第四单元 化学与技术的发展 课题1 化肥和农药1
课堂探究
探究一化学肥料
问题导引
2013年我国粮食生产获得大丰收,实现了粮食产量十连增。在粮食生产连获丰收的各种因素中化肥功不可没。常见化肥大致分为哪几类?
提示:常见化肥分为氮肥、磷肥、钾肥、复合肥料等。
名师精讲
常见化学肥料的种类
2.使用化学肥料的利弊
化肥对提高农作物的产量有重要作用。
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。
3.合理使用化学肥料
(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。
【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,根细胞不能从土壤中吸水而发黄。
答案:(1)A (2)B (3)B
特别提醒根据当地的实际情况合理使用化肥。化肥的使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。
变式训练1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.对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施用,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,会损失肥效。
答案:D
探究二农药
问题导引
人生病了吃药,而且要对症下药,这是常识。植物病了也需要对症下药。波尔多液就是葡萄霜霉病的特效药。波尔多液的杀菌原理是什么?
提示:病菌本身是一种蛋白质,而波尔多液由重金属盐硫酸铜和强碱石灰乳混合而成,它们都能使菌体蛋白质凝固而变性,从而达到防治植物病害的目的。
名师精讲
1.农药的分类
(1)杀虫剂:
第一代:天然产物,如天然植物艾蒿、烟草(药效低);无机物等。
第二代:有机合成农药,如含磷有机物马拉硫磷、氨基甲酸酯等,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。
(2)杀菌剂:
①表面杀菌剂:波尔多液。
②内吸性杀菌剂:如多菌灵,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。
③除莠剂:优点是杀死杂草而不伤害作物,节省大量劳动力,有利于农业机械化发展和耕作栽培技术的更新。
2.使用农药的利弊
(1)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、杂草等作斗争的有力武器。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。
(2)农药的合理使用。
农药的使用,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。
【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
方法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。
变式训练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
课件18张PPT。 核心要点突破课堂互动讲练学习目标课前自主学案知能优化训练课题1课题1 化肥和农药学习目标
1.了解常见化肥的组成、性质、作用。
2.了解常见农药的成分及其作用。
3.通过典型事例了解化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂及其发展趋势。课前自主学案一、化肥为农作物补充必要的营养元素
1.农业生产中,大量使用的化肥主要有_____、______、______。写出以磷矿石为原料生产过磷酸钙的化学反应方程式氮肥磷肥钾肥氯化钾硫酸钾硝酸钾二、农作物的保护神——农药
1.最早使用的农药石硫合剂是用______和______配制的,农药波尔多液是用________、______配制的。科学家们在不断寻找高效、低毒、低残留的农药,这样的农药可能从元素周期表的________区域寻找。
2.一些农药如六六六粉,不溶于水而且扩散途径多,可以通过农作物进入人体,对人体造成伤害。因此,目前世界上已禁止生产和使用六六六粉。写
出六六六粉结构简式 。石灰硫黄硫酸铜石灰非金属3.人们通过研究合成了一种能促进植物生长的调节剂乙烯利,写出乙烯利在植物体内产生乙烯的化学方程式
。
?
