高中化学第四单元化学与技术的发展课题1化肥和农药3学案新人教版选修21

高中化学第四单元化学与技术的发展课题1化肥和农药3学案新人教版选修21

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 课题 1 化肥和农药 1．通过实例了解化肥和农药在农业生产中的重要应用，以及使用特点和发展趋势。 2．掌握常见化肥的生产原理。 3．知道化肥、农药使用的负面影响，树立环保意识。 据报道，2010 年 9 月，广西千亿元产业重大科技攻关“350”工程之一，广西专用于甘 蔗和桉树的 10 万吨环保复混肥项目在扶绥县建成投产。化肥主要为农作物补充哪几种元 素？ 答案：化肥主要为农作物补充氮、磷、钾三种元素。 一、化肥为农作物补充必要的营养元素 1．大量施用的三种化肥 (1)磷肥：________[主要成分是__________________和__________]，简称__________， 是目前使用最广泛的磷肥；钙镁磷肥[主要成分是______________和________________]，是 一种缓效的多元复合肥。 (2)钾肥：主要包括_____________、_____________、_____________和____________ 等。 (3)氮肥：农业生产中氮肥的用量最大，主要有__________、______和________等。 2．尿素和硝酸铵的生产 (1)尿素的生产原理(用化学方程式表示)： ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 (2)硝酸铵的生产原理(用化学方程式表示)： ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 自主思考：①氮肥与磷肥、钾肥在生产原料上有什么不同？,②草木灰的使用应注意哪 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 些问题？ 二、农作物的保护神——农药 1．杀虫剂与虫害的防治 (1)种类：使用______的化学防治法是目前最常用的方法。按照化学组成和结构，常用 的杀虫剂主要包括________、________、______________、__________________等。 (2)农药的发展：____________、____________、__________等有机合成农药为第二代 农药；____________和__________等为第三代农药，第三代农药具有__________、__________ 和______的特点，因此也被称为______________。 2．病害和草害的防治 (1)病害防治：人类先后使用的杀菌剂有__________、____、________、________等， 后来人们发明了__________性杀菌剂，它与保护性杀菌剂配合使用，使防病效果大大增强。 (2)草害防治：化学除草剂(__________剂)可以杀死杂草而不伤害作物。 (3)植物生长调节剂：植物代谢的产物____是一种结构最简单的________，近年研制出 了能在植物体内产生乙烯的植物生长调节剂，如____________等，它能释放出乙烯的原理为 __________________________________。 三、化肥、农药的合理使用与环境保护 1．农药主要用于对有害生物的防治，但它们对周围生物群落的影响是广泛而复杂的。 农药除了部分着落于作物上，大部分落入土壤中而发生__________、__________、__________ 等一系列相互影响的过程。 2．合理施用化肥，除了要考虑土壤____________、作物________等因素外，还必须根 据化肥本身的________进行科学施用。过量的化肥造成____________，产______生____等污 染现象。 自主思考：元素周期表对于农药的合成有什么应用价值？ 答案:一、1.(1)过磷酸钙 Ca(H2PO4)2·H2O CaSO4 普钙 Ca3(PO4)2 Mg3(PO4)2 (2)碳酸钾 氯化钾 硫酸钾 硝酸钾 (3)尿素 硝酸铵 碳酸氢铵 2．