氮肥的生成和使用

1、1800年未使用化肥每公顷耕地生产年未使用化肥每公顷耕地生产0.73吨粮食吨粮食如果不施化肥，中国只能养活如果不施化肥，中国只能养活2亿多人亿多人口，剩下口，剩下11亿人就没饭吃。亿人就没饭吃。 1978年开始使用化肥每公顷耕地生产年开始使用化肥每公顷耕地生产4.63吨粮食吨粮食第二单元第二单元 生产生活中的含氮化合物生产生活中的含氮化合物氮肥氮肥（1 1）铵态氮肥：）铵态氮肥：（2 2）其它氮肥：）其它氮肥：硝态氮肥如：硝态氮肥如：KNOKNO3 3有机态氮肥如：有机态氮肥如：COCO（NHNH2 2）2 2（俗称硝铵）34NONH（俗称氯铵）ClNH4（俗称碳铵）34HCONH又称肥田粉）

2、（俗称硫铵，424SO)NH(哈伯哈伯波施波施 分别获得分别获得1918年和年和1932年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖N2 + 3H2 2NH3高温、高压高温、高压 催化剂催化剂工业制工业制NH3方法（合成氨）方法（合成氨）那怎么把那怎么把NH3合成氮肥呢？我们首先来学习合成氮肥呢？我们首先来学习一下一下NH3的性质。的性质。1 1、氨的物理性质、氨的物理性质 观察与思考：观察氨气，想一想氨气有哪些物理观察与思考：观察氨气，想一想氨气有哪些物理性质？性质？ 氨气通常状况下是无色、具有刺激性气味的气体，氨气通常状况下是无色、具有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨气在加压下易液化，液氨汽化密度比空气

3、小，氨气在加压下易液化，液氨汽化时吸收大量的热，使周围环境急剧降低，工业上时吸收大量的热，使周围环境急剧降低，工业上可使用液氨作制冷剂可使用液氨作制冷剂。实验现象实验现象结论结论实验实验1形成喷泉，溶液形成喷泉，溶液变成变成红色红色氨气的溶解度极大，氨气的溶解度极大，氨溶于水溶液呈氨溶于水溶液呈碱碱性性。实验实验1 1：在干燥的烧瓶内充满氨气，塞上带有玻璃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。按图管和胶头滴管（预先吸入少量水）的胶塞。按图4-144-14所示组装实验装置。打开橡皮管上的止水夹，所示组装实验装置。打开橡皮管上的止水夹，挤压胶头滴管，观察现象。挤

4、压胶头滴管，观察现象。氨气极易溶于水：氨气极易溶于水：1 1：7007001 1、氨的物理性质、氨的物理性质 观察与思考：观察氨气，想一想氨气有哪些物理观察与思考：观察氨气，想一想氨气有哪些物理性质？性质？ 氨气通常状况下是无色、具有刺激性气味的气体，氨气通常状况下是无色、具有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨气在加压下易液化，液氨汽化密度比空气小，氨气在加压下易液化，液氨汽化时吸收大量的热，使周围环境急剧降低，工业上时吸收大量的热，使周围环境急剧降低，工业上可使用液氨作制冷剂可使用液氨作制冷剂。 氨气极易溶于水：氨气极易溶于水：1 1：7007002.2.氨的化学性质氨的化学性质思考：思考：

5、氨水中含有的微粒有哪些？氨水中含有的微粒有哪些？分子：分子：H2O 、 NH3 、 离子：离子： 氨水中溶质看成氨水中溶质看成NH3实验现象实验现象结论结论实验实验2有白烟生成有白烟生成氨易挥发，能与酸氨易挥发，能与酸反应。反应。实验实验2 2：在一只洁净的烧杯中放两个棉花球，分别在一只洁净的烧杯中放两个棉花球，分别在两个棉花上滴加几滴浓氨水和浓盐酸，用表面在两个棉花上滴加几滴浓氨水和浓盐酸，用表面皿盖住烧杯口，观察现象。皿盖住烧杯口，观察现象。我们可以用什么酸代替浓盐酸做该实验，我们可以用什么酸代替浓盐酸做该实验，也能看到类似的现象呢？也能看到类似的现象呢？(2) NH3与酸反应与酸反应NH