三、化肥、农药的合理使用与环境保护
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,如能毒害水生物和污染水源等;不合理使用化学肥料往往会造成______________,产生_____等污染现象。水体富营养化水华核心要点突破2.用作氮肥的铵盐:氨水是液体,运输不便,又容易挥发而降低肥料。工业上常利用酸和氨起反应制成固体铵盐用作肥料。例如:NH3+H2O+CO2===NH4HCO3,NH3+HNO3===NH4NO3,2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4,NH3+HCl===NH4Cl。
3.尿素:工业上用氨和CO2在2.02×104 KPa和180 ℃合成CO(NH2)2:二、磷肥
磷肥能促进作物根系发达,增强抗旱抗寒能力,还能促进作物提早成熟,穗粒增多,籽粒饱满。常用的磷肥为钙镁磷肥、过磷酸钙、重过磷酸钙等。
1.原料:磷矿石〔主要成分Ca5(PO4)3F〕、硫酸。2.H3PO4的制备:三、钾肥
钾肥能促进作物生长健壮,茎秆粗硬,增强对病虫害和倒伏的抵抗能力,并能促进糖分和淀粉的生成,常用的钾肥有K2SO4、KCl等。
四、复合肥料
复合肥料是含有两种或两种以上营养元素组成的化肥,如NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、KNO3、KH2PO4等。
五、微量元素化肥
主要有硼肥、锰肥、铜肥、锌肥、钼肥等。施用的量很少,但植物缺乏这些微量元素就会影响生长发育,减弱抗病能力。课堂互动讲练 要想做好本知识点的题目,需要考生注意以下问题:
1.了解常见的化肥,知道其中所含的化学成分。
2.弄清化肥在使用时的注意事项,如:什么时候,怎样使用才能使化肥发挥其最佳作用。 (2011年潍坊模拟)研究表明,土壤的酸碱性及土壤中营养元素的多少会影响农作物及花草树木的生长。
(1)月季花适宜在酸性土壤中生长,若提供下列氮肥品种,最好选用________,其原因是________________________________________________________________________。
A.尿素 B.碳酸氢铵
C.硫酸铵 D.氨水
(2)小明家责任田里的庄稼生长不茂盛,叶色淡绿、茎叶细小,同时还出现了不同程度的倒伏现象。请问:
①小明家的庄稼缺两种营养元素,它们是________(填“N”、“P”、“K”或“微量元素”)。
②某生产资料公司的化肥价格如下表:在考虑既经济实用又解决问题的条件下,你认为小明应购买的化肥是________(填化学式)。
【解析】 (1)四种肥料中,尿素显中性,NH4HCO3接近中性,氨水显碱性,(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,显酸性。
(2)根据N、P、K营养元素对农作物的生长作用,可判断庄稼缺N、K元素,从生产资料公司提供的化肥价格看,花同样的钱购买化肥,碳酸氢铵中N元素的质量高于尿素的,KCl中K元素的质量高于K2SO4的。
【答案】 (1)C 因为硫酸铵水解显酸性
(2)①N、K ②NH4HCO3、KCl变式训练 (2011年马鞍山二中月考)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.碳酸氢铵 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使用,因易产生挥发物质氨气,降低肥效,而草木灰的主要成分是K2CO3,水解显碱性。
(3)当使用化肥过多时,根细胞不能从土壤中吸水而发黄。
答案:(1)A (2)B (3)B第四单元 化学与技术的发展 课题1 化肥和农药2
课堂互动
三点剖析
一、常见化肥及其生产原理
1.常见化肥
氮肥:尿素CO(NH2)2、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵等;
磷肥:过磷酸钙〔Ca(H2PO4)2·H2O、CaSO4〕、钙镁磷肥?〔Ca3(PO4)2?、Mg3(PO4)2〕、钢渣磷肥等;
钾肥:草木灰、氯酸钾、硫酸钾、硝酸钾等。
2.硝酸铵制备的化学原理
(1)氨的催化氧化:4NH3+5O2 4NO+6H2O
(2)一氧化氮的氧化:2NO+O2====2NO2
(3)二氧化氮的吸收:3NO2+H2O====2HNO3+NO
(4)硝酸铵的生成:HNO3+NH3====NH4NO3
【例1】 下列框图是某元素的单质A及其重要化合物在一定条件下相互转化的关系图(生成物中不含该元素的物质均已略去)。
已知:F可用作化肥,也可用来制炸药;纯净的G是一种无色或淡黄色的晶体。据此判断:
