第六章氮肥生产
氮肥的制作方法
氮肥的制作方法氮肥是农业生产中必不可少的一种肥料，它能够为作物提供充足的氮元素，促进植物的生长发育，提高产量和质量。
氮肥的制作方法有多种，下面我们就来详细介绍一下其中几种常见的制作方法。
一、尿素法制氮肥尿素法制氮肥是目前应用最广泛的一种制作方法，其原理是利用尿素和甲醛反应生成甲酰尿素，再通过加热脱水反应制得氮肥。
其具体步骤如下：1. 将尿素和甲醛按一定比例混合，加入反应釜中。
2. 在加热的条件下，尿素和甲醛发生缩合反应，生成甲酰尿素。
3. 经过脱水反应，甲酰尿素分解为氨和二甲醚，产生氮肥。
尿素法制氮肥的优点在于原料易得、成本低廉、生产效率高，而且产品质量稳定，适用于大规模生产。
二、硝酸盐法制氮肥硝酸盐法制氮肥是利用硝酸盐的氮元素制取氮肥，其过程包括硝化反应和蒸发结晶两个步骤。
1. 硝化反应：将氨气或尿素溶液与硝酸盐反应，生成硝酸铵或硝酸钾等硝酸盐。
2. 蒸发结晶：将硝酸盐溶液加热蒸发，待溶液浓度达到一定程度后，结晶分离出氮肥。
硝酸盐法制氮肥的优点在于产品含氮量高、营养丰富，能够迅速为作物提供充足的氮元素，但其生产成本较高，且易受环境污染影响。
三、氨法制氮肥氨法制氮肥是利用氨气和二氧化碳等原料制取氨基酸，再通过进一步反应得到氮肥。
其具体步骤如下：1. 合成氨基酸：将氨气和二氧化碳在高温高压下反应，生成氨基酸。
2. 氨基酸反应：将氨基酸与其他化合物反应，生成氮肥。
氨法制氮肥的优点在于产品纯度高、营养成分均衡，且产生的废气可回收利用，但其生产成本较高，且技术要求较高。
以上三种制氮肥的方法都有其优点和缺点，具体应用时需要根据生产需求和成本效益等因素进行选择。
同时，为了保护环境和提高氮肥利用效率，还需要探索新型制肥技术和绿色肥料。
化工工艺学氮肥
化工工艺学氮肥引言氮肥是一种重要的农业营养补给品，根据世界农业组织（FAO）的数据，近年来全球农业生产中消耗的氮肥越来越多。
氮肥的生产主要依赖于化工工艺技术。
本文将介绍化工工艺学中氮肥生产的过程，包括氮肥的制备原理、常见的制备方法以及一些与氮肥生产相关的问题。
氮肥的制备原理氮肥的制备原理基于固氮转化为无机氮肥的过程。
植物通常无法直接利用大气中的氮气，因为氮气的分子键十分稳定。
因此，氮肥生产的核心任务是将大气中的氮气转化为植物可利用的氮化合物。
氮肥的制备原理可以概括为以下几个步骤：1.固氮：将大气中的氮气转化为可溶解于水的氮化合物。
这一步骤通常需要高温、高压等条件来打破氮气的稳定性。
2.合成化合物：将固氮得到的氮化合物与其他元素或化合物结合，形成最终的氮肥产品。
常见的氮肥产品包括尿素、铵盐类肥料等。
氮肥的制备方法合成氨法合成氨法是制备氮肥的主要方法之一，其核心步骤是通过氨合成反应制备氨。
氨是制备大多数氮肥产品的重要原料，包括尿素和铵盐肥料。
合成氨法的具体过程如下：1.合成气制备：使用天然气、石油等烃类作为原料，通过蒸汽重整或部分氧化等工艺将其转化为合成气，合成气主要由氢气和一氧化碳组成。
2.催化剂转化：将合成气与催化剂接触，在高温和高压的条件下，催化剂将合成气中的氢气与氮气转化为氨。
3.氨回收：将反应后的气体通过冷凝和吸附等方法进行分离，回收氨。
4.配制氮肥：将回收的氨与其他元素或化合物进行混合，配制成不同种类的氮肥产品。
环境友好法由于传统的合成氨法存在对环境的污染和能源消耗较大的问题，近年来越来越多的关注转向了环境友好法。
环境友好法主要通过利用生物学和微生物学的方法来制备氮肥。
环境友好法的具体方法包括：1.亦腐亦利法：将农作废弃物、动物粪便等有机废料进行堆肥，通过微生物的作用将其分解为有机肥。
有机肥富含有机氮化合物，可作为氮肥使用。
2.土壤微生物转化法：利用土壤中的微生物来转化空气中的氮气。
这些微生物利用根系分泌的物质吸引大气中的氮气，然后将其转化为土壤中的氮化合物。
氮肥的生产和使用
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。
《氮肥的生产和使》课件
氮肥生产
将合成氨和二氧化碳通过高 温和高压合成反应合成尿素 或其他氮肥。
氨的制备方法
氨是氮肥的主要原料，可通过多种方法获得，包括半水氨法、电化学方法和固体高压氨法等。
半水氨法
电化学方法
固体高压氨法
通过氨水加热分解产生氢气和氨 。 通过电解水溶氨盐化合物获取氨。
通过高温高压下直接将氮分子与 氢分子进行反应。
氨的工业生产过程
氨是通过从天然气或高压合成气中获取氢气，再与氮气在高温和高压下反应合成而来。
氢气的制备
包括天然气蒸汽重整法和部 分氧化法等。
氮气的制备
通过常温和高温等多种方法 制备氮气。
氨的制备
将制得的氢气和氮气在催化 剂的作用下，适当条件下将 氢和氨按一定比例混合并进 行高温高压反应。
氨的储存方式
压缩合成法
将碳酸铵和气体混合，放入高压反应器中进行高压合成反应。
尿素的物理性质
尿素是一种无色、无臭的结晶体，易溶于水和酒精，而在醇类以外的其他溶液中就不溶解。
物理性质
• 外观及性状：白色结晶性粉末 • 相对分子质量：60.07 • 熔点：133℃（分解）
用途
• 作为化肥 • 作为工业原料 • 作为动物饲料和消毒剂
氮肥的检测方法
检测氮肥的成分及含量，是保证肥料品质和安全性的前提。
成分检测
可以使用化学分析或者质谱分析的方法进行氮肥成分的检测。