6、3 + HCl = NH4Cl2NH3 + H2SO4 = （NH4）2SO4(可用于可用于吸收氨气吸收氨气)NH3 + HNO3 = NH4NO3白烟，可白烟，可检验氨气检验氨气。2 2、NHNH3 3的化学性质的化学性质4NH4NH3 3 + 5O + 5O2 2 4NO + 6H 4NO + 6H2 2O O催化剂催化剂思考思考1 1：从氮元素价态上看，氨是否有还原性？从氮元素价态上看，氨是否有还原性？2 2、NHNH3 3的化学性质的化学性质 (3)(3)还原性还原性由于氨水中由于氨水中氨易挥发氨易挥发，因此常将，因此常将氨转化氨转化为各为各种固体的种固体的铵盐铵盐来使用。来使用。思考

7、思考2 2： 氨水可作化肥，为什么还要将其氨水可作化肥，为什么还要将其转化成铵盐？转化成铵盐？（1 1）铵态氮肥：）铵态氮肥：（2 2）其它氮肥：）其它氮肥：硝态氮肥如：硝态氮肥如：KNOKNO3 3有机态氮肥如：有机态氮肥如：COCO（NHNH2 2）2 2（俗称硝铵）34NONH（俗称氯铵）ClNH4（俗称碳铵）34HCONH又称肥田粉）（俗称硫铵，424SO)NH(思考思考3 3： 利用利用NHNH3 3的某些性质，想一想如的某些性质，想一想如何用何用NHNH3 3合成某些氮肥？合成某些氮肥？某些氮肥的某些生产方法简介：某些氮肥的某些生产方法简介：1 1、氯化铵可由氨气与氯化氢进行化学反

8、应制得。、氯化铵可由氨气与氯化氢进行化学反应制得。2 2、碳酸氢铵由二氧化碳通入氨水中，饱和后结晶而得。、碳酸氢铵由二氧化碳通入氨水中，饱和后结晶而得。3 3、工业上采用较多的是加压中和工艺。加压中和在、工业上采用较多的是加压中和工艺。加压中和在0.40.5MPa0.40.5MPa和和175180175180C C下操作，硝酸浓度为下操作，硝酸浓度为50%60%50%60%，先用，先用氨中和至氨中和至pHpH为为3434，以减少氨损失，再加氨调整到，以减少氨损失，再加氨调整到pHpH约为约为7 7，得，得到的硝酸铵溶液浓度为到的硝酸铵溶液浓度为80%87%80%87%。4 4、工业上采用氨与硫

9、酸直接进行中和反应而得，用得不多，、工业上采用氨与硫酸直接进行中和反应而得，用得不多，主要利用工业生产中副产物或排放的废气用硫酸或氨水吸主要利用工业生产中副产物或排放的废气用硫酸或氨水吸收收( (如硫酸吸收焦炉气中的氨，氨水吸收冶炼厂烟气中二氧如硫酸吸收焦炉气中的氨，氨水吸收冶炼厂烟气中二氧化硫，卡普纶生产中的氨或硫酸法钛白粉生产中的硫酸废化硫，卡普纶生产中的氨或硫酸法钛白粉生产中的硫酸废液液) )。也有采用石膏法制硫铵的。也有采用石膏法制硫铵的( (以天然石膏或磷石膏、氨以天然石膏或磷石膏、氨、二氧化碳为原料、二氧化碳为原料) )。5 5、生产方法：工业上用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压、

10、生产方法：工业上用液氨和二氧化碳为原料，在高温高压条件下直接合成尿素，化学反应如下：条件下直接合成尿素，化学反应如下：2NH2NH3 3+CO+CO2 2NHNH2 2COONHCOONH4 4CO(NHCO(NH2 2) )2 2+H+H2 2O O有一位农民在仓库里存放了一袋氮肥有一位农民在仓库里存放了一袋氮肥碳酸氢铵碳酸氢铵( (俗俗称碳铵称碳铵) )，有一天他发现这袋化肥包装破损受潮了，有一天他发现这袋化肥包装破损受潮了，就把它拿出去晒，结果发现没有人偷盗却少很多，就把它拿出去晒，结果发现没有人偷盗却少很多，你能从化学的角度替他找原因吗你能从化学的角度替他找原因吗? ?取少量氯化铵（取

