高中化学化肥和农药

70年代后以研究从天然除虫菊科植物中提取的除虫菊酯杀虫剂为 契机，开始了天然源农药的研究，人们不但实现了它的合成，又以 它为先导结构进行了仿生合成，已知制出的多种拟除虫菊酯类农药 的杀虫效果甚至大于过去的某些农药数倍到数十倍，而且是低毒、 用量少、低残留农药。 此外，科学家们不但研制出昆虫绝育剂、 驱避剂等药物，而且还从昆虫体内分离出多种包括性、食物及产卵 的引诱剂。极少量这类药物，在诱捕阱的配合下，一次可捕杀大量 害虫。 近年来出现一些作用机理特殊的农药如：1996年投入市场 的“新奇农药商品”是第一个植物活化剂或称植物引发剂，它本身 并无抑菌和其它生物活性，施用后却能使植物体内获得内吸性抗性 (简称SAR)，以抵御真菌性病毒侵入。又如昆虫甲壳素抑制剂氟 铃脲能通过抑制形成昆虫壳体的甲壳素的生成来杀死害虫，但它却 是对环境高度安全的，为此它和另外两种农药即：除草剂二氟吡隆 和昆虫生长调节剂双苯酰肼共同获美国总统绿色化学奖。
化制HNO3的关系为：
答案：硝酸车间日生产能力为52.76 t才合理．
查阅有关资料，了解我国化肥生产是否满足农业生产 的需要；氮磷钾生产结构是否合理?针对目前的状况提
出你的建议。
玻璃微肥
农作物生长除了需要氮、磷、钾等大量元素外．还
需要铁、锰，锌、铜、硼、稀土元素等微量元素；含有 这些微量元素的酶和维生素是作物体内营养物质形成和
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。若从原料被充分利用的角度
考虑，选用 作原料好。
A.CO B.石脑油(C5H12,C6H14) C.CH4 D.焦炭 作出这种选择的理由：
。解析： 根据反应：N2+3H2
解析：解此题必须注意以下三点： 第一，合成氨厂日生产能力为30吨，现以NH3为原料生成NH4NO3 ．NH3的用途有两方面：一方面，用NH3氧化制HNO3．另一方面用 NH3与制得的HNO3作用制NH4NO3．关键是计划好生产多少吨HNO3 ，才能使NH3原料最大限度地被利用．HNO3生产少了，则NH3不能 全部被HNO3吸收，NH3浪费了．HNO3生产多了，HNO3又浪费了． 所以设HNO3日生产能力为x吨，x吨HNO3需用多少吨NH3氧化制得 ，又可以吸收多少吨NH3生成NH4NO3，通过生产HNO3的数量把氨 的两方面用途联系起来．
察尔汗盐湖，是一个以钾盐为主，伴生有 镁、钠、锂、硼、碘等多种矿产的大型内陆综 合性盐湖。它有着极为丰富的钾镁盐资源，其 储量达500亿吨，是我国钾镁盐的主要产地。
下列是几种补充土壤氮肥的方案．请你 试着分析和评价
方案1、利用硝酸钠矿藏 1809年在南美洲的智利发现了—个很大的硝酸钠矿( 称为智刮硝石)、1880年以后．硝石工业发展迅速．每 年由于硝石出口所获得的税收成为智利政府的主要财政 来源 直至120世纪初。由硝石提供世界上50%氮肥。
天然物质防治虫害（如燃烧艾嵩、烟草等）→化学方法 防治虫害（含砷、硫的无机物→含氟、氯的有机物→含磷 有机物）。
第一代农药：天然产物和无机物；第二代农药：有机氯 类、有机磷类、氨基甲酸酯类；第三代农药：拟除虫菊酯 、特异性农药。周期表右上角，非金属区。
拟除虫菊酯： 指一类结构 或生物活性 类似天然除 虫菊酯的仿 生农药，是 在仿造天然 除虫菊花有 效成分及其 化学结构的 基础上发展 起来的高效、 安全新型杀 虫剂。
2NH3和CO2+2NH3
CO(NH2)2+H2O，
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+6C O2 (3.2:1)故石脑油的利用率最高，答案为B。