含量检测多采用气体体积来自、并用分光光度法、火焰法等方法检测氮肥的成分及含量。
校正标准
确保氮肥检测数据的准确性和可信性需要进行校正，以确保氮肥用于农业生产的安全性和高 效性。
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硝酸铵法
硝酸铵在催化剂的作用下转化为硝酸铵铵盐，再与其他营养元素反应合成固态氮肥。
氮肥的生产和使用yu课件分享
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•氮肥的生产和使用yu（课件分享）
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4、某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如右下图所示的装
置。
①在右下图的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷
泉的是
A Cu与稀盐酸
B NaHCO3与NaOH溶液
C CaCO3与稀硫酸 D√ NH4HCO3与稀盐酸
②在右下图锥形瓶外一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加 入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。 水槽中加入的物质可以是 A 浓硫酸 B 食盐 C 生石灰 D 硫酸铜 √这种方法产生喷泉的原理√是
•5
二、氨的性质 实验操作 ：
喷泉实验 实验现象 ：
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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 色。
红
实验结论 ：
氨气 极易溶于，水氨气的水溶液显
性。
碱
•氮肥的生产和使用yu（课件分享）
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问题1、喷泉形成的原因?
氨气极易溶于 水
瓶中氨气溶于胶头滴 管挤入的水中
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•氮肥的生产和使用yu（课件分享）
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（3）氨气与氧气的反应
催化剂 4NH3+5O2 == 4NO△+6H2O
（氨的催化氧化，工业制硝酸的基础）
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•氮肥的生产和使用yu（课件分享）
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议一议 • 氨水作为化肥缺点是什么？ • 用什么办法可以解决这个问题？
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•氮肥的生产和使用yu（课件分享）
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如何鉴别某种白色晶体是氨盐而非钠盐？
3、铵盐（NH4+）的检验
氮肥生产-完整版课件
情境四：播放视频，来自记者 的报道：某地农民大叔对新买 来的化肥碳酸氢铵的重量产生 了怀疑。
知识：铵盐的性质
情境五：农民大叔明白 了碳铵化肥会分解后，在 施肥时，不仅施用了碳酸 氢铵，还施用了自己烧制 草木灰(主要成分为K2CO3) ，一段段时间后，他到田 间发现，作物的长势并不 好。
知识：常见的氮肥，铵盐的性质
情境六：氮肥的使用 对粮食增收有至关重 要的作用，近年来， 氮肥的施用愈演愈烈 ，已经影响到农业生 产和生态环境，请看 视频《氮肥之痛》
氮肥之 痛
知识：氮肥的合理使用
ห้องสมุดไป่ตู้
氮肥的生产和使用
情境一：多年来，粮食生产丰收，化肥的作用 功不可没，而氮肥占消费总量的60%。
知识：氮的存在形态，氮的固定
合成氨工厂
情境二：在浙江比较有名的巨化集团合成氨厂的总 氨产量年产24.2万吨 。NH3能直接作为化肥吗？ 知识：合成氨的条件，氨的性质（与水的反应）
情境三：氨水是一种常见的氮肥。特别适宜于南方酸性 土壤。氨水的施用原则是“一不离土,二不离水”。你理 解它的意思吗？ 从运输、保存角度，我们通常把NH3转 为铵盐。
氮肥的生产和使用教案
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。
高一化学氮肥的生产和使用PPT优秀课件
实验1在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶 头滴管（预先吸入少量水）的胶塞。组装实验装置。打 开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，观察现象。
实验现象 ：
烧杯中的水沿着导管喷入烧 瓶，形成喷泉,圆底烧瓶内 酚酞溶液变成 红 色。 实验结论 ：
氨气极易溶于水，氨气 的水溶液显 碱 性。
实验3
实验现象 ： 烧杯中出现白烟。
实验结论 ：
