5.4化学肥料中的主角

5.4化学肥料中的主角5.4化学肥料的主角氮——氮肥：铵态氮肥(NH4+)(NH4)2SO4硫铵硝态氮肥(NO3-)KNO3有机氮肥（NH2)2CO尿素磷——磷肥钾——钾肥化学肥料三要素：NPK化学式电子式结构式键能比较NNOOClCl946KJ/mol247KJ/mol493KJ/mol一、N21.氮分子的结构NNN2NN破坏氮分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量，所以氮分子的结构很稳定。一、N22.物理性质：无色、无味的气体比空气轻难溶于水沸点-195.8℃，熔点-209.8℃一、N23.氮气的化学性质：a氮气不活泼，N原子很活泼b固氮：定义：把大气中游离态的氮气转化成氮的化合物的过程称为氮的固定。（1）生物固氮：豆科植物根瘤菌（2）大气固氮：（3）人工固氮：哈伯法合成氨一、N23.氮气的化学性质：C和金属反应：比较：等物质的量的镁分别在足量的O2、空气、CO2中反映，生成的固体质量有多到少：一、N24.氮气的用途：a、利用氮气的稳定性：（1）作保护气；（2）充填灯泡；（3）水果保鲜，贮存粮食；（4）保存重要档案，防止霉蛀；b、利用氮气的沸点很低：（1）深度冷冻保存物质；（作冷冻剂）（2）某些材料在液氮的处理下，获得超导性能；c、利用化学性质：工业上合成氨；制造硝酸等。5.工业制取N2a.原料:空气b.方法:c.原理:（78%N2，21%O2）①先液化空气②后蒸发，先逸出N2N2的沸点低,先逸出。二、氮的氧化物价态+1+2+3+4+5化学式N2ONON2O3NO2N2O4N2O5别名笑气亚硝酐硝酐氮氧化合物的通式可以表达为NxOy氮氧化合物能破坏臭氧层，引起光化学烟雾等环境污染事件。1、一氧化二氮N2O无色甜味气味与水作用：溶解但不反应稳定性：不太稳定制法N2O↑+2H2ONH4NO3△3e2、一氧化氮(NO)无色气体不溶于水2NO＋O22NO2极易被氧气氧化无色红棕色①不与酸、碱反应，常温迅速与O2化合4e遇空气由无色立即转变为红棕色用于鉴别NO②碱性条件：NO＋NO2＋2OH－2NO2－＋H2Oe③氧化反应2NO＋O22NO23NO2＋H2O2HNO3＋NO×3×2＋)4NO＋3O2＋2H2O4HNO3尾气吸收O6HNO(g)4(g)5O(g)4NH2C80023铂丝网工业制备：无色实验室制备：　　　　3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑+4H2O△6e20e只能用排水法收集NO3、三氧化二氮N2O3红棕色气体不稳定N2O3＋H2O2HNO2亚硝酐NO＋NO2N2O3e制备：4、二氧化氮(NO2)性质：①有毒，有特殊气味的红棕色气体无色②2NO2N2O4冷却140℃红棕色e④用碱液吸收③溶于水3NO2＋H2O2HNO3＋NO2NO2＋NaOHNaNO3＋NaNO2＋H2O2NO＋O22NO2×2＋)4NO2＋O2＋2H2O4HNO3实验室制法Cu+4HNO3（浓）Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O△铜与浓硝酸反应5.用碱吸收氮氧化合物实验室可以用NaOH溶液来吸收氮氧化合物2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH→2NaNO2+H2O现有8mLNO，若用水吸收，则至少需要通入O2____mL；若改用NaOH溶液吸收，则至少需要通入O2____mL，三、氨气1.氨气分子的电子式和结构式：电子式：结构式：氨分子的空间结构：2、氨的物理性质：(1)存在：自然界中的氨主要由动植物体内的蛋白质腐败产生的。(2)物理性质：（1）无色、有刺激性气味的气体；（3）密度比空气小，标准状况下密度0.771g/L；（4）氨极易液化。常作制冷剂。可做喷泉实验（2）极易溶于水；（1体积水中能溶解约700体积的氨气）氨气溶于水后形成氨水；氨气的喷泉实验3、氨的化学性质：（1）氨与水的反应：问题：氨水中含有哪几种微粒？分子：离子：说明：一水合氨很不稳定，受热易分解。很重要！（2）氨与酸的反应：【课堂实验】浓氨水和浓盐酸接近，观察现象。结论：氨与酸溶液反应，生成铵盐。氨跟强酸溶液反应的本质是什么？