新人教版高中化学第四单元化学与技术的发展课题1化肥和农药教学案 选修2含答案.docx
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新人教版高中化学第四单元化学与技术的发展课题1化肥和农药教学案选修2含答案
课题1化肥和农药
化肥为农作物补充必要的营养元素
[自读教材·夯基础]
农业生产中，大量使用的化肥主要是氮肥、磷肥和钾肥。
1．磷肥
目前广泛使用的磷肥是过磷酸钙，主要成分是Ca（H2PO4）2·H2O和CaSO4，简称普钙，其生产原料是Ca5（PO4）3F（填化学式）。
2．钾肥
农业上常用的钾肥主要有氯化钾、硫酸钾和硝酸钾。
3．氮肥
农业上使用最多的是氮肥，如尿素、硝酸铵和碳酸氢铵。
（1）写出工业制尿素的主要反应方程式：
2NH3＋CO2
H2NCOONH4，
H2NCOONH4
H2NCONH2＋H2O。
（2）用方程式表示硝酸铵的生产原理：
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O，
2NO＋O2===2NO2，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，
NH3＋HNO3===NH4NO3。
4．复合肥料
复合肥料对植物的肥效优于单一肥料，常用的复合肥有铵磷复合肥、硝磷复合肥等。
[跟随名师·解疑难]
（1）铵态氮肥不稳定，使用或储存时要注意低温、密封。
（2）硝铵受热分解时容易发生爆炸，使用时要避免高温，不能与易燃物质混在一起，结块时不要用铁锤砸碎。
（3）铵态氮肥和磷肥不能与碱性物质混合，否则会降低肥效。
原因是铵态氮肥会产生氨气挥发，磷肥显酸性，生成难溶的物质。
（4）普钙的主要成分是Ca（H2PO4）2·H2O和CaSO4，是一种典型的混合物；而重钙的主要成分是Ca（H2PO4）2·H2O。
（5）含有两种或两种以上营养元素的化肥属于复合肥料，如KNO3属于复合肥料。
[剖析典例·探技法]
[例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）下列物质不能跟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
[名师解析]
（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，这种肥料不能跟碱性物质混合施用，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，根细胞不能从土壤中吸水而发黄。
[答案]
（1）A
（2）B （3）B
[名师点睛]
（1）草木灰使用时应注意：
①因草木灰中的钾盐主要是K2CO3，极易溶于水，易流失，故不要在大雨前施用，施用后也不宜大量浇水。
②草木灰是碱性的，不能与硫酸铵及碳酸铵等铵态氮肥混用，否则易造成氮肥损失。
原理是NH
与OH－反应，生成NH3CO2和H2O。
③草木灰不能与过磷酸钙、重钙等磷肥混用，否则易造成磷肥肥效降低。
原理是草木灰能与Ca（H2PO4）2反应，使Ca（H2PO4）2转化为难溶的Ca3（PO4）2或CaHPO4。
（2）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。
农作物的保护神——农药
[自读教材·夯基础]
1．杀虫剂
（1）种类：
按照化学组成和结构，常用的杀虫剂分为有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类化合物等。
（2）农药的更新换代：
①第一代农药：
天然产物和无机物。
②第二代农药：
有机氯、有机磷、氨基甲酸酯等有机合成农药。
③第三代农药：
拟除虫菊酯和特异性农药，具有高效、低毒和低残留的特点，第三代农药也被称为“环境友好农药”。
2．杀菌剂
常用的杀菌剂有石灰、硫磺、石硫合剂、波尔多液以及可以进入植物体内的内吸性杀菌剂。
3．除草剂
（1）传统除草方法是用犁或锄将杂草翻入地下。
（2）现代方法是使用除草剂。
4．植物生长调节剂
模拟天然植物激素的化学组成和结构，人工合成了用来促进或抑制植物生长的化合物，这类物质就是植物生长调节剂。
如乙烯利等，其在植物体内产生乙烯的化学方程式为：
。
[跟随名师·解疑难]
（1）通常制造农药中所含有的氟、氯、硫、磷等关键元素在周期表中的位置相近，因此，根据元素周期表中同周期元素和同族元素的原子结构、性质递变规律，可以给农药的研制和创新提供许多有用的信息。
