化肥如氨水、石灰、草木灰，不能与除虫菊酯类杀虫剂等农药混合使用，因为多数有机磷农药在碱性条件下易发生分解而失效。

第三，化肥不能与微生物农药混合，因为化肥挥发性、腐蚀性强，若与微生物农药混用，易杀死微生物，降低防治效果。

2.化肥与化肥混合施用的原则
第一，过磷酸钙不能与草木灰、石灰氮、石灰等碱性肥料混用，否则会降低磷的有效性。

第二，钙镁磷肥等碱性肥料不能与铵态氮肥混施，因为碱性肥料若与铵态氮肥混施，会使氨挥发，造成肥效损失。

【例2】下列做法有利于粮食产量持续稳定增长的是（）
A.将农家肥与化肥结合施用
B.注意发展高效化肥和复合肥料的生产
C.逐年增加单位面积上硫铵的施用量
D.将草木灰、硫酸铵、过磷酸钙混合施用
解析：农家肥含多种营养元素，但其含量较少，肥效慢而长，能改良土壤结构，与化肥结合施用可以互补。

复合肥料是含两种或两种以上营养元素的化肥〔如NH4H2PO4、（NH4）2HPO4、KNO3、KH2PO4等〕，施用复合肥有利于粮食稳产高产。

长期施用硫铵，易造成土壤酸性增加、板结硬化。

化肥的混合使用，应以相互不反应为原则，否则可能降低肥效。

草木灰显碱性，碱性肥料不能和铵盐混合施用。

答案：AB
三、农药污染、化肥污染及环境保护
1.化肥污染
农田所施用的任何种类和形态的化肥，都不可能全部被植物吸收，施用大量化学肥料会引起水体、土壤和大气的污染。

化肥污染引起的环境问题主要有：
（1）河川、湖泊、内海的富营养化。

引起水域富营养化的原因，主要是水中氮、磷的含量增加，使藻类等水生植物生长过快。

（2）土壤受到污染，土壤物理性质恶化。

长期过量而单纯施用化学肥料，会使土壤硬化。

（3）食品、饲料和饮用水中有毒成分增加。

施用化肥的地区的井水或河水中氮的含量增加。

施用化肥过多的土壤会使蔬菜和牧草等作物中硝酸盐含量增加。

（4）大气中氮氧化物含量增加。

2.农药污染
化学农药是消灭植物病虫害的有效药物，但农药的使用量增加，会产生一些不良后果，主要表现为：
（1）有机氯类农药不仅对害虫有杀伤毒害作用，同时对害虫的“天敌”及传粉昆虫等益鸟益虫也有杀伤作用，因而破坏了自然界的生态平衡。

（2）长期使用同类型农药，会使害虫产生抗药性，因而增加了农药的使用量和防治次数，也大大增加了防治费用和成本。

（3）长期大量使用农药，会使农药在环境中逐渐积累，造成土壤酸化、板结等，降低作物产量。

（4）农药被农作物吸收、进入动物体内，经过生物富集浓缩，使其毒性更大，不仅使得害虫的天敌更易受到毒害作用，而且会通过食物链威胁人体的健康。

【例3】造成水体富营养化的物质主要是（）
A.二氧化硫
B.化学肥料中富余的氮、磷等矿质元素
C.硫化氢
D.甲烷
解析：水体中N、P等植物必需的矿质元素含量过多，会导致水体富营养化。

答案：B
各个击破
类题演练1
尿素是一种铵态氮肥，工业上生产尿素的化学反应是CO2+2NH3====CO（NH2）2+H2O。

已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生H2与CO2，H2是合成氨的原料，CO2供合成尿素用。

（1）若从原料被充分利用的角度考虑，最好应选用的原料是（）
A.CO
B.石脑油（C5H12，C6H14）
C.CH4
D.焦炭
（2）作出这种选择的理由是_________________________
解析：根据反应N2+3H22NH3和CO2+2NH3====CO（NH2）2+H2O知，要充分利用原料，显然在原料与水反应产生的H2与CO2的物质的量之比等于或接近于3∶1时，上述反应趋于恰好反应，原料得以充分利用。

根据题示信息：
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）
故石脑油的利用率最高。

答案：（1）B
（2）石脑油与水反应后生成的H2与CO2的物质的量之比最接近3∶1，反应趋于完全，原料可充分利用
变式提升1
尿素的合成彻底破除了唯心的“生命力”学说，促进了有机化学的飞速发展，成为有机化学史上的一个里程碑。

现代工业上用氨与二氧化碳在高压下反应，先生成氨基甲酸铵，再脱水生成尿素。

反应式为2NH3+CO2 NH2COONH4；NH2COONH4CO（NH2）2+H2O
根据已学知识推断起固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.NO与O2反应生成NO2
C.NH3经催化氧化生成NO
D.N2蛋白质
解析：将空气中游离的氮转化为氮的化合物的方法统称为氮的固定。