(1)单质A必定是____________(填“金属”或“非金属”),理由是__________________。
(2)下列哪些属于物质G的用途____________。
a.用于印染、漂白行业
b.黏合剂
c.防腐剂
d.“钡餐”
e.常用的混凝土掺和剂、防冻剂
f.加入NaI或KIO3后可作“碘盐”用
解析:本推断题的“题眼”为F既可作为化肥,也可用来制炸药,可初步推知为NH4NO3。据转化关系可知:A为N2,B为NH3,C为NO,D为HNO3,E为NO2,G为NaNO2。
答案:(1)非金属 因为B+CA,且A为单质,组成单质A的元素在B、C中分别呈正、负价,所以A是非金属(或因为F为NH4NO3,A是含氮元素的单质N2,所以A为非金属单质)
(2)ace
二、化肥和农药的合理使用
1.化肥与农药混合施用的原则
第一,碱性农药如波尔多液,不能与碳酸铵、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等铵态氮肥或过磷酸钙混合,否则易生成氨挥发或产生沉淀,从而降低肥效。第二,碱性化肥如氨水、石灰、草木灰,不能与除虫菊酯类杀虫剂等农药混合使用,因为多数有机磷农药在碱性条件下易发生分解而失效。第三,化肥不能与微生物农药混合,因为化肥挥发性、腐蚀性强,若与微生物农药混用,易杀死微生物,降低防治效果。
2.化肥与化肥混合施用的原则
第一,过磷酸钙不能与草木灰、石灰氮、石灰等碱性肥料混用,否则会降低磷的有效性。
第二,钙镁磷肥等碱性肥料不能与铵态氮肥混施,因为碱性肥料若与铵态氮肥混施,会使氨挥发,造成肥效损失。
【例2】 下列做法有利于粮食产量持续稳定增长的是( )
A.将农家肥与化肥结合施用
B.注意发展高效化肥和复合肥料的生产
C.逐年增加单位面积上硫铵的施用量
D.将草木灰、硫酸铵、过磷酸钙混合施用
解析:农家肥含多种营养元素,但其含量较少,肥效慢而长,能改良土壤结构,与化肥结合施用可以互补。复合肥料是含两种或两种以上营养元素的化肥〔如NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、KNO3、KH2PO4等〕,施用复合肥有利于粮食稳产高产。长期施用硫铵,易造成土壤酸性增加、板结硬化。化肥的混合使用,应以相互不反应为原则,否则可能降低肥效。草木灰显碱性,碱性肥料不能和铵盐混合施用。
答案:AB
三、农药污染、化肥污染及环境保护
1.化肥污染
农田所施用的任何种类和形态的化肥,都不可能全部被植物吸收,施用大量化学肥料会引起水体、土壤和大气的污染。
化肥污染引起的环境问题主要有:
(1)河川、湖泊、内海的富营养化。引起水域富营养化的原因,主要是水中氮、磷的含量增加,使藻类等水生植物生长过快。
(2)土壤受到污染,土壤物理性质恶化。长期过量而单纯施用化学肥料,会使土壤硬化。
(3)食品、饲料和饮用水中有毒成分增加。施用化肥的地区的井水或河水中氮的含量增加。施用化肥过多的土壤会使蔬菜和牧草等作物中硝酸盐含量增加。
(4)大气中氮氧化物含量增加。
2.农药污染
化学农药是消灭植物病虫害的有效药物,但农药的使用量增加,会产生一些不良后果,主要表现为:
(1)有机氯类农药不仅对害虫有杀伤毒害作用,同时对害虫的“天敌”及传粉昆虫等益鸟益虫也有杀伤作用,因而破坏了自然界的生态平衡。
(2)长期使用同类型农药,会使害虫产生抗药性,因而增加了农药的使用量和防治次数,也大大增加了防治费用和成本。
(3)长期大量使用农药,会使农药在环境中逐渐积累,造成土壤酸化、板结等,降低作物产量。
(4)农药被农作物吸收、进入动物体内,经过生物富集浓缩,使其毒性更大,不仅使得害虫的天敌更易受到毒害作用,而且会通过食物链威胁人体的健康。
【例3】 造成水体富营养化的物质主要是( )
A.二氧化硫
B.化学肥料中富余的氮、磷等矿质元素
C.硫化氢
D.甲烷
解析:水体中N、P等植物必需的矿质元素含量过多,会导致水体富营养化。
答案:B
各个击破
类题演练1
尿素是一种铵态氮肥,工业上生产尿素的化学反应是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。
(1)若从原料被充分利用的角度考虑,最好应选用的原料是( )
A.CO
B.石脑油(C5H12,C6H14)
C.CH4
D.焦炭
(2)作出这种选择的理由是 _________________________
解析:根据反应N2+3H22NH3和CO2+2NH3====CO(NH2)2+H2O知,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+6CO2(3.2∶1)?
故石脑油的利用率最高。?
答案:(1)B?
(2)石脑油与水反应后生成的H2与CO2的物质的量之比最接近3∶1,反应趋于完全,原料可充分利用?