2NH4Cl + Ca(OH)2 △ CaCl2 + 2NH3 +2H2O
三、氮肥4Cl（俗称氯铵）
NH4HCO（ 3 俗称碳铵） (NH4)2SO（ 4 俗称硫铵，
又称肥田粉） NH4NO（3 俗称硝铵）
硝态氮肥如：KNO3
有机态氮肥如：CO(NH2)2
实验结论 ：
浓氨水、浓盐酸具有挥 发性，NH3会与HCl反应 生成NH4Cl固体小颗粒。
NH3 + HCl = NH4Cl
三、铵盐
实验现象 ：
试管底部固体减少，在试管 上部有白色固体出现。
实验结论 ：
NH4Cl
△
NH ↑
3
+HCl ↑
NH3 + HCl = NH4Cl
实验现象 ：
湿润的红色石蕊试纸变蓝。
氮肥的生产和使用
一、氨气的工业制法 人工固氮
二、氨气的性质
1、氨的物理性质
（1） 无 色，有 刺激性 气味的气体。
（2）密度比空气 小
（3）易液化， 可用作 致冷 剂。
（4）极易溶于水。常温下，1体积水约能溶
解 700 体积的氨。氨水的密度比水 小 ，且 氨水浓度越大，其密度越 小 。
实验1在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃管和胶 头滴管（预先吸入少量水）的胶塞。组装实验装置。打 开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，观察现象。
高中氮肥的生产和使用学案教案
高中氮肥的生产和使用学案教案第一章：氮肥的基本概念1.1 了解氮肥的定义氮肥是一种含有较高氮元素的化学肥料，主要用于提供植物生长所需的氮源。
1.2 掌握氮肥的分类氮肥可以分为有机氮肥和无机氮肥两大类。
有机氮肥包括动物粪便、堆肥等，无机氮肥包括氨水、尿素、硝酸盐等。
1.3 了解氮肥的作用氮肥能促进植物茎叶生长茂盛，提高叶绿素含量，促进蛋白质合成，提高作物产量。
第二章：氮肥的生产方法2.1 了解氮肥的生产原理氮肥的生产主要是通过工业合成氨的方法，即将氮气和氢气在高温高压条件下反应氨。
2.2 掌握氮肥生产的主要设备氮肥生产的主要设备包括合成塔、压缩机、冷却塔等。
2.3 了解氮肥生产的过程氮肥生产的过程包括原料气的制备、合成氨的、氨的加工处理等步骤。
第三章：氮肥的使用方法3.1 掌握氮肥的施用方法氮肥的施用方法包括底肥、追肥、叶面喷肥等。
3.2 了解氮肥的施用量和施用时间氮肥的施用量和施用时间应根据作物需求和土壤肥力状况来确定。
3.3 掌握氮肥的施用技巧氮肥的施用应遵循适量、适时、合理搭配的原则，避免过量施用导致的土壤污染和环境问题。
第四章：氮肥的肥效和环境影响4.1 了解氮肥的肥效氮肥的肥效主要表现在促进植物生长、提高产量和改善品质等方面。
4.2 掌握氮肥的环境影响过量施用氮肥可能导致土壤盐渍化、水体富营养化等环境问题，对生态环境造成负面影响。
4.3 了解氮肥的合理使用和环境保护合理使用氮肥，遵循环保原则，采取科学施肥技术，减少对环境的影响。
第五章：氮肥的应用实例5.1 掌握氮肥在不同作物中的应用了解氮肥在粮食作物、经济作物、蔬菜作物等不同作物中的应用特点和效果。
5.2 了解氮肥在农业生产中的作用氮肥在农业生产中对于提高产量、改善品质、促进农作物的生长等方面具有重要作用。
5.3 掌握氮肥在现代农业技术中的应用了解氮肥在现代农业技术中的运用，如滴灌施肥、叶面喷肥等。
第六章：氮肥在作物生产中的应用6.1 了解氮肥在不同作物中的需求差异掌握不同作物对氮肥的需求量和使用方法，如粮食作物、经济作物、蔬菜作物等。
氮肥的生产和使用学案
氮肥的生产和使用学案氮肥是一种重要的农业生产资料，对农作物的生长发育具有重要作用。
然而，氮肥的生产和使用也带来了一些负面影响，如环境污染和土壤退化。
因此，在氮肥的生产和使用过程中，需要采取一系列措施来减少对环境的影响，提高氮肥的利用率。
一、氮肥的生产1.化学合成：目前，大部分氮肥是通过合成氨生产的。
合成氨的主要原料是天然气和空气中的氮气。
在高温高压等条件下，将天然气和空气中的氮气转化为氨气，再经过进一步的处理和提纯，最终得到合成氨。
合成氨可以作为氮肥的主要成分，也可以进一步与其他化学物质反应得到不同类型的氮肥产品。
2.生物固氮：生物固氮是利用一些特定的微生物（如豆科植物根瘤菌）将空气中的氮气转化为可吸收利用的氨或亚硝酸盐。
这种方式一般应用于豆科植物和其他一些具有固氮能力的植物的种植中。
通过与这些植物共生的微生物，将空气中的氮气转化为可供植物吸收利用的形态，减少了对化学合成氮肥的依赖，同时减少了对环境的污染。
二、氮肥的使用氮肥的使用应该根据不同作物和土壤的需求，合理施用，以提高氮肥的利用率，减少环境污染。
1.施肥时间和量：氮肥的施用时间和量应根据作物的生长期和土壤的氮素供应状况进行合理制定。
不同作物在不同生长阶段对氮素的需求不同，应在关键生长阶段进行施肥，并根据作物生长情况和土壤检测结果进行适量调整，避免浪费和过量施肥。
2.施肥技术：氮肥的施用技术也对氮肥的利用效率有一定影响。
例如，通过农田灌溉来施用氮肥可以减少氮肥的损失，增加施肥效果。
另外，合理的肥料配方、施用方式和施用时机等也可以提高氮肥的利用效率。
三、环境污染和氮肥的减排措施氮肥的过量施用容易导致环境污染，影响土壤质量和水体质量。
因此，采取一些措施来减少氮肥的损失和污染是非常重要的。
1.轮作和种植绿肥：通过轮作和种植绿肥可以增加土壤的有机质含量，改善土壤结构，提高土壤保水和保肥能力，减少氮肥的损失。