11、少量氯化铵（NH4Cl）晶体，放入）晶体，放入试管中，在酒精灯火焰上加热，观察试管中，在酒精灯火焰上加热，观察发生的现象。发生的现象。实验实验1结论结论:现象现象 ：试管底部白色晶体消失，管口重新产生试管底部白色晶体消失，管口重新产生白色晶体白色晶体氯化铵受热分解，生成的气体又重新结氯化铵受热分解，生成的气体又重新结合成白色固体合成白色固体有一位农民在仓库里存放了一袋氮肥有一位农民在仓库里存放了一袋氮肥碳酸氢铵碳酸氢铵( (俗称碳铵俗称碳铵) )，有一天他发现这袋化肥包装破损受潮了，就把它拿出去晒，有一天他发现这袋化肥包装破损受潮了，就把它拿出去晒，结果发现没有人偷盗却少很多，你能从化学的角度

12、替他找原结果发现没有人偷盗却少很多，你能从化学的角度替他找原因吗因吗? ? 白色、无毒、能溶于水，水溶液呈碱性，不溶于乙醇。白色、无毒、能溶于水，水溶液呈碱性，不溶于乙醇。性质性质不稳定不稳定，3636以上分解为二氧化碳、氨和水，以上分解为二氧化碳、氨和水，6060可以分解完。有吸湿性，潮解后分解加快。可以分解完。有吸湿性，潮解后分解加快。NH4HCO3 NH3 + CO2+ H2O在村子里住着两位农民，小李和小刘，他们都种了在村子里住着两位农民，小李和小刘，他们都种了几亩水稻。小李很勤劳，不仅买了氮肥硝酸铵，还几亩水稻。小李很勤劳，不仅买了氮肥硝酸铵，还同时使用了自己烧制的草木灰同时使用了自

13、己烧制的草木灰( (呈碱性呈碱性) )，小刘只施，小刘只施用了氮肥硝酸铵。用了氮肥硝酸铵。小李心想自己使用的肥料多，收成一定好，结果到小李心想自己使用的肥料多，收成一定好，结果到了秋收时发现，自己田地的产量远不及小刘的，你了秋收时发现，自己田地的产量远不及小刘的，你知道原因吗？知道原因吗？实验实验2将少量氯化铵与少量氢氧化钙混合后放入试将少量氯化铵与少量氢氧化钙混合后放入试管中，酒精灯火焰上微热，用湿润的红色石管中，酒精灯火焰上微热，用湿润的红色石蕊试纸检验反应产生的气体。蕊试纸检验反应产生的气体。湿润的湿润的红色红色石蕊试纸石蕊试纸变蓝变蓝反应产生了氨气反应产生了氨气结论结论:现象现象 ：在

14、村子里住着两位农民，小李和小刘，他们都种了几亩水稻。在村子里住着两位农民，小李和小刘，他们都种了几亩水稻。小李很勤劳，不仅买了氮肥硝酸铵，还同时使用了自己烧制小李很勤劳，不仅买了氮肥硝酸铵，还同时使用了自己烧制的草木灰的草木灰( (呈碱性呈碱性) )，小刘只施用了氮肥硝酸铵。，小刘只施用了氮肥硝酸铵。小李心想自己使用的肥料多，收成一定好，结果到了秋收时小李心想自己使用的肥料多，收成一定好，结果到了秋收时发现，自己田地的产量远不及小刘的，你知道原因吗？发现，自己田地的产量远不及小刘的，你知道原因吗？1. 1. 不和碱性肥料一起使用不和碱性肥料一起使用2. 2. 在干燥阴凉的地方储存在干燥阴凉的地