变式提升1
尿素的合成彻底破除了唯心的“生命力”学说,促进了有机化学的飞速发展,成为有机化学史上的一个里程碑。
现代工业上用氨与二氧化碳在高压下反应,先生成氨基甲酸铵,再脱水生成尿素。反应式为2NH3+CO2 NH2COONH4;NH2COONH4CO(NH2)2+H2O
根据已学知识推断起固氮作用的化学反应是( )
A.N2与H2在一定条件下反应生成NH3
B.NO与O2反应生成NO2
C.NH3经催化氧化生成NO
D.N2蛋白质
解析:将空气中游离的氮转化为氮的化合物的方法统称为氮的固定。?
答案:AD?
变式提升2
据统计,由于使用了DDT等化学农药,减少病虫害,挽回的粮食损失占总产量的15%。此外,DDT还能有效地杀灭蚊蝇、体虱等传统疾病的害虫,从而大大减少疟疾、伤寒等的发病率和死亡人数。
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:DDT是烃的衍生物,属脂溶性化合物,难溶于水,对害虫、益虫均有毒杀作用,且不易分解。?
答案:B?
类题演练2
某农民的土地里因缺钾而影响到农作物的淀粉的生成,他应给农作物施…( )
A.氯化钾 B.尿素
C.过磷酸钙 D.硝酸铵
解析:农业生产中常作为肥料施用的有农家肥和化肥两大类,化学肥料一般有氮肥(氨水、尿素、碳铵、硝铵、硫铵等)、磷肥〔磷矿粉主要成分磷酸钙(难溶于水,只有被土壤中的多种酸溶解后,才能被植物吸收)、钙镁磷肥、过磷酸钙、重过磷酸钙等〕、钾肥(硫酸钾、氯化钾等)。钾元素能促进植物淀粉的生成,所以应施用氯化钾。
答案:A?
变式提升3
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.碳酸氢铵 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
(4)含15N的氨基酸被吸收进入动物细胞内,又经脱氨基作用被分解为含15N的物质,进而转变成____________随尿排出体外。
解析:该题是化学和生物知识交叉的综合题。?
(1)硫酸铵含氮量为×100%=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,而草木灰的主要成分为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使植物?发黄。??
(4)含15N标记的肥料经交换吸附,在植物细胞内转化为蛋白质,而蛋白质在动物体内最终转化为尿素排出?体外?。?
答案:(1)A (2)B (3)B (4)尿素?
类题演练3
下列各组物质中都难以被微生物分解的有机污染物是( )
A.人畜粪尿,农药 B.脂肪,纤维素
C.人畜粪尿,蛋白质 D.塑料,农药
解析:在生物净化过程中,绿色植物和微生物起着重要的作用。生物净化是指生物体通过吸收、分解和转化作用,使生态环境中污染物的浓度和毒性降低或消失的过程。自然界中有些有机污染物比较容易被分解,如人畜粪尿等;有些有机物比较难分解,如纤维素、农药等;有些则基本不能被微生物分解,如塑料、尼龙。?
答案:D?
变式提升4
随着生活水平的提高,人们越来越重视“绿色食品”,绿色食品是指( )
A.添加了绿色色素的食品
B.含有叶绿素的食品
C.原料生产过程中没有使用化肥、农药的食品
D.原料生产及加工过程中没有受到污染的食品
解析:绿色食品是指在生产、加工各个环节都没有受到污染的食品。它以环保、安全、健康为目标,在农作物生长过程中严格控制,不使用对人体有害的农药、化肥、生长调节剂等。
答案:D?
变式提升5
中国环境标志图形由青山、绿水、太阳及十个环组成。环境标志的中心结构表示人类赖以生存的环境;外围的十个环紧密结合,环环紧扣,表示公众参与,共同保护环境;同时十个环的“环”字与环境的“环”同字,其寓意为“全民联合起来,共同保护人类赖以生存的环境。”
工、农业及城市生活污水中含磷,对于处理污水时要不要除去磷,下列说法正确的是( )
A.磷是生物的营养元素,不必除去
B.含磷的污水是很好的肥料,不必除去
C.含磷污水排到自然水中,引起藻类增殖,使水变质,必须除去
D.磷对人无毒,除去与否无关紧要
解析:含磷污水必须经处理后才能排放,否则会引起水体富营养化。?