2.耕作管理：适当的耕作和保水保肥措施可以减少土壤侵蚀，降低氮肥流失。
氮肥的生产和使用教学设计
氮肥的生产和使用教学设计氮肥在农业生产中被广泛应用，可以促进作物生长、增加产量。
但是，过度的使用氮肥也会造成环境污染和土地退化。
因此，正确的氮肥生产和使用非常重要。
一、氮肥的生产过程1. 原料准备：氨气和二氧化碳。
氨气可以从空气中提取，也可以通过天然气、石油等化石燃料生产。
二氧化碳可以从矿井或工厂的烟囱中获取。
2. 反应器：将氨气和二氧化碳置于一个反应器中，通过化学反应形成尿素。
3. 洗涤过程：将尿素通过洗涤过程，去除其中的杂质和有害物质。
4. 干燥：最后，将洗涤后的尿素放在干燥设备中，使其含水量降低至0.5%以下，从而生产出纯净的氮肥。
二、氮肥的使用方法1. 根据作物的生长期和需求，确定适当的用量，避免过度施用氮肥。
2. 在施用前，将氮肥均匀地分配在土壤中，并轻轻深耕，以避免氮肥流失。
3. 将氮肥与有机肥一起施用，可以提高作物的吸收效率和产量。
有机肥可以改善土壤的质量，增加土壤的团粒结构和水分保存能力。
4. 在长势旺盛的时期，适时给予氮肥，避免在作物大量开花或结实的时期施用。
5. 在氮肥施用后，注意监测土壤的pH值、盐度和养分含量，及时做出调整。
三、教学设计1. 课程背景2. 教学目标a. 理解氮肥的生产过程和基本原理。
b. 熟悉氮肥的使用方法和注意事项。
c. 掌握制定适当的氮肥施用计划和调整方法。
3. 教学内容4. 教学策略a. 讲授氮肥的生产过程和基本原理，通过PPT和实际操作展示氮肥的生产流程。
b. 利用示范田和实验室等实地教学手段，进行氮肥的施用和调整实验。
c. 强化学生自主探究和思考的能力，鼓励进行实地调查和实践操作，帮助学生深入理解如何正确使用氮肥。
5. 教学评估通过实验和调查问卷等多种方式，对学生的理解能力和操作技术进行评估和总结，以确定教学效果，并针对性地进行调整和完善。
九年级下册化学氮肥知识点
九年级下册化学氮肥知识点化学氮肥是一种重要的农业肥料，对促进农作物的生长和提高产量起着关键作用。
在九年级化学课程中，学生需要掌握与氮肥相关的基本概念、生产过程、应用方法以及与之相关的环境问题。
以下是九年级下册化学氮肥知识点的详细介绍：一、氮肥的概念氮肥是一种为农作物提供氮元素的肥料。
氮是构成植物生命必需的元素之一，对于植物的生长发育、蛋白质合成等过程至关重要。
氮肥通常包含了可被植物吸收和利用的氮化合物，如尿素、铵态氮、硝态氮等。
二、氮肥的生产过程1. 合成氨：合成氨是氮肥的基础原料。
它是通过哈伯-玻兹曼过程将氮气（来自空气）和氢气（来自天然气或煤炭）在高温高压条件下反应生成的。
合成氨是氮肥工业中最重要的产物之一。
2. 氮肥的制备：在制备氮肥的过程中，合成氨与其他物质反应，生成不同类型的氮肥产品。
例如，尿素是通过合成氨与二氧化碳反应得到的；铵态氮肥是通过合成氨与酸性物质（如硫酸）反应得到的；硝态氮肥则是通过将合成氨氧化成硝酸盐而得到的。
三、常见的氮肥产品1. 尿素：尿素是一种含有46%氮的有机氮肥，是世界上使用最广泛的氮肥之一。
它可溶于水，便于植物吸收利用，适用于各种农作物的施肥。
2. 铵态氮肥：铵态氮肥主要包括铵硫酸、铵硝酸等，它们能够提供植物所需的铵态氮。
铵态氮肥在土壤中相对稳定，不易挥发和流失。
3. 硝态氮肥：硝态氮肥主要包括硝酸铵和硝酸盐等，它们能够提供植物所需的硝态氮。
硝态氮肥易溶于水，在土壤中吸附力较小，容易流失，因此施用时需要注意控制用量。
四、氮肥的施用方法1. 基础追肥：氮肥的基础追肥是在作物播种或移栽前施用，以提供作物生长初期所需的氮元素。
一般选择相对稳定的氮肥产品，如铵态氮肥。
2. 播种追肥：播种追肥是在作物播种或移栽后的一段时间内进行的追肥，以满足作物生长发育的氮需求。
可选择合适的氮肥产品，如尿素或铵态氮肥。
3. 分蘖追肥：对一些需要分蘖生长的作物（如玉米）来说，适时的分蘖追肥能够促进作物分蘖和茎叶生长。
第6章植物氮素营养与氮肥
第六章植物氮素营养与氮肥第一节植物的氮素营养一、植物体内氮的含量与分布一般植物含氮量约占植物干重的0.3%-5.0%，其含量的多少与植物种类、器官、发育时期有关。
豆科植物含氮量比禾本科植物要高，种子和叶片含氮量比茎秆和根部要多。
如大豆籽粒含氮4.5%-5.0%，茎秆含氮1%-1.4%；小麦籽粒含氮2.0%-2.5%，而茎秆含氮0.5%左右；玉米叶片含氮2.0%，籽粒含氮1.5%，茎秆含氮0.7%；苞叶仅有0.4%；水稻籽粒含氮1.31%，茎秆含氮0.5%左右。
同一植物的不同生育时期，含氮量也不相同。
一般植物从苗期开始不断吸收氮素，全株含氮量迅速上升，氮的吸收高峰期是在营养生长旺盛期和开花期，以后迅速下降，直到收获。
在各生育期中，氮的含量不断发生变化。
例如水稻分蘖期含氮量明显高于苗期，通常在分蘖盛期含氮量达到高峰，其后随生育期推移而逐渐下降。
在营养生长阶段，氮素大部分集中在茎叶等幼嫩的器官中；当转入生殖生长时期以后，茎叶中的氮素就逐步向籽粒、果实、块根、块茎等贮藏器官中转移；成熟时，大约有70%的氮素已转入种子、果实、块根或块茎等贮藏器官中。
应该指出：植物体内的氮素含量与分布，明显受施氮水平和施氮时期的影响。
随施氮量的增加，植物各器官中的含氮量均有明显提高。