15、方储存N2NH3铵态氮肥铵态氮肥 (铵盐铵盐)2NH3+H2SO4 = (NH4)2SO4NH3+ HCl =NH4Cl1. 受热易分解受热易分解2. 与碱共热产生氨气与碱共热产生氨气 NH4+ + OH- = NH3+ H2O NH3 + H2O NH3H2ONH3H2O NH4+ + OH还原性还原性:4NH4NH3 3 + 5O + 5O2 2 4NO + 6H 4NO + 6H2 2O O催化剂催化剂易发生热分解，温度不同，分解产物也不同。发生热分解，温度不同，分解产物也不同。在在110C时时:NH4NO3NH3+HNO3+173kJ在在185200C时时:NH4NO3N2O+2H2O

16、+127kJ在在230C以上时，同时有弱光以上时，同时有弱光:2NH4NO32N2+O2+4H2O+129kJ，在在400C以上时，发生爆炸以上时，发生爆炸:4NH4NO33N2+2NO2+8H2O+123kJ纯硝酸铵在常温下是稳定的，对打击、碰撞或摩擦均不敏感。但在高温纯硝酸铵在常温下是稳定的，对打击、碰撞或摩擦均不敏感。但在高温、高压和有可被氧化的物质、高压和有可被氧化的物质(还原剂还原剂)存在及电火花下会发生爆炸，在生存在及电火花下会发生爆炸，在生产、贮运和使用中必须严格遵守安全规定。产、贮运和使用中必须严格遵守安全规定。纯品为无色透明斜方晶系结晶，水溶液呈酸性。不溶于醇、纯品为无色透明

17、斜方晶系结晶，水溶液呈酸性。不溶于醇、丙酮和氨。有吸湿性，吸湿后固结成块。加热到丙酮和氨。有吸湿性，吸湿后固结成块。加热到513513以上以上完全分解成完全分解成氨气、氮气、二氧化硫及水氨气、氮气、二氧化硫及水。与碱类作用则放出。与碱类作用则放出氨气。与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀。也可以使蛋白质氨气。与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀。也可以使蛋白质发生盐析。发生盐析。 工业上采用氨与硫酸直接进行中和反应而得，用得工业上采用氨与硫酸直接进行中和反应而得，用得不多，主要利用工业生产中副产物或排放的废气用硫酸或氨不多，主要利用工业生产中副产物或排放的废气用硫酸或氨水吸收水吸收( (如硫酸吸收焦炉气中

18、的氨，氨水吸收冶炼厂烟气中如硫酸吸收焦炉气中的氨，氨水吸收冶炼厂烟气中二氧化硫，卡普纶生产中的氨或硫酸法钛白粉生产中的硫酸二氧化硫，卡普纶生产中的氨或硫酸法钛白粉生产中的硫酸废液废液) )。也有采用石膏法制硫铵的。也有采用石膏法制硫铵的( (以天然石膏或磷石膏、氨以天然石膏或磷石膏、氨、二氧化碳为原料、二氧化碳为原料) )。3. 铵盐的化学性质：铵盐的化学性质：（1 1）不稳定性，受热分解）不稳定性，受热分解NH3 + HCl = NH4Cl试管底固体分解成气体试管底固体分解成气体试管口附近又形成试管口附近又形成 白色晶体白色晶体NH4Cl NH3 + HCl NH4HCO3 NH3 + CO

19、2+ H2O（2）与强碱反应，加热产生氨气）与强碱反应，加热产生氨气实验室里怎样检验实验室里怎样检验NH4+？思考：思考：实验室里能否用此反应制备氨气？实验室里能否用此反应制备氨气？实验室里怎样干燥氨气？实验室里怎样干燥氨气？ (NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4+ 2NH3 + 2H2O 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3 + 2H2O 在一只烧杯中放两个棉花球，分别在两在一只烧杯中放两个棉花球，分别在两个棉花球上滴加几滴浓氨水和浓盐酸，个棉花球上滴加几滴浓氨水和浓盐酸，用表面皿盖住烧杯口，观察现象。用表面皿盖住烧杯口，观察现象。实验实验3结论结论:氨水具有挥发性，与氨水具有挥发性，与挥发性酸挥发性酸发生反应生产铵盐。发生反应生产铵盐。产生白烟产生白烟 现象现象 ： 1. 1. 观察一瓶