答案:C
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+5O24NO+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
(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。
(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
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。
农药贮藏方法
一、防止分解。存放农药的地方应阴凉、干燥、通风,温度不应超过25摄氏度,更要注意远离火源,以防药剂高温分解。
二、防止挥发。由于大多数农药具有挥发性,贮存农药要注意施行密封措施,避免挥发降低药效,污染环境,危害人体健康。
三、防止误用。农药要集中放在一个地方,做好标记,瓶装农药破裂,要换好包装,贴上标签,以防误用。
四、防止失效。粉剂农药要放在干燥处,以防受潮结块而失效。
五、防止中毒。农药不能与粮油、豆类、种子、蔬菜、食物以及动物的饲料等同室存放,特别注意不要放在小孩可接触的地方。
六、防止变质。农药要分类贮存。按化学成分,农药可分为酸性、碱性、中性三大类。这三类农药要分别存放,距离不要太近,防止农药变质;也不能和碱性物质、碳铵、硝酸铵等同时存放在一起。
七、防止火灾。不要把农药和易燃易爆物放在一起,如烟熏剂、汽油等,防止引起火灾。
八、防止冻结。低温要注意防冻,温度保持在1℃以上。防冻的常用办法是用碎柴草、糠壳或不用的棉被覆盖保温。
九、防止污染环境。对已失效或剩余的少量农药不可在田间地头随地乱倒,更不能倒入池塘、小溪、河流或水井。也不能随意加大浓度后使用,应采取深埋处理,避免污染环境。
十、防止日晒。用棕色瓶子装着的农药一般需要避光保存。需避光保存的农药,若长期见光曝晒,就会引起农药分解变质和失效。例如乳剂农药经日晒后,乳化性能变差,药效降低。所以在保管时必须避免光照日晒。
十一、防止混放。农药分酸、中、碱性。酸性有敌敌畏、溴氧菊酯等;中性有三唑磷、杀虫双、螟施净、锐劲特等;碱性有波尔多液、石硫合剂、农用链霉素、噻菌铜等。这三种不同性质的农药在冬季保管时要隔开存放(相距最好在2米以上),对用不完的两种农药也不能混装在一个瓶内,以免失效。
化肥发展简史
简史
根据古希腊传说,用动物粪便作肥料是大力士赫拉克罗斯首先发现的。赫拉克罗斯是众神之主宙斯之子,是一个半神半人的英雄,他曾创下12项奇迹,其中之一就是在一天之内把伊利斯国王奥吉阿斯养有300头牛的牛棚打扫得干干净净。他把艾尔菲厄斯河改道,用河水冲走牛粪,沉积在附近的土地上,使农作物获得了丰收。当然这是神话,但也说明当时的人们已经意识到粪肥对作物增产的作用。古希腊人还发现旧战场上生长的作物特别茂盛,从而认识到人和动物的尸体是很有效的肥料。在《圣经》中也提到把动物血液淋在地上的施肥方法。
千百年来,不论是欧洲还是亚洲,都把粪肥当作主要肥料。进入18世纪以后,世界人口迅速增长,同时在欧洲爆发的工业革命,使大量人口涌入城市,加剧了粮食供应紧张,并成为社会动荡的一个起因。化学家们从18世纪中叶开始对作物的营养学进行科学研究。19世纪初流行的两大植物营养学说是“腐殖质”说和“生活力”说。前者认为植物所需的碳元素不是来自空气中的二氧化碳,而是来自腐殖质;后者认为植物可借自身特有的生活力制造植物灰分的成分。1840年,德国著名化学家李比希出版了《化学在农业及生理学上的应用》一书,创立了植物矿物质营养学说和归还学说,认为只有矿物质才是绿色植物唯一的养料,有机质只有当其分解释放出矿物质时才对植物有营养作用。李比希还指出,作物从土壤中吸走的矿物质养分必须以肥料形式如数归还土壤,否则土壤将日益贫瘠。从而否定了“腐殖质”和“生活力”学说,引起了农业理论的一场革命,为化肥的诞生提供了理论基础。
1828年,德国化学家维勒(F.W?hler,1800-1882)在世界上首次用人工方法合成了尿素。按当时化学界流行的“活力论”观点,尿素等有机物中含有某种生命力,是不可能人工合成的。维勒的研究打破了无机物与有机物之间的绝对界限。但当时人们尚未认识到尿素的肥料用途。直到50多年后,合成尿素才作为化肥投放市场。
1838年,英国乡绅劳斯(L.B.Ross)用硫酸处理磷矿石制成磷肥,成为世界上第一种化学肥料。
1840年,德国化学家李比希(J.von Liebig,1803-1873)出版了《化学在农业及生理学上的应用》—书,创立了植物矿物质营养学说和归还学说,彻底否定了当时盛行的“腐殖质”和“生命力”两大植物营养学说,为化肥的发明与应用奠定了理论基础。李比希还在1850年发明了钾肥。