通常是营养器官的含量变化大，生殖器官则变动较小；在植物生长后期施氮，生殖器官中的含氮量明显提高。
二、氮的生理功能氮素在植物营养中起着十分重要的作用。
它是构成生命物质即蛋白质和核酸的主要成分，又是叶绿素、维生素、生物碱、植物激素等的组成部分，参与植物体内许多重要的物质代谢过程，对植物的生长发育和产量品质影响甚大。
（一）氮是植物氨基酸和蛋白质的主要成分植物吸收的无机态氮在体内首先同化为谷氨酸，然后转化为各种氨基酸，进而合成蛋白质。
组成蛋白质的氨基酸有20种，它们大多数是α-氨基酸，即氨基结合在与羧基(-COOH)相邻的α-碳原子上，各个氨基酸有不同的侧链R，用通式表示如下：H∣R—C—COOH∣NH2根据侧链的化学结构，可将氨基酸划分为中性氨基酸(一氨基一羧酸)、酸性氨基酸(一氨基二羧酸)和碱性氨基酸(二氨基一羧酸)。
化学《氮肥的生产和使用》教案
化学《氮肥的生产和使用》教案【教学目标】1、了解氮肥的生产和使用的基本原理和方法。
2、了解氮肥的作用、种类以及使用的多种场合。
3、掌握氮肥在实际应用中的配施方式以及适当使用氮肥的重要性。
【教学重难点】1、氮肥的生产和使用的基本原理和方法。
2、氮肥的作用、种类以及使用的多种场合。
3、氮肥在实际应用中的配施方式以及适当使用氮肥的重要性。
【教学方法】讲授法、讨论法、情景反演法。
【教学过程】一、课前预习要求学生先检查一下自己是否掌握了以下知识点：1、氮肥是什么，包括哪些种类？2、氮肥的作用及其在农业生产中的应用。
3、氮肥的生产工艺和工作流程。
二、引入新课老师先拿出一袋氮肥，征询学生对它的了解，引出氮肥的生产和使用问题，然后让学生对氮肥的性质及作用进行讨论。
三、知识讲解1、氮肥是什么，包括哪些种类？①氮肥的定义：加入土壤改善作物生长的有机或无机化合物的一种，主要为补充土壤中的氮元素。
②氮肥的种类：有机氮肥、无机氮肥。
2、氮肥的作用及其在农业生产中的应用。
(1) 氮肥的作用：①调节植物的体内物质代谢和光合作用。
②促进植物生长、增加产量。
(2) 应用场合：①农田土壤改善肥力，提高农作物的产量和品质。
②养殖业中可作为饲料添加物，改善饲料品质，提高饲料营养成分。
3、氮肥的生产工艺和工作流程。
(1) 生产过程①资料准备：首先需要准备原料，确保原料的质量和纯度。
②反应步骤：尼司反应。
③深度加工：通常通过过滤和干燥等过程得到产品。
(2) 工作流程①原料准备②反应步骤③深度加工④监控生产过程⑤质量检测四、案例研究教师可以根据生产情景或农业生产场景，编写一些具体的案例模拟，让学生通过模拟情景来探究氮肥在实际应用中的作用和适用性。
五、总结与评价对今天所学的氮肥生产和使用方法进行总结，并分析在实际应用中如何进行适量使用来保证作物的生长和营养需要，同时对学生进行课堂测评，查看学生对本节课程的理解和掌握情况。
【教学反思】氮肥是现代农业生产中不可缺少的一种肥料，在提高农作物产量和品质方面起着不可替代的作用。
氮肥的生产和使用
氨水具有挥发性， 与挥发性酸发生反 应
NH3的性质之三 ——氨气跟跟氧气反应（催化氧化）
催化剂
4NH3+5O2 ==△== 4NO+6H2O
NH3的性质之四 ——氨气与其它非金属反应 2NH3+3Cl2 == N2+6HCl （氨不足） 8NH3+3Cl2 = N2+6NH4Cl （氨充足）
铵盐（NH4+）的性质 实验一:各取少量铵盐固体，加水
氮肥的种类：
氨态化肥
NH4Cl NH4HCO3 (NH4)2SO4
硝态化肥：硝酸盐
尿素 （CO(NH2)2 氨水 NH3·H2O
氨的工业制法
催化剂 N2 + 3H2 高温、高压 2NH3 氨的实验室制法 实验原理：
2NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+2NH3↑+2H2O 实验装置：
于氧气相同——固体和固体加热制气体
课堂练习
2、利用右图装置下列组合能形成明 显喷泉并充满烧瓶的是
A干燥气体
B 液体
A Nห้องสมุดไป่ตู้2
水
B CO2 4 mol/L NaOH aq
C Cl2
饱和食盐水
D NH3
1mol/L HCl aq
A B液体
课堂练习
3、质量百分含量为25%的氨水用等体积的水
稀释后,所得溶液的溶质质量分数( C )
A、等于12.5%
无机：生产硝酸、铵盐和纯碱等 有机：合成纤维、塑料、染料和尿素等 生产硝酸原理：
NH3 NO NO2 HNO3+NO 侯德榜制碱法：
NaCl+NH3+CO2+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓ 2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑
第六章氮肥生产
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反应器
***烃类蒸气转化
CH4+H2O
3H2+CO — 206.4 kJ/mol
该反应在600~800℃以下即可获得约90%的转化率，只 是再要求把转化率提高到99%以上时，才需要将温度提高到 1230 ℃，因此比较经济的方法是将造气过程分两个阶段进行。 第一阶段的温度约在800 ℃以下，采用外热法使原料气和催 化剂在耐热合金管内发生造气反应。第二阶段为内热法，此 法的造气反应和供热反应都在反应炉内进行。