(1)2NH3＋CO2 (2)4NH3 ＋ 5O2 4NO ＋ 6H2O 2NO ＋ O2===2NO2 3NO2 ＋ H2O===2HNO3 ＋ NO NH3 ＋ HNO3===NH4NO3 自主思考 提示：①氮肥大多以合成氨工业中的氨为原料；磷肥和钾肥主要以天然矿物为原料，如 磷肥以磷矿石为原料，钾肥以固态钾盐矿、液态钾盐卤等为原料。 ②草木灰施用后不宜大量浇水，也不要在大雨前施用，更不能与铵态氮肥混用。 二、1.(1)杀虫剂 有机氯类 有机磷类 氨基甲酸酯类 拟除虫菊酯类化合物 (2)有机氯 有机磷 氨基甲酸酯 拟除虫菊酯 特异性农药 高效 低毒 低残留 “环境友好农药” 2．(1)石灰 硫黄 石硫合剂 波尔多液 内吸 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 (2)除莠 (3)乙烯 植物激素 乙烯利 ―→CH2===CH2＋HCl＋HPO3 三、1.吸附 转移 降解 2．酸碱性 营养状态 化学性质 水体富营养化 水华 自主思考 提示：通常制造的农药中含有氟、氯、硫、磷等关键元素位于元素周期表的右上方非金 属区。根据同周期和同主族元素的递变规律，可在该区域寻找非金属性相对弱的元素合成高 效、低毒、低残留的农药。 一、常见化学肥料的种类 种类 作用 常见化肥 氮肥 氮是作物体内蛋白质、核酸和叶 绿素的重要成分，氮肥能使作物 的茎、叶生长茂盛，叶色浓绿 (NH4)2SO4(硫铵)、NH4NO3(硝铵)、 NH4HCO3(碳铵)、NH4Cl、NH3·H2O、 CO(NH2)2(尿素) 磷肥 促进作物根系发达，增强抗寒、 抗旱能力，促进作物提早成熟， 穗粒增多、籽粒饱满 磷矿粉[Ca3(PO4)2]、钙镁磷肥 [Ca3(PO4)2 和 Mg3(PO4)2] 、 普 钙 [Ca(H2PO4)2·H2O 和 CaSO4]、重钙 [Ca(H2PO4)2·H2O] 钾肥 促进作物生长健壮，茎秆粗硬， 增强对病虫害和倒伏的抵抗能 力；促进糖分和淀粉的生成 K2SO4、KCl、草木灰(K2CO3) 复合肥 含两种或两种以上营养元素的 化肥 NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、KNO3、KH2PO4 微量元素肥料 调节作物生长发育，增强抗病能 力 锰肥、硼肥、铜肥、锌肥、钼肥 (我国施用量很少) 二、农药 1．杀虫剂 第一代：天然植物艾蒿、烟草(药效低)、含氯化合物 666 和 DDT(难代谢，污染环境)； 第二代：元素有机农药，如含磷有机物马拉硫磷、甲肿钠、氨基甲酸酯，一般都具有较 强的毒副作用； 第三代：多是对人无毒或毒性甚小的天然分子或模拟天然分子。例如：菊酯(俗称除虫 菊)，它是一种来自菊花的杀虫剂，具有高效低毒(甚至无毒)的优点，但由于分子中含有一 个张力很高的三元环而难于合成，工业生产就更加不易。近年来除虫菊的结构已改造到易于 合成，它的毒性减至最小。 第四代：昆虫信息素。 2．杀菌剂 (1)表面杀菌剂：波尔多液。 (2)内吸性杀菌剂：多菌灵为通用名称，它的商品名称为多菌灵、苯并咪唑 44 号、MBC。 它属于苯并咪唑类杀菌剂，是园林植物保护中最常用的杀菌剂。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 (3)除莠剂：优点是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。 三、化肥、农药的合理使用与环境保护 1．使用化肥、农药的好处 化肥对提高农作物的产量，农药对农业的高产丰收都具有重要作用。农药是保护、提高 农业、林业、畜牧业、渔业生产的药剂，是农业生产中与病、虫、杂草等有害物质作斗争的 有力武器。 2．使用化肥、农药的弊端 化肥的不合理使用会带来很多环境问题。一方面是化肥中常含有一些重金属元素、有毒 有机物和放射性物质，施入土壤后形成潜在的土壤污染；另一方面化肥在施用过程中因某些 成分的积累、流失或变化，造成土壤退化和水、大气的污染。而农药本身就是有毒物质，在 杀灭病虫害的同时也带来了对自然环境的污染和对人体健康的危害。 3．