第一课时
使用化肥是保障农业增产的重要措施，它 为解决迅速增长的人口吃饭问题建立了不可 磨灭的功绩。农药可杀灭与我们争夺粮食的 害虫，消灭与农作物争夺营养的杂草以及莠 蚀种子和作物的霉菌。挽回作物的损失，在 农业生产和粮食贮存中得到广泛的应用，此 外在林业畜牧业和控制人类健康的传染病方 面，农药也同样做出了贡献。
亦称植物生长调节物质。指那些从外部施加给植物，只要 很微量就能调节、改变植物生长发育的化学试剂。除了植 物激素从外部施加给植物作为生长调节剂外，更多的植物 生长调节剂，是植物体内并不存在的人工合成有机物，主 要有：一是植物激素类似物，例如与生长素有类似生理效 能的吲哚丁酸、萘乙酸、2，4-D等，与细胞分裂素有类似 生理效能的激动素和6-苄基氨基嘌呤等。二是生长延缓剂， 有延缓生长作用，降低茎的伸长而不完全停止茎端分生组 织的细胞分裂和侧芽的生长，其作用能被赤霉素恢复，例 如矮壮索（CCC）、丁酰肼（B9）、调节安等。
在农田滋生的杂草，会与作物和栽培植 物争光照和CO2，争土壤水分、养料和肥 料，争夺生存空间，降低土壤温度，影响 作物生长。
传统方法缺点：费时、费事； 化学除草剂优点：杀死杂草而不伤害作 物，节省大量劳力，有利于农业机械化发 展和耕作栽培技术的更新。
以除草剂2、4-D极其结构变化为例，观察化学家是 怎样分析和改变其结构而影响其药效的？
●苯环及其取代基的变化：氯原子的取代数目和位置以及甲 基的引入对活性有重要影响．也可用其他杂环或稠环代替苯 环。 ●侧链的变化：脂肪酸的碳链长度对活性也有重要影响。 ●羧酸基团的变化：将羧酸变成盐。酯、酰胺等羧酸衍生物 可以调节除草剂的选择性。例如。这类除草剂对阔叶杂草共 有高度的活性。但对禾本科杂草却无活性。因此，—般用来 防治谷类作物以及牧场、草地中的双子叶杂草。
• 波尔多液是最早的保护性杀菌剂之一，是 一种广谱无机杀菌剂，是由硫酸铜和石灰 乳混合而成的一种天蓝色胶状悬浮液。杀 菌的主要成分是碱性硫栈铜，粘着力强， 药液喷在植物表面可形成一层薄膜，不易 被雨水冲刷，残效期长。而内吸性杀菌剂 能渗入植物组织或被植物吸收并在植物体 内传导。多数为单向向顶传导，而少数药 剂可以双向传导。这类内吸性杀菌剂保护 植物免受病菌侵害，并抑制已经侵入植物 组织的病菌生长，或者使植物免受病害
提示：氯化钠溶解度随温度变化不大；氯化钾 溶解度随温度变化较大
察尔汗盐湖位于柴达木盆地中南部。海拔 2670 米 ， 南 距 格 尔 木 约 60 公 里 ， 北 距 大 柴 旦 110多公里。南北宽40多公里，东西长140多公 里，总面积为5800多平方公里。它是柴达木四 大盐湖中面积最大、储量最丰的一个，也是我 国最大的天然盐湖，在世界排名第二。
交流：自己得到的有关农药与农作物的关 系，农药的发展变化情况。
世界上因病害、虫害和草害所造成的粮食减产约 占产量的30%-40%，化学防治在综合防治中占有重要 的地位，为寻找高效、低毒、低残留的农药，克服 害虫的抗药性，需要不断的研究发现新物质来解决 这些问题。
1、杀虫剂与虫害的防治 阅读与思考：第1、2自然段总结防治虫害的 方法有哪些？人们为寻找高效、低毒、低残留 的农药经历了哪些过程？与农药有关的元素在 周期表的什么位置？
钾肥：草木灰、氯酸钾、硫酸钾、硝酸钾等←产自 固态钾盐矿、液态钾盐卤、工农业含钾的副产品和肥 料。
1、钾石盐矿是生产钾盐的主要资源。 其主要成分为氯化钠和氯化钾．工业上通 常采用溶解结晶法方法得到氯化钾。想一 想．这是利用了什么原理?