是增加水蒸气的用量，生产上要求n（CH4）与n（水蒸气）的 摩尔比需达到1：3.5。
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中毒反应
***烃类蒸气转化
轻质烃原料气含少量硫（CS2，COS等），它们对镍催 化剂有毒。轻质烃含硫甚少，可向原料气加少量氢与有机
硫发生反应，生成H2S，H2S再与氧化锌反应而除去。此法 可使气体中的含硫量降低到0.5mg/m3以下。
1911年米塔希研究成功以铁 为活性组分的合成催化剂，铁 基催化剂活性好、比锇催化剂 价廉、易得。
培训中心
原料气
氨气
氮气 氢气
合*合成成氨氨工工业业概概述述
空气 烃或水
氮气通过廉价的空气制得。 氢气的来源有：烃类转化、固体燃 料气化和重油氧化。其中以天然气 为原料的气态烃类转化过程经济效
益最高。
原则流程
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反应器
***烃类蒸气转化
从二段转化炉出来的气体，其组成为CH4 0.5%、CO2 7.6%、CO 12.6%、H2 57%、N2 22.3%，气体的温度 约为1000 ℃，经废热锅炉利用显热，温度降至370 ℃后送 变换系统。
转化法所获得粗原料气与半水煤气相比，含氢量高， 含一氧化碳量低，杂质气体也较少，所以后继过程负担较低。
氮肥的生产和使用
使用方法：根据作物种类和生长阶段选择合适的氮肥品种和用量，采用正确的施肥方法和频 率。 单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。单击此处输入 你的智能图形项正文
注意事项：避免过量施用导致作物烧苗、土壤板结等问题，注意施肥均匀和深度，避免养分 流失和浪费。 单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。单击此处输入 你的智能图形项正文
智能化和数字化技术的应用：利用先进技术提高氮肥生产和使用效率，实现可持续发 展
减少氮肥生产过程中的污染排放 输入你的智能图形项正文，请尽量言简意赅的阐述观点。
提高氮肥产品的环保性能 输入你的智能图形项正文，请尽量言简意赅的阐述观点。
推广环保型氮肥产品 未来氮肥的可持续发展方向 未来氮肥的可持续发展方向
施用时间：根据作物生长需求和土壤肥力状况选择最佳施用时间，如春季、夏季或秋季等。 单击此处输入你的智能图形项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点。单击此处输入 你的智能图形项正文
施用方法：采用土壤施肥、叶面施肥或灌溉施肥等方法，根据作物种类和土壤条件选择合适 的施用方法。 氮肥的使用方法和注意事项
01
从而促进植物的生长和发育。
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述您的观点。根据需要可酌情增减文字
提高作物产量：施用适量的氮肥可以提高作物的产量，因为氮肥能够促进植物的生长和发育，
02
增加作物的生物量。
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述您的观点。根据需要可酌情增减文字
改善作物品质：适量的氮肥施用可以改善作物的品质，提高作物的蛋白质含量和营养价值。
氮肥与其他肥料配合使用：根据作物的营养 需求，合理搭配其他肥料，提高施肥效果。
氮肥的生产和使用教案、PPT、教学过程(教学过程部分)
PPT 1农作物每年需要从大自然中吸收大量的含氮化合物，作为氮肥以满足植物生长的需求，进一步用来解决人类对粮食作物的需求问题，可见氮肥对农作物的生长起着重要的作用，今天我们就一起来学习氮肥的生产和使用。
PPT 2请同学们回忆之前学过的知识思考，在大自然界中，如何把大自然中的氮气转化为适合植物吸收的含氮化合物？——自然固氮、生物固氮（植物根瘤菌）依靠大自然的力量所固定的氮，能否满足人类对粮食的需求？人类如何来解决这个问题？——人工固氮，即工业固氮，以满足农作物生长需要的大量氮肥是人类发展史上一个伟大的贡献，它解决了人类因粮食不足而导致的饥饿问题PPT 3请大家思考下，从经济角度出发，工业固氮会以什么为原料？——大气中含量最多的氮气工业上以氮气为原料与氢气反应，在高温高压催化剂的作用下，生成氨气，要注意这个反应是一个可逆的反应合成氨实现了人类工业固氮的目的，得到了氨气，接下来我们一起来学习氨气的性质PPT 4（取出一瓶制备好的氨气）通过各种感官的感觉，氨气有哪些物理性质呢？——颜色、气味（列出氨气的其他性质）通过对氨气这些物理性质的了解，问问大家，氨气适合做氮肥吗？为什么？——不适合，密度比空气小，不易进入土壤，并且刺激性的气味给生产生活带来不便既然气态的氨气不适合做氮肥，那么一起来看看氨气最后一个性质，易溶于水，到底多容易？我们一起来做一个实验PPT 5（进行演示实验）实验要求……看完实验，大家一起来描述下实验的现象产生这些现象的原因是什么呢？——一体积水大约可以溶解700体积的氨气，大量氨气溶于水中，是烧瓶内气压急剧降低，打开止水夹外界大气压将烧杯中的水压入烧瓶中，至于酚酞溶液变红，说明溶液呈碱性为什么溶液会呈碱性呢（进入PPT 6）PPT 6原来氨气溶于水中与水发生了一些反应，这就是氨气的第一个化学性质【板书，氨气与水反应】，大部分NH3 与水结合成NH3·H2O，NH3·H2O 呈弱碱性，NH3·H2O 可以小部分电离成NH4+和OH-。