合理使用农药和化肥 (1)化肥的合理使用。 ①从植物生长期所需肥料的最佳配比来研制复合肥料。 ②要提高化肥利用率，减少化肥在环境中的损失，防止污染环境。 ③遵循土壤、作物、肥料三者之间的依存关系，以化肥与综合农业技术相配合为指导原 则，确定施肥的品种、数量、比例及科学的施肥技术，做到氮、磷、钾化肥配合使用，化肥 和有机肥配合使用，在化肥中添加微量元素，平衡施肥等。 ④推广微生物肥料。如磷细菌能分解含磷的有机物，使磷变为可溶性磷，为植物提供磷 肥。 (2)农药的合理施用。 农药的施用，要根据有害生物的发生、发展规律，对症下药、适时用药，并按照规定的 施用量、深度、次数合理混用农药和交替使用不同类型的农药，以便充分发挥不同农药的特 性，以最少量的农药获得最高的防治效果，同时又延缓或防止抗药性的产生，从而减少农药 对农产品和环境的污染。 知识点 1 化肥的正确施用 【例题 1】 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)下列物质不能与硫酸铵肥料混合施用的是( )。 A．硝酸铵 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 解析：(1)硫酸铵含氮量为 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，这种肥料不能与碱性物质混合施用， 因易产生挥发性物质氨气，降低肥效；硝酸铵、过磷酸钙[Ca(H2PO4)2·H2O、CaSO4]都显酸性； 氯化钾显中性；而草木灰的主要成分是 K2CO3，水解显碱性。(3)当施用化肥过多时，根细胞 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 不能从土壤中吸水而发黄。 答案：(1)A (2)B (3)B 点拨：根据当地的实际情况合理施用化肥。化肥的施用要以尽量少的投入、尽量小的对 环境的影响来保持尽量高的农产品产量及保障食品品质。 知识点 2 农药的生产与使用 【例题 2】 杀虫剂 DDT 分子结构是： 下列关于 DDT 的说法中，不正确的是( )。 A．大量使用 DDT 会使鸟的数量减少 B．DDT 属于芳香烃 C．DDT 的分子式是 C14H9Cl5 D．DDT 的性质稳定且难以降解 解析：DDT 属于杀虫剂，鸟以虫为食，A 正确；该分子因含氯元素而不属于烃，B 错误； 从结构看，分子式正确，C 正确；DDT 属于氯代苯，性质稳定，D 正确。 答案：B 点拨：该题取材于教科书的“科学史话”。分析农药的结构、性质及合成时，需要结合 有机化学的重要知识。 1 草甘膦是一种常用除草剂，其纯品为白色固体，酸性较强。贮存与使用该除草剂时， 不宜采用( )。 A．铁质器具 B．玻璃器具 C．铜质器具 D．塑料器具 2 尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，它属于( )。 A．复合肥 B．磷肥 C．氮肥 D．钾肥 3 根据下表中左栏所列化肥的性质，从下列使用注意事项中选择合适的项(可选多项)， 将其序号填入表的右栏中。 a．贮存和运输时要密封，不要受潮或暴晒；施用后要盖土或立即灌溉 b．不要与碱性物质混放或混用 c．不能与易燃物质混在一起；结块时，不要用铁锤砸碎 d．不宜长期施用 编号 化肥 性质 使用注意事项 ① 碳酸氢铵(碳铵) 易溶于水，受潮时在常 温下即能分解，温度越 高分解越快，遇碱时放 出氨气 在土壤中不残留有害 物质 ② 硝酸铵(硝铵) 易溶于水，受热易分 解，遇碱放出氨气，在 高温或受猛烈撞击时 易爆炸 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 ③ 硫酸铵(硫铵) 易溶于水，吸湿性小， 常温稳定，遇碱时放出 氨气 长期施用，会使土壤酸 化、板结 ④ 硫酸钾 易溶于水 长期施用，会使土壤酸 化、板结 答案:1．A 由题目信息知草甘膦酸性较强，易与铁质器具反应。 2．C 尿素只含植物生长所需的氮元素，而不含磷元素和钾元素，故属于氮肥。 3．答案：①ab ②abc ③bd ④d 解析：由题给各种化肥的性质推断各自使用时需要注意的问题。