flash1flash2（3）氨与氧气的反应：（氨的催化氧化）实验：记住实验现象！工业上制硝酸的基础。(2)烧瓶内出现红棕色气体NO+O2NO222（无）(红棕色)(3)烧杯中的紫色石蕊变红NO2+H2OHNO3+NO32(酸性)5657(1)停止加热,催化剂仍保持红热(放热反应)Cr2O3空气浓氨水石蕊【实验2】催化剂保持红热红棕色气体试液变红(3)与O2的反应（氨的催化氧化，工业制硝酸的基础）4NH3+5O24NO+6H2O+Q催化剂(Pt/Cr2O3)△a、Pt保持红热【实验现象】b、出现红棕色气体c、出现酸雾和白烟2NO+O2→2NO23NO2+H2O→2HNO3+NONH3+HNO3→NH4NO3反应放热Pt丝，加热空气浓氨水【实验1】Pt丝，加热空气浓氨水Pt丝，加热空气浓氨水Pt丝，加热空气浓氨水Pt丝，加热空气浓氨水Pt丝，加热空气浓氨水Pt丝，加热空气浓氨水Pt丝，加热空气浓氨水2NH3(少量)+3Cl2N2+6HCl(4)与非金属的反应8NH3(过量)+3Cl2N2+6NH4Cl4氨的实验室制法2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O↑注1反应原理铵盐不使用NH4NO3、NH4HCO3碱不使用NaOH，腐蚀玻璃试管铵盐(s)+碱(s)2NH3(g)↑2反应装置3收集方法4检验方法5干燥6尾气处理向下排空气法a湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝色b蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口，有白烟碱石灰(CaO+NaOH)、生石灰、NaOH固体不能使用无水CaCl2【CaCl2·8NH3】、H2SO4、P2O5水或者稀硫酸C7其他制法a浓氨水加热NH3·H2O(浓)NH3↑+H2O浓氨水②加入生石灰CaO+NH3·H2ONH3↑+Ca(OH)2（放热）b无需加热①加入NaOHNH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-③加入碱石灰NaOHNa++OH-（放热）浓氨水5、氨的用途：（1）制冷剂——因为氨极易液化。（2）是重要的化工原料——因为氨能与许多物质反应。H2O催化剂△NO2NO3.氨气是工业制HNO3的基础（1）4NH3+O254NO+6（2）2NO+O22（3）3NO2+H2O2HNO3+循环操作②充分利用原料优点：①环保；（4）工业制HNO3的三步是连续反应且循环操作NH3：HNO31：1关系比可直接使用三氨气(NH3、氮的气态氢化物)1．分子结构空间构型：三角锥形，107018’极性键HNHHH:N:HH::电子式结构式小结一、氨分子的电子式和结构式：二、氨的物理性质：极易溶于水；氨易液化。三、氨的化学性质：1、氨与水的反应：2、氨与酸的反应：结论：氨与酸溶液反应，生成铵盐。3、氨与氧气的反应：（氨的催化氧化）四、氨的用途：（1）制冷剂（2）是重要的化工原料三、铵盐1、铵盐都是晶体，能溶于水。（物理性质）2、铵盐的化学性质：（1）铵盐的热分解：实验碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成晶体碘；氯化铵受热分解生成的气体遇冷仍变成氯化铵，这两种现象的本质是否相同？为什么？？思考NaCl和NH4Cl冷水△NH4Cl碱石灰NH4Cl不同于碘的升华（2）铵盐与碱的反应：实验利用铵盐的这个性质常用来制取氨气和检验铵根离子的存在。应用一：如何检验NH4＋？加入NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则说明含有NH4＋？不加热可以吗？应用二：氨气的实验室制法碘受热变成蒸气，蒸气遇冷又变成晶体碘；氯化铵受热分解生成的气体遇冷仍变成氯化铵，这两种现象的本质是否相同？为什么？？思考思考△在农村，为了识别化肥中的铵态氮肥（铵盐），常用白色化肥和熟石灰混合，闻一下气味，有刺激性气味的，可推知是铵态氮肥。这种简便的测试方法，是应用了铵盐的什么性质？