（2）病菌本身是一种蛋白质，波尔多液由重金属盐硫酸铜和强碱石灰乳混合而成，它们都能使病菌蛋白质凝固而变性，是一种很好的表面杀菌剂，可以直接喷洒在植物表面，达到防治植物病害的目的。
[剖析典例·探技法]
[例2] [双选题]拟除虫菊酯是一类高效、低毒的杀虫剂，对昆虫有强烈的触杀作用。
该杀虫剂中含有对光稳定的溴氰酯，其结构简式如下所示：
下列关于拟除虫菊酯的叙述中不正确的是（ ）
A．属于芳香化合物或酯
B．属于卤代烃或酯
C．在碱性条件下性质很稳定
D．在碱性条件下易失效
[名师解析] 因为分子内含有苯环和酯的结构
，所以它既属于芳香化合物又属于酯；虽然分子内含有溴原子，但分子内同时还有N、O原子，所以它不属于卤代烃；该物质在碱性条件下容易水解，水解后失去该物质的性能。
[答案] BC
[名师点睛]
解答此类问题时，必须充分理解有机物中所涉及的概念，如烃、芳香化合物等，掌握有机物的组成及结构，根据所含官能团的性质推断该有机物的性质。
化肥、农药的合理使用与环境保护
[自读教材·夯基础]
1．农药的危害
（1）农药过多使用会破坏害虫与天敌之间的生态平衡，造成害虫数量增加。
（2）农药在土壤中会发生吸附、转移、降解等一系列相互影响的过程。
①降解过程是农药在土壤中发生变化、危害消失的主要途径。
②吸附过程可造成土壤和作物的农药残留。
③转移过程可使农药进入大气、附近水域或地下水，造成毒害水生生物和污染水源。
2．合理使用化肥
（1）合理使用化肥，要考虑土壤的酸碱性、作物营养状态、化肥本身的化学性质等进行科学施用。
如硫铵适宜施于雨水充沛地区；硝铵适用于气候比较干燥的地区。
（2）不合理使用化肥的后果：
①影响土壤的酸碱性和土壤结构。
②造成水体富营养化，产生水华等污染现象。
[跟随名师·解疑难]
（1）化肥的不合理使用带来的环境问题：
①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。
②化肥在施用过程中某些成分的积累、流失或变化，造成土壤退化和水、大气的污染。
（2）农药残留的途径：
①施用药剂对农作物的直接作用以及农作物对土壤等环境中残存农药的吸收。
例如：
在接近收获期施用过多过浓的农药，会造成农产品中残留农药过量。
②通过食物链造成的富集。
（3）农药对作物的污染取决于农药本身的化学性质、加工剂型以及施药时间和方式等，也与农作物的品种、特性有关。
[剖析典例·探技法]
[例3] DDT是瑞士化学家米勒合成的，他因此于1948年获得诺贝尔医学奖。
（1）早期人们使用DDT的主要目的在于消灭蚊、蝇等害虫，现在国际上已禁止使用，其原因可能是________。
A．蚊、蝇已产生抗药性，DDT对它们不再具有杀灭效果
B．容易降解，毒性太小C.它很难降解，在体内聚集后引起人中毒
D．制造DDT的成本太高，价格太贵
（2）在过去，施用农药DDT的地区，虽然占陆地面积的一小部分，可是在远离施药地区的南极，在动物体内也发现了DDT；在喜马拉雅山的积雪中也发现了DDT。
这些现象说明________。
A．DDT是挥发性物质
B．DDT已加入全球性的生物循环
C．考察队将DDT带到了南极
D．南极动物也偶尔到施用农药的地区寻食
[名师解析] 由观察和研究表明，DDT是一种很难降解的有毒化合物，它进入人体后引起人慢性中毒，且它能在生物链中富集，我国已于1983年停止生产和使用。
[答案]
（1）C
（2）B
[名师点睛]
现代农药开发应满足高效、低毒、廉价、广谱等特点。
随着国家绿色农业生产政策的逐步推进，农产品环保要求提高，生物农药替代化学农药将是大势所趋。
农业化学
常用化肥的鉴别方法
（1）利用物理、化学性质的不同，初步区分常见化肥的方法：
氮肥
钾肥
磷肥
看外观
白色晶体
灰色粉状
加水
全部溶于水
大多不溶于水或部分溶于水
灼烧
可燃烧，熔化起泡或冒烟
不燃烧，跳动或有爆裂声
加熟石灰
氨态氮肥放出具有刺激性气味的气体
没有刺激性气味的气体放出
（2）氮肥的检验：
1．尿素是人工合成的有机物，下列关于尿素的叙述不正确的是（ ）
A．尿素是一种氮肥
B．尿素是人体新陈代谢的一种产物
C．尿素能发生水解反应
D．尿素是一种酸性物质
解析：
尿素的结构简式为
，它是一种氮肥，也是人体新陈代谢的产物，从结构上看，它能发生水解反应。
答案：
D
2．农业上用的杀菌剂波尔多液由硫酸铜和石灰乳按一定比例配制而成，它能防治植物病毒的原因是（ ）
A．硫酸铜使菌体蛋白质盐析
B．石灰乳使菌体蛋白质水解
C．菌体蛋白质溶解于波尔多液
D．铜离子和石灰乳使菌体蛋白质变性
解析：
铜盐属于重金属盐，石灰乳呈现碱性，均能使蛋白质变性。
答案：
D
3.合理混施肥料能增强土壤肥效，使农作物增产。