2．察尔汗盐湖的百万吨钾肥工程成为 我国西部开发的标志性工程，请你查阅有 关资料，分析当地的自然条件给钾盐生产 带求了哪些有利和不利因素？
新陈代谢不可缺少的物质，玻璃微肥的生产原理是将作
物所需的微量元素素固定在玻璃细粉颗粒中，由于玻璃
微溶于水。微量元素就可以从玻璃中缓慢释放出来、实
际生产中选用废破璃、粉煤灰、炼钢炉渣和矿石等力原
料生产玻璃微肥，玻璃微肥具有不易被雨水冲洗、肥效
时间长、不污染环境等特点．在充分利用固体废弃物方
面更具有化势。
方案2、 电弧法高温固定氮 人们效仿自然界雷电作用。使氮氧化后被雨水带到 地表的过程，采用人工电弧所产的高温．将空气加热到 3000℃以上。这时空气中的氮就有少量与氧化合生成氮 的氧化物，然后迅连用水或石灰乳吸收制造硝酸或硝酸 钙，利用这种方法可得到质量分数约为30%的硝酸或硝 酸钙；每度(kW·h)电可产生70克硝酸。
第二，氨氧化制硝酸中，其关系式如下：
4NH3＋5O2=催=化=剂=4NO＋6H2O
2NO＋O2＝2NO2
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
此反应中NO是被循环利用的，即NO又被氧化成NO2，再与水作用生
成HNO3，因此NO2与水反应的化学方程式应为：
4NO2＋2H2O＋O2＝4HNO3，所以氨氧化制硝酸的关系式如下：
2、病害和草害的防治
在自然界中，由真菌引起的植物病害占植物病 害总数的80％以上，1845年前后，一种由霉 菌导致的马铃薯晚疫病在欧洲大泛滥。这种病以 飞快的速度传播着，使欧洲 5／6的马铃薯被毁 坏。那时欧洲人以马铃薯为主要粮食，马铃薯晚 疫病致使北爱尔兰的800万居民处于饥荒之中， 100 万 人 被 饿 死 ， 或 因 身 体 虚 弱 生 病 而 死 。 1879年，葡萄霜霉病在法国的葡萄园中大流行， 这也是由霉菌引起的病害，它严重毁坏了法国各 地的葡萄园，使誉满世界的法国的葡萄酒酿造业 一度陷于停顿。
NH3-NO-NO2-HNO3(NH3全部转化成HNO3)
第三，在实际生产过程中，氨不可能100％被氧化生
成HNO3，也不可能100％被HNO3吸收生成硝酸铵，题给条 件是NH3转化为硝酸的转化率为92％，氨被硝酸吸收的吸 收率为98％，在数量关系上，我们必须掌握住一条原则，
代入化学方程式的量必须是纯量．设日产HNO3的质量为x ，NH3用于生产HNO3的质量为y．由各步反应方程式得氨氧
• 方案3、炼焦副产氮肥
• 19世纪初．炼焦工业已经兴起，煤中含 有1%--3%的含氮化合物．在炼焦或其他煤 的气化过程中约有20%的合氮化合物转变 成氨，并与水分一起冷凝成氨水、人们就 用硫酸中和稀氨水制造硫酸铵。这种工艺 逐渐取代硝石在氮肥中的地位．至今硫酸 铵仍然是炼焦厂的一项重要副产品。
尿素是一种铵态氮肥，工业上生产尿素的化学反应是：
全国单套最大的尿素生产装置
1、氨的催化氧化
2、一氧化氮的氧化：2NO+O2 = 2NO2 3、二氧化氮的吸收：3NO2+H2O = 2HNO3+NO 4、HNO3+NH3=NH4NO3
某合成氨厂的日产氨能力为30吨，现以氨为原料生
产硝酸，若硝酸车间的原料转化率为92%，氨被吸收为 NH4NO3的转化率为98%，求硝酸车间日产硝酸多少吨 才合理？
一、化肥为农作物补充必要的营养元素：
<思考与交流>:化肥为农作物补充那几种元素？ 分别列出几种化肥，写出它们的化学式。
氮肥：尿素CO（NH 2）2、碳酸氢铵、硫酸铵、 硝酸铵等 磷肥：过磷酸钙（Ca（H2PO4）2·H2O、CaSO4）←原 料：Ca5（PO4）3F；
钙镁磷肥（Ca2（PO4）3 、Mg2（PO4）3）；钢wk.baidu.com 磷肥
2．农药在植物体内的残留 农药在土壤中受物理、化学和微生物的作用，按照其被分解的难 易程度可分为两类：易分解类（如2，4-D和有机磷制剂）和难分解 类（如2，4，5-T和有机氯、有机汞制剂等）。难分解的农药成为 植物残毒的可能性很大。
植物对农药的吸收率因土壤质地不同而异，其从砂质土壤吸收农 药的能力要比从其他粘质土壤中高得多。不同类型农药在吸收率上 差异较大，通常农药的溶解度越大，被作物吸收也就越容易。例如 ，作物对丙体666的吸收率要高于其他农药，因为丙体666的水溶性 大。不同种类的植物，对同一种农药中的有毒物质的吸收量也是不 同的。例如，对有机氯农药中艾氏剂和狄氏剂的吸收量：洋葱＜莴 笋＜黄瓜＜萝卜《 胡萝卜。农药在土壤中可以转化为其他有毒物质 ，如 DDT可转化为 DDD、DDE，它们都能成为植物残毒。一般说 来，块根类作物比茎叶类作物吸收量高；油料作物对脂溶性农药如 DDT、DDE等的吸收量比非油料性作物高；水生作物的吸收量比陆 生植物高。