实验受热易分解放出NH3(化性)与碱反应放出NH3(化性)1铵态氮肥的使用与保存不可与碱性物质共用草木灰K2CO3、消石灰、生石灰各种铵盐都能溶于水(物性)利于植物吸收保存于阴凉处氮肥2尿素2NH3+CO2(NH4)2CO一定条件H2NCNH2O白色晶体，含氮量最高的固体氮肥（47%）。要了解1.纯HNO3是色、易,有气味五、硝酸(一)、物理性质2.能与水任意比互溶.3.纯HNO3的沸点是83℃,密度为1.5027g/cm3,常用浓硝酸质量分数为69％.挥发刺激性无的液体.质量分数为98%以上的硝酸为“发烟硝酸”。(二)、化学性质2、硝酸的不稳定性：久置浓硝酸为什么呈黄色？久置硝酸分解产生的NO2溶于溶液中,使得溶液变黄！硝酸应如何保存？密封于棕色瓶中,并放在阴暗处！1、硝酸具有酸的通性:HNO3H++NO34HNO3O2↑+2H2O+4NO2↑△或光照一般而言，硝酸越浓，越不稳定。由于HNO3中得N处在最高价，故硝酸具有较强的得电子能力……二、化学性质1、酸的通性:HNO3H++NO32、不稳定性：4HNO3O2↑+2H2O+4NO2↑△或光照3、强氧化性稀硝酸和浓硝酸都有强氧化性①硝酸能与大部分金属反应:反应①Cu+HNO3(浓)0+2+5+5+421×1×21212+H2OCu(NO3)2+NO2Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O①硝酸能与大部分金属反应:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反应①1.HNO3的作用？2.离子方程式?n(氧化剂):n(酸)=1:1Cu+4H++2NO3Cu2++2NO2+2H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O①硝酸能与大部分金属反应:现象溶液变蓝有红棕色的气体产生反应①铜片溶解,常温下反应剧烈①硝酸能与大部分金属反应:反应②Cu+HNO3(稀)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2OCu(NO3)2+NO+H2O32323Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O①硝酸能与大部分金属反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反应②现象溶液变蓝有无色的气体产生铜片溶解①硝酸能与大部分金属反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O无色气体→红棕色2NO+O2=2NO2Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反应②注意:硝酸几乎与所有的金属反应,但都不能放出H2!?这是因为硝酸在与金属反应时,主要是HNO3中的+5价的氮得到电子.而不是H+得到电子!①硝酸能与大部分金属反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O反应③Al、Fe等在浓硝酸中发生钝化现象硝酸几乎能与所有的金属发生氧化还原反应除金、铂之外.但……反应④①硝酸能与大部分金属反应:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OAl、Fe等在浓硝酸中发生钝化现象C+4HNO32H2O+4NO2↑+CO2↑②.硝酸能与许多非金属反应:S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O硝酸具有强氧化性，所以Fe2+、S2-、I-、SO32-等一些还原性的物质不能与硝酸共存！☆NO3-很稳定，在中性和碱性溶液中几乎与所有的离子能共存，但在酸性溶液中,NO3-/H+具有了强氧化性，与Fe2+、SO32-等不能共存!☆例:Fe2+HNO3Fe3+SO32-HNO3SO42-例:Fe(NO3)2能在溶液中稳定存在,但如果在溶液中加入盐酸,溶液将由浅绿色变为棕黄色.这说明Fe2+被NO3-/H+氧化成了Fe3+.二、化学性质1、硝酸具有酸的通性:HNO3H++NO32、硝酸的不稳定性：4HNO3O2↑+2H2O+4NO2↑△或光照3、硝酸的强氧化性①.硝酸能与大部分金属反应②.硝