下列关于肥料混施的做法中错误的是（ ）
A．人畜粪尿等农家肥不能与草木灰、石灰氮、石灰等碱性肥料混用
B．磷矿粉、骨粉等难溶性磷肥可以与草木灰、石灰氮、石灰等碱性肥料混用
C．钙镁磷肥等碱性肥料不能与铵态氮肥混施
D．化学肥料不能与细菌性肥料混用
解析：
人畜粪尿等农家肥属于氮肥，不宜与碱性肥料混用，A正确。
磷矿粉、骨粉等难溶性磷肥若与碱性肥料混用，会中和土壤内的有机酸类物质，使难溶性磷肥更难溶解，作物无法吸收利用，B不正确。
钙镁磷肥等碱性肥料若与铵态氮肥混施，会产生氨挥发，降低肥效，C正确。
化学肥料有较强的腐蚀性、挥发性和吸水性，若与根瘤菌
等细菌性肥料混合施用，会杀伤或抑制活菌体而使细菌性肥料失效，D正确。
答案：
B
4．普钙是目前使用最广泛的磷肥，其主要成分是（ ）
A．Ca5（PO4）3F
B．Ca（H2PO4）2·H2O和CaSO4
C．Ca3（PO4）2和CaHPO4
D．CaHPO4和Ca（H2PO4）2
解析：
普钙是以磷矿石Ca3（PO4）2为原料，经过硫酸处理的产物，故普钙的主要成分为Ca（H2PO4）2·H2O和CaSO4。
答案：
B
5．某同学发现他家蔬菜地中的蔬菜生长迟缓，便施用了一种氮肥，下图是氮肥包装标签的部分文字。
硝酸铵（NH4NO3）
净重：
50kg 含氮量：
34.3%
×××化学工业公司
（1）写出工业制备该氮肥的化学方程式：
_____________________________________
________________________________________________________________________。
（2）说明该氮肥能否与草木灰混合使用：
______________________________________
________________________________________________________________________。
（3）该氮肥的纯度为______________。
解析：
工业生产硝酸铵直接利用硝酸和氨气反应即可；草木灰的主要成分是K2CO3，是一种碱性钾肥，遇到铵态氮肥时会生成挥发性的氨，降低肥效；纯净NH4NO3中w（N）＝
×100%＝35%，故该氮肥的纯度为
＝98%。
答案：
（1）NH3＋HNO3===NH4NO3
（2）不能；两者混合使用生成挥发性物质，降低肥效（3）98%
[高考感悟]
1．（江苏高考）化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。
下列措施有利于节能减排、保护环境的是（ ）
①加快化石燃料的开采与使用 ②研发易降解的生物农药 ③应用高效洁净的能源转化技术 ④田间焚烧秸秆 ⑤推广使用节能环保材料
A．①③⑤ B．②③⑤
C．①②④D．②④⑤
解析：
本题考查化学与STSE的联系，意在考查考生运用化学知识解决实际问题的能力。
加快化石燃料的开采与使用不利于节能减排，田间焚烧秸杆会污染环境，故选B。
答案：
B
2．（江苏高考）化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。
下列说法正确的是（ ）
A．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药
B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
C．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源
D．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用
解析：
本题考查化学与环境保护的知识。
A项，大量使用化肥会破坏土壤结构，大量使用农药会污染环境，故不正确。
B项，绿色化学的核心是从源头上阻止环境污染，而不是出现污染后去治理，故不正确。
C项，化石能源是有限的，仍需开发新能源，故不正确。
答案：
D
3．（海南高考）下列使用化肥、农药的描述中正确的是（ ）
A．高温多雨时比较适合施用钾肥
B．长期施用硫铵会造成土壤板结
C．石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用
D．过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用
解析：
土壤中含有大量的Ca2＋，长期使用硫铵会生成大量的CaSO4，造成土壤板结。
答案：
B
[课时跟踪训练]