1850年前后,劳斯又发明出最早的氮肥。1909年,德国化学家哈伯(F.Haber,1868-1934)与博施(C.Bosch,1874-1940)合作创立了“哈伯-博施”氨合成法,解决了氮肥大规模生产的技术问题。
20世纪50年代以来,施用化肥得到了大规模应用。据统计,在各种农业增产措施中,化肥的作用占大约30%。
闽东的化肥生产始于1958年福安的磷肥生产。60年代后期,福安、宁德、古田先后引进合成法生产碳酸氢铵。1977年,古田化肥厂创造出螺旋流筛法,实现造气全烧碳化煤球,年产由70年
化肥(2张)
代初期3000吨提高到5000吨。80年代初,一闽东合成氨厂开展全面技改:造气的料煤作精选净化处理,减少煤球杂质,提高合碳量;调节造气炉温度,选好催化剂,提高原料气转化得率和单炉发气量;调整氮、氢气间比例和合成塔内反应气体压力和温度,提高原料气向氨气的转化率,促进反应速度,增加氨气单位时间里的生成量;改造水冷器和热交换器使热能充分利用减少浪费。80年代中期,古田化肥厂进行技改,引用省化工设计院换热网络技术装置,通过变换循环热水向合成取热,并向精炼供热,实现能量逐级利用、节约能耗,吨氨成本减至114元,主要设备成为全国小氨行业第三代先进设备,合成氨从年产8000吨提高到1.2万吨。80年代后期,古田化肥厂继续完善改革各项配套工程,使碳酸氨按年产突破4万吨,含氮量>16.6%,含水量<5%,产品质量达国家二级品标准。
发展
2006年以来,中国化肥行业工业总产值总体上呈增长趋势。其中,2009年受金融危机影响,化肥市场需求下降,化肥行业产能缩减,全年实现工业总产值3938.79亿元,同比下降6.96%;2010年以来,化肥市场明显回暖,行业开工率明显上升,全年实现工业总产值5068.13亿元,较上年增长28.67%。2011年中国化肥行业工业总产值达到7192.25亿元。
中国化肥产业“十二五”发展重点已初步确定,其中企业整合和重组将成为重中之重。计划到“十二五”末,氮肥企业数量减少到200家以下,磷肥企业数量减少到150家以下。预测,“十二五”及2020年前的化肥需求还将有小幅增长,按粮食自给率98%测算,预计2015年化肥需求约5100万吨,2020年约5300万吨,国内化肥行业未来5年的产量和产品结构目标是:氮肥、磷肥自给率保持110%-120%,钾肥自给率60%以上,高浓度肥料维持合理比例。
化肥的污染防治
1.强化环保意识,加强监测管理
加强教育,提高群众的环保意识,使人们充分意识到化肥污染的严重性,调动广大公民参与到防治土壤化肥污染的行动中。注重管理,严格化肥中污染物质的监测检查,防止化肥带人土壤过量的有害物质。制定有关有害物质的允许量标准,用法律法规来防治化肥污染。
2.增施有机肥,改善理化性质
施用有机肥,能够增加土壤有机质、土壤微生物,改善土壤结构,提高土壤的吸收容量,增加土壤胶体对重金属等有毒物质的吸附能力。可根据实际情况推广豆科绿肥,实行引草入田、草田轮作、粮草经济作物带状间作和根茬肥田等形式种植。另外,作物秸秆本身含有较丰富的养分,推行秸秆还田也是增加土壤有机质的有效措施,绿肥、油菜、大豆等作物秸秆还田前景较好,应加以推广。
3.普及配方施肥,促进养分平衡
根据作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应,在以有机肥为主的条件下,产前提出施用各种肥料的适宜用量和比例及相应的施肥方法。推广配方施肥技术可以确定施肥量、施肥种类、施肥时期,有利于土壤养分的平衡供应,减少化肥的浪费,避免对土壤环境造成污染。
4.应用硝化抑制剂,缓解土壤污染
硝化抑制剂又称氮肥增效剂,能够抑制土壤中铵态氮转化成亚硝态氮和硝态氮,提高化肥的肥效和减少土壤污染。据河北省农科院土肥所贾树龙研究,施用氮肥增效剂后,氮肥的损失可减少20%~30%。由于硝化细菌的活性受到抑制,铵态氮的硝化变缓,使氮素较长时间以铵的形式存在,减少了对土壤的污染。
5.采取多管齐下,改进施肥方法
深施氮肥,主要是指铵态氮肥和尿素肥料。据农业部统计,在保持作物相同产量的情况下,深施节肥的效果显著;氮铵的深施可提高利用率31%~32%,尿素可提高5%~12.7%,硫铵可提高18.9%~22.5%。磷肥按照旱重水轻的原则集中施用,可以提高磷肥的利用率,并能减少对土壤的污染。还可施用生石灰,调节土壤氧化-还原电位等方法降低植物对重金属元素的吸收和积累,还可以采用翻耕、刻土深翻和换土等方法减少土壤重金属和有害元素。
第1课题 化肥与农药
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知识梳理
一、化肥与农药的意义