化工工艺学_第六章氮肥的生产
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3. 尿素合成副反应
在尿素生产过程中，主要有两类副反应：尿素缩合反应和水解 反应。 （1）尿素缩合成缩二脲反应
2CO(NH2)2 = NH2CONHCONH2 + NH3
用结晶法加工尿液时，可利用缩二脲在尿素溶液中具有一定溶 解度来控制适宜的结晶温度和尿液浓度，尽可能使缩二脲保留 在溶液中，获得含缩二脲很低的结晶尿素。含缩二脲的母液送 合成塔使其中缩二脲部分分解，缩二脲不致在体系中积累。
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3.水碳比W （1）水的来源：反应生成水，循环水； （2）水碳比W增大，降低转化率； w X% 0.3 69.0 0.5 68.6 0.7 67.4 0.9 65.8 1.1 64.0
（3） W对转化率的影响与L有关 L≦5.65 ,不利影响较小； L≧5.65 ，危害较大。 （4） W增大可增大反应速度，但利小弊多。
生产强度的选择应考虑合成塔的最佳操作条件（转化率）和循环 系统的生产能力。
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6.惰性气体含量 来源： CO2原料含少量的氮气和氢气；为防止设备腐蚀加入的 空气或氧气。
作用：维持气相，减缓设备腐蚀。
危害：转化率下降，有可能引起爆炸。 控制： CO2纯度大于98.5%。
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四.尿素合成的工艺流程
（一）水溶液法
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流程讨论：
1.未转化物循环： 需两段分解，三段吸收，流程较长且分解压力不高，分解气的冷凝
热除小部分被利用外，其余须用冷却水移走，能耗较高。 此外，循环甲铵液量大，甲铵泵易腐蚀，且发生结晶堵塞时，操作 维修麻烦。 2.水溶液全循环法的优点 动力消耗少(液态循环）； 不消耗贵重溶剂，投资省。 3.水溶液全循环法的缺点 能量利用率差（没有充分回收热量）； 一段甲铵泵腐蚀严重（90－95 ℃ ）； 流程过于复杂(2-3个循环段）。
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第六章 氮肥的生产
尿素生产工艺 硝酸铵的生产
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发现
*尿素概述
1773年，伊莱尔·罗埃尔（Hilaire Rouelle）发现尿素。1828年，德 国化学家弗里德里希·维勒首次使用无机物质氰酸氨与硫酸铵人工合 成了尿素。本来他打算合成氰酸铵，却得到了尿素。尿素的合成揭开 了人工合成有机物的序幕。从此，活力论的错误证明了，有机化学实 际上开辟了。
1911年米塔希研究成功以铁 为活性组分的合成催化剂，铁 基催化剂活性好、比锇催化剂 价廉、易得。
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原料气
氨气
氮气 氢气
合*合成成氨氨工工业业概概述述
空气 烃或水
氮气通过廉价的空气制得。 氢气的来源有：烃类转化、固体燃 料气化和重油氧化。其中以天然气 为原料的气态烃类转化过程经济效
益最高。
原则流程
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原料
***烃类蒸气转化
轻质烃原料主要是天然气、油田气、炼厂气、轻油 等，其中应用最多的是天然气，其主要成分是CH4。
特点
不用氧气，投资少，能耗低。
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反应
***烃类蒸气转化
轻质烃在а-Al2O3为载体的镍催化剂的作用下，与 水蒸气发生反应，生成氢与一氧化碳，以甲烷为例：
CH4 + H2O ３H2 + CＯ－206.4KJ
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发展史
***尿素的合成
19世纪末，在热力学、动 力学和催化剂等领域取得进展 后，对合成氨反应的研究有了 新的进展。1901年法国物理化 学家吕·查得利提出氨合成的条 件是高温、高压，并有适当催 化剂存在。
1909年，德国人哈伯以锇 为催化剂在17～20MPa和500～ 600℃温度下进行了合成氨研究， 得到6％的氨。
是增加水蒸气的用量，生产上要求n（CH4）与n（水蒸气）的 摩尔比需达到1：3.5。
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物理性质
**尿素的性质
无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固 体颗粒，无臭无味。密度1．335g/cm3。熔点132.7℃。溶于水、醇， 不溶于乙醚、氯仿。呈微碱性。因为在人尿中含有这种物质，所以取 名尿素。