一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分）
1．下列化学肥料属于复合肥料的是（ ）
A．氯化钾 B．硝酸铵
C．磷酸二氢钙D．硝酸钾
解析：
复合肥料指含有两种或两种以上营养元素（N、P、K）的化学肥料。
依据所给物质的化学组成可以推断D中含有N和K两种营养元素，因此答案应为D。
答案：
D
2．为了预防大樱桃在成熟期发生裂果现象，果农施用了一种钾肥。
这种钾肥的水溶液能跟氯化钡溶液反应生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀。
该钾肥为（ ）
A．KNO3B．K2CO3
C．K2SO4D．KCl
解析：
BaSO4不溶于稀硝酸。
答案：
C
3．某农民发现自己购进的化肥（碳酸氢铵）有一部分受潮，这时他应该采取的措施是（ ）
A．把受潮的碳酸氢铵取出来，放在太阳下晒干
B．用火将其烘干
C．把受潮的碳酸氢铵与草木灰混合施用
D．提前使用
解析：
碳酸氢铵受热易分解，在太阳下晒或用火烘都会使其分解，草木灰的成分主要为K2CO3，与碳酸氢铵混合会放出氨气，降低肥效，A、B、C均不可行。
答案：
D
4．某地筹建中的“生态农业科技园区”，不仅是农业高新技术示范和推广基地，也将是一个观光休闲的生态农业园区。
在一些生产思路上你认为不妥当的是（ ）
A．将农家肥与化肥综合使用，以提高增产效益
B．对大棚中的植物施加适量的CO2，以促进其光合作用
C．种植、养殖、制沼气相结合，既可改善环境又可提高农畜牧业的产量
D．将硝酸铵和熟石灰混合使用，在给作物提供营养元素的同时，又能降低土壤的酸性
解析：
熟石灰和硝酸铵反应生成NH3放出，会降低肥效。
答案：
D
5．欲同时对农作物施用含N、P、K三种元素的化肥，现有：
①K2CO3；②KCl；③Ca（H2PO4）2；④（NH4）2SO4；⑤氨水。
最适合的组合是（ ）
A．①②③B．②③④
C．①③⑤D．②③⑤
解析：
根据几种肥料的酸碱性进行分类，中性：
KCl；碱性：
K2CO3、氨水；酸性：
Ca（H2PO4）2、（NH4）2SO4。
所以欲同时施用含有N、P、K三种元素的化肥，最适合的组合是②③④。
答案：
B
6．下列说法中，正确的一项是（ ）
A．雨天追肥有利于农作物的吸收
B．大量施用化肥对环境没有污染
C．绿色植物都能直接在空气中进行生物固氮
D．硫铵适用于雨水充沛的地区，硝铵适用于气候较干燥的地区
解析：
雨天追肥易随雨水流失；大量施用化肥，会造成土壤、水的污染；固氮是把游离态的氮转化为化合态的氮，有些植物如豆科植物，可直接在空气中进行固氮，而其他大部分植物不行。
硫铵易被植物吸收，能被土壤保持不易流失，适用于雨水充沛的地区，而硝铵吸水性强，容易流失，适用于气候较干燥的地区，但其受热或经撞击易发生爆炸，常将它与其他肥料混合使用。
答案：
D
7．在蔬菜生长过程中，常喷洒农药防治病虫害。
据研究，用碱性溶液或清水浸泡，可使残留在蔬菜上的农药的毒性降低，因此，买来的蔬菜在食用前最好用稀碱水或清水浸泡一段时间，浸泡蔬菜时应加入适量（ ）
A．纯碱B．白酒
C．白糖D．食醋
解析：
纯碱即Na2CO3，溶于水后CO
水解使溶液呈碱性，能更好地降低农药毒性。
答案：
A
8．制取漂白粉、配制波尔多液和石硫合剂及改良酸性土壤时，都要用到的物质是（ ）
A．硫黄B．熟石灰
C．胆矾D．石膏
解析：
漂白粉是由Cl2与Ca（OH）2反应制得；波尔多液是CuSO4与石灰；石硫合剂是石灰与硫黄。
答案：
B
9．滴滴涕（DDT）是20世纪60年代以前广为应用的一种杀虫剂，其结构简式为
。
DDT因其稳定性、脂溶性、药效普适性等特点而大量使用，最终造成环境污染。
下列关于DDT的说法，不正确的是（ ）
A．DDT也能杀死有益的生物
B．DDT极易溶于水
C．DDT是烃的衍生物
D．DDT不易被生物分解
解析：
根据对DDT性质的描述，“稳定性、脂溶性、药效普适性”等，可以判断出DDT对有益生物同样有毒、难溶于水、易溶于有机溶剂、稳定不易分解。
答案：
B
10．在许多化合物中S可以取代O，取代后的物质仍跟原化合物具有相似的性质，下面是两种有机磷农药的结构简式：
这两种农药在使用过程中不能与下列物质中的哪一种混合使用（ ）
A．KClB．Ca（OH）2
C．CO（NH2）2D．Na2SO4
解析：
从结构分析①②具有酯的性质，在碱性条件下能水解，造成药效减弱。
答案：
B
二、非选择题（本题包括4小题，共50分）
11．（12分）Ⅰ.某生态系统中氮循环如右图所示：
（1）下列能将蛋白质转化为氨的一类生物是________________。