化肥为农作物补充必要的___________元素
化肥中大量施用的主要是___________肥、___________肥和___________肥。
磷肥:Ca5(PO4)3F+7H2SO4(浓)====3Ca(H2PO4)2+7CaSO4+2HF
Ca(H2PO4)2·H2O和CaSO4称为__________,简称为普钙。
Ca3(PO4)2和M g3(PO4)2叫_____________。
钾肥主要有:__________、__________、__________及草木灰(主要成分为__________)。
我国最大的钾盐生产基地——__________湖。
氮肥:以合成氨为原料生产__________的、__________和__________。
尿素生产原理:CO2+2NH3H2NCOONH4,H2NCOONH4H2NCONH2(尿素)+H2O
硝酸铵生产原理:4NH3+5O24NO+6H2O,
复合肥料:含有___________植物所需的营养元素的肥料,如硝酸钾中含有氮和钾两种营养元素。
玻璃微肥:将作物所需的___________元素固定在玻璃细粉颗粒中,由于玻璃微溶于水,微量元素从玻璃中缓释出来。
原料:废玻璃、粉煤灰、炼钢炉渣、矿石。
二、农作物的保护神——农药
当前病、虫、草害造成农作物减产达30%—40%
1.杀虫剂与虫害的防治
2.病害和草害的防治
石硫合剂:_____________、______________的混合物
波尔多液:_____________、______________的混合物
通过分析和改变2,4D(除草剂)的结构来改变其药效。
乙烯催熟西红柿:
(乙烯利)CH2====CH2+HCl+HPO3
三、化肥、农药的合理使用与环境保护
1.农药残留:农药施用时,在作物、土壤以及其他环境中剩余的___________及其___________称为农药残留。
2.危害途径
(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留农药的吸收。
(2)通过___________造成的富集。
3.农药使用中的三个过程
___________过程:农药在土壤中变化、危害消失的过程;
___________过程:土壤及作物吸附农药而使农药残留在土壤或作物中;
___________过程:农药使用过程中,部分进入大气、附近水域或地下水而对相应对象造成毒害和污染的过程。
卡逊的《寂静的春天》描述有害化学物质的___________富集会导致一些___________濒临灭绝,为人类敲响了___________恶化的警钟,滥用___________会造成恶性循环。
知识导学
明确化肥是提供植物生长所需要的元素。植物正常生长发育所需要的营养元素有必需元素和有益元素之分;必需元素中又有大量(亦称常量)元素和微量元素之分。
必需元素指植物正常生长发育所必需而不能用其他元素代替的植物营养元素。根据植物需要量的多少,必需元素又分为必需大量元素和必需微量元素。必需大量元素有碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙;必需微量元素有铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯。大量元素与微量元素虽在需要量上有多少之别,但对植物的生命活动都具有重要功能,都是不可缺少的。
从植物生长所需的元素来认识每种化肥的成分、生产原理,掌握相关反应的化学方程式。
从广义和狭义两方面理解农药。广义的农药包括所有在农业使用的化学品,例如,日本早期(1948年)公布的“农药管理法”就有这种解释,近年来甚至把天敌生物商品也包括在内,称为“天敌农药”;英美至今仍有沿用“农业化学品(agicultural chemicals或agrochemicals)”这一名词的,事实上也把化学肥料包括在内。狭义的农药一般是指用于防治农、林有害生物(病、虫、草、鼠等)的化学药剂,以及为改善其理化性状而用的辅助剂,还包括植物生长调节剂。目前,在国际交流中,已统一使用农药(pesti?cide)一词,其定义和包括的范围也大体趋于一致,即狭义解释的农药。
我国所用“农药”一词源于日本的“农药”。1997年国务院公布的“中华人民共和国农药管理条例”第一次对农药的物质特性给出了界定。农药是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其他有害生物以及有目的抑制植物、昆虫生长的化学合成的或者几种物质混合物及其制剂。
从农药使用中的三个过程和环保的角度出发,高效、低毒、低残留的农药是农药研发的发展方向。
疑难突破
1.农作物需要哪些营养元素?