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化学性质
**尿素的性质
分子式：CO(NH2)2，分子量 60.06，结构式 尿素在酸、碱、酶作用下（酸、碱需加热）能水解生成氨和二氧化碳。 对热不稳定，加热至150~160℃将脱氨成缩二脲。若迅速加热将脱氨而 三聚成六元环化 合物三聚氰酸。
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工艺条件
工艺条件包括原料、设备和工艺
操作等方面
设备：对制气过程影响较大的设备是风机和炉篦。
强风短吹有利于降低CO 的损失，争取更多的有效
制气时间。
炉篦沿截面均匀分布有炭层均匀下移，局部阻力 损
失小。
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工艺条件
工艺条件包括原料、设备和工艺操作等方面
操作条件：包括温度、吹风速度、蒸汽用量、循 环 时间及分配。
培训炭中的可燃物质转变为H2、CO和CO2，这一过程 叫做固体燃料气化，简称造气。气化所得的气体统称煤气，进 行气化的设备叫煤气发生炉。
采用间歇法造气时，空气和蒸汽交替通入煤气发生炉。通入 空气的过程称为吹风，制得的煤气叫空气煤气；通入水蒸气的过 程称为制气，制得的煤气叫水煤气；空气煤气与水煤气的混合物 称为半水煤气。
这是一个可逆吸热反应，温度越高，反应速 率
越快，转化率越高。为了获得99%以上的转 化
率，反应温度需达到1230°C以上。
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副反应
***烃类蒸气转化
CH4 2CO CO+H2
C+2H2 C+CO2 C+H2O
析碳反应
CH4+2H2O
CO2+4H2
析碳不仅降低了原料的利用率，而且析碳覆盖在催
化剂的表面上而降低其活性。抑制析碳反应的有效措施
活力论认为无机物与有机物有根本性差异，无机物所以无法变 成有机物，有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊的力量— —生命力的作用下产生，人工合成是不可能的。
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肥效
*尿素概述
尿素是一种简单的有机化合物，属酰胺态氮肥，含氮量46%，呈白 色或淡黄色，易溶于水；尿素属于中性肥料，施入土中，没有什 么物质残留下来，不会使土壤性状变坏；土壤对尿素分子的吸收 较弱，作物对尿素直接利用很少，只有经过微生物水解作用后， 使之转变成碳酸铵或碳酸氢铵，就可以被作物大量吸收。由于转 化需要时间，所以肥效比硫酸铵、碳酸氢铵较迟。
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过程 特点：气化设备简单、便于控制。能耗大， 约有一半原料被当作燃料烧掉；生产能力低；产 生三废(煤渣、废水、含硫废气等)较多。
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工艺条件
工艺条件包括原料、设备和工艺
操作等方面
原料：随原料的性能不同而又很多差异，主要表
现在粒度、灰熔点、机械强度、热稳定性以及反
应活性等。
灰熔点：煤灰熔融性是动力和气化用煤的重要指标。煤 灰是由各种矿物质组成的混合物，没有一个固定的熔点， 只有一个熔化温度的范围。煤灰熔融性又称灰熔点。煤 的矿物质成分不同，煤的灰熔点比其某一单个成分灰熔 点低。
b．上吹制气 蒸汽从 炉底吹入制水煤气， 水煤气通过废热锅炉 回收热量，除尘、洗 涤后送入气柜。
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d．二次上吹 下吹后，炉底充 满水煤气，此时吹入空气升高 炉温，可能引起爆炸。再从炉 底吹入蒸汽将炉底煤气排净， 为吹风作准备。二次上吹虽可 制气，但炉温低，气质差，二 次上吹时间尽可能短；
e．空气吹净 空气从炉底吹入， 将残存的水煤气吹出并送入气 柜，同时制得的吹风气(空气煤 气 ) 与 b,c,d 阶 段 制 得 的 水 煤 气 在气柜中混合为半水煤气。
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过程
**固体燃料气化
工业上采用间歇操作送风发热法，即交替进行吹风和制气。
a．空气吹风 空气从 造气炉底部吹入，送风 发热，提高炉温，吹风 后的气体去废热锅炉回 收热量后放空；
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c．下吹制气 上吹制气后， 炉底温度下降，炉顶温度尚 高，使蒸汽从炉顶吹入与碳 反应，生成半水煤气从炉底 导出，经除尘、洗涤, 送入 气柜。
培训中心
反应
**固体燃料气化
吹风
2C＋O2＋3.76N2 = 2CO＋3.76N2＋248.7 kJ·mol-1
制气
5C＋5H2O(g)= 5CO＋5H2－590.5 kJ·mol-1
总反应 7C＋O2＋3.76 N2＋5H2O(g)==7CO＋3.76 N2＋5H2－341.8 kJ·mol-1