A．分解者
B．藻类
C．化能合成类生物
（2）该生态系统的豆科植物不施氮肥，仍能表现出良好的长势，其原因是________________________________________________________________________。
（3）写出工业固氮的化学方程式：
_________________________________________。
（4）雷雨中常有微量的硝酸生成，而为农作物所利用，用化学方程式表示HNO3的形成过程：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.某学生为证明某一白色固体是硫酸铵，他设计了两步程序：
第一步：
为了证明NH
的存在，必要的操作步骤是___________________________
________________________________________________________________________，
若有________________现象时，证明有NH
的存在；
第二步：
为了证明SO
的存在，该生设计了四种方案：
①加入BaCl2溶液，再加稀盐酸；②加入过量稀盐酸酸化了的氯化钡溶液；③先加入过量盐酸酸化后，再加入氯化钡溶液；④先加入硝酸钡溶液，再加入稀硝酸。
你认为上述方案中合理的是________，并简述合理的理由：
_____________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
NH
的检验利用铵盐与碱反应生成NH3，NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝来检验。
检验SO
时，①②无法排除Ag＋的干扰，④不能排除SO
的干扰。
答案：
Ⅰ.
（1）A
（2）豆科植物根部的根瘤菌能将游离态的氮转化为化合态的氮，从而满足自身营养的需要
（3）N2＋3H2
2NH3
（4）N2＋O2
2NO,2NO＋O2===2NO2，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
Ⅱ.取少量样品，加入NaOH溶液，微热，用湿润的红色石蕊试纸检验 红色试纸变蓝
③方案 ③先加入稀盐酸，排除Ag＋、SO
、CO
的干扰，再加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有SO
12．（13分）农作物生长不仅需要阳光、空气和水，还需要多种化学元素。
当植物缺乏N元素时，表现为植株生长缓慢、叶色发黄，严重时叶片脱落直至死亡。
而农作物的生长仅靠土壤中的N元素不能满足生长的需要，必须靠施肥加以补充。
（1）下列可作氮肥的化合物是________，其中含N量最高的是________。
A．碳酸氢铵B．磷酸二氢钙 C．硫酸钾D．硝酸钾 E．尿素
（2）尿素的合成有多种方法，请写出一个合成尿素的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（3）尿素在土壤中需经过水解后方可被农作物吸收，请写出尿素水解的化学方程式：
________________________________________________________________________。
简述尿素作氮肥的优点：
__________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）氮肥的制备，首先涉及氨的合成，请填写下列合成氨工艺流程图中的设备名称：
A________________、B________________。
解析：
（1）可作氮肥使用，则该化合物中必须含有N元素。
（3）尿素水解时，
酰胺键断键，生成CO2（H2CO3分解）和NH3。
（4）合成氨是在合成塔中进行的，然后在冷却塔中经冷却获得液氨。
答案：
（1）ADE E
（2）CO2＋2NH3
CO（NH2）2＋H2O
（3）CO（NH2）2＋H2O===CO2↑＋2NH3↑ 产生农作物光合作用必需的CO2，不会引起土壤酸化（或板结）
（4）合成塔 冷却塔
13．（12分）我国是个农业大国，农业是立国之本，“农村、农业、农民”是党中央新时期农村工作的重心，化肥与农药的发展起着巨大的推动作用，请回答下列问题：
（1）农作物生长过程中不可缺少的微量元素有Fe、Mn、B、Cu、Mo等，它们或是酶的组成成分，或能提高酶
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