答案：AD
变式提升2
据统计，由于使用了DDT等化学农药，减少病虫害，挽回的粮食损失占总产量的15%。

此外，DDT还能有效地杀灭蚊蝇、体虱等传统疾病的害虫，从而大大减少疟疾、伤寒等的发病率和死亡人数。

下列关于DDT的说法不正确的是（）
A.DDT也能杀死有益的生物
B.DDT极易溶于水
C.DDT是烃的衍生物
D.DDT不易被生物分解
解析：DDT是烃的衍生物，属脂溶性化合物，难溶于水，对害虫、益虫均有毒杀作用，且不易分解。

答案：B
类题演练2
某农民的土地里因缺钾而影响到农作物的淀粉的生成，他应给农作物施…（）
A.氯化钾
B.尿素
C.过磷酸钙
D.硝酸铵
解析：农业生产中常作为肥料施用的有农家肥和化肥两大类，化学肥料一般有氮肥（氨水、尿素、碳铵、硝铵、硫铵等）、磷肥〔磷矿粉主要成分磷酸钙（难溶于水，只有被土壤中的多种酸溶解后，才能被植物吸收）、钙镁磷肥、过磷酸钙、重过磷酸钙等〕、钾肥（硫酸钾、氯化钾等）。

钾元素能促进植物淀粉的生成，所以应施用氯化钾。

答案：A
变式提升3
硫酸铵是农村常用的一种铵态氮肥。

试回答下列问题：
（1）某硫酸铵肥料，实验测得氮的质量分数为20%，这种样品中可能混有____________。

A.碳酸氢铵
B.硝酸铵
C.氯化铵
D.磷酸氢二铵
（2）下列物质不能跟硫酸铵肥料混合施用的是____________。

A.碳酸氢铵
B.草木灰
C.过磷酸钙
D.氯化钾
（3）田间一次施用化肥过多会使植物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是____________。

A.根细胞从土壤中吸收的养分过多
B.根细胞不能从土壤中吸水
C.根系不能将水向上运输
D.根系加速了呼吸作用，释放的能量过多
（4）含15N的氨基酸被吸收进入动物细胞内，又经脱氨基作用被分解为含15N的物质，进而转变成____________随尿排出体外。

解析：该题是化学和生物知识交叉的综合题。

（1）硫酸铵含氮量为×100%=21.2%>20%，则必定含有含氮量比20%小的一种化肥，经计算只有NH4HCO3含氮量低于20%。

（2）硫酸铵为铵态氮肥，这种肥料不能跟碱性物质混合施用，因易产生挥发性物质氨气，降低肥效，而草木灰的主要成分为K2CO3，水解显碱性。

（3）当施用化肥过多时，根细胞不能从土壤中吸水而使植物发黄。

（4）含15N标记的肥料经交换吸附，在植物细胞内转化为蛋白质，而蛋白质在动物体内最终转化为尿素排出体外。

答案：（1）A （2）B （3）B （4）尿素
类题演练3
下列各组物质中都难以被微生物分解的有机污染物是（）
A.人畜粪尿，农药
B.脂肪，纤维素
C.人畜粪尿，蛋白质
D.塑料，农药
解析：在生物净化过程中，绿色植物和微生物起着重要的作用。

生物净化是指生物体通过吸收、
分解和转化作用，使生态环境中污染物的浓度和毒性降低或消失的过程。

自然界中有些有机污染物比较容易被分解，如人畜粪尿等；有些有机物比较难分解，如纤维素、农药等；有些则基本不能被微生物分解，如塑料、尼龙。

答案：D
变式提升4
随着生活水平的提高，人们越来越重视“绿色食品”，绿色食品是指（）
A.添加了绿色色素的食品
B.含有叶绿素的食品
C.原料生产过程中没有使用化肥、农药的食品
D.原料生产及加工过程中没有受到污染的食品
解析：绿色食品是指在生产、加工各个环节都没有受到污染的食品。

它以环保、安全、健康为目标，在农作物生长过程中严格控制，不使用对人体有害的农药、化肥、生长调节剂等。

答案：D
变式提升5
中国环境标志图形由青山、绿水、太阳及十个环组成。

环境标志的中心结构表示人类赖以生存的环境；外围的十个环紧密结合，环环紧扣，表示公众参与，共同保护环境；同时十个环的“环”字与环境的“环”同字，其寓意为“全民联合起来，共同保护人类赖以生存的环境。

”
工、农业及城市生活污水中含磷，对于处理污水时要不要除去磷，下列说法正确的是（）
A.磷是生物的营养元素，不必除去
B.含磷的污水是很好的肥料，不必除去
C.含磷污水排到自然水中，引起藻类增殖，使水变质，必须除去
D.磷对人无毒，除去与否无关紧要
解析：含磷污水必须经处理后才能排放，否则会引起水体富营养化。

答案：C。