剖析:1840年李比希出版《化学在农业和植物生理学上的应用》,首创植物的矿物质营养学说,现在给农作物补充营养元素,已成了农作物增产的主要途径。
高等植物必需的大量元素有6种:C、H、O、N、P、K;
中量元素有3种:Ca、Mg、S;
微量元素有8种:、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Cl、Mo、Ni;
Na和Si也是高等植物必需的元素。
2.如何理解DDT的功与过?
剖析:DDT最先是在1874年被分离出来的,但是直到1939年才由瑞士诺贝尔奖获得者化学家Paul Muller重新认识到其对昆虫是一种有效的神经性毒剂。 DDT在第二次世界大战中开始大量地以喷雾方式用于对抗黄热病、斑疹伤寒、丝虫病等虫媒传染病。例如在印度,DDT使疟疾病例在10年内从7 500万例减少到500万例。同时,对家畜和谷物喷DDT,也使其产量得到双倍增长。DDT在全球抗疟疾运动中起了很大的作用。用氯奎宁防治传染源,以伯胺奎宁等药作预防,再加上喷洒DDT灭蚊,一度使全球疟疾的发病得到了有效的控制。在1962年,美国海洋生物学家Rachel Carson在其发表的著作《寂静的春天》中怀疑DDT进入食物链,最终会在动物体内富集,例如在游隼、秃头鹰和鱼鹰这些鸟类中富集。由于氯代烃会干扰鸟类钙的代谢,使一些食肉和食鱼的鸟类接近灭绝。一些昆虫也会对DDT逐渐产生抗药性。由于在全世界禁用DDT等有机氯杀虫剂,以及在1962年以后又放松了对疟疾的警惕,疟疾很快就在第三世界国家中卷土重来。今天,在发展中国家,特别是在非洲国家,每年大约有一亿多的疟疾新发病例,大约有100多万人死于疟疾。这除了与疟原虫对氯奎宁等治疗药物产生抗药性外,也与目前还没有找到一种经济有效的对环境危害小又能代替DDT的杀虫剂有关。
疑难导析
首先,农作物合成多种营养物质。农作物通过光合作用,将二氧化碳和水合成人类所需要的各种营养物质。
其次营养物质中所含的人和动物所需要的各种营养元素,需要农作物通过吸收土壤中的营养元素,而有些营养元素土壤中缺少,就需要人为地补充,施肥就是常用方法。所以,可以从人和动物所需要的各种营养元素来理解农作物需要哪些营养元素。
首先,认识DDT给人类带来的益处。DDT的发明、生产与使用为人类的发展带来过巨大成就,特别是在防治疟疾方面收到了明显的社会效益,得到了公众的承认。
其次,认识到由于DDT对光、空气、酸、碱等表现出很稳定的化学性质,难溶于水,易溶于脂肪,通过食物链富集在动物的脂肪中,从而对一些鸟类等产生毒害,迫害了生态平衡。同时它的高残留性,也给人类带来了灾难。
现在全世界大多数国家都已经禁止使用DDT,但如何开发低残留而又具有DDT药效的新药,又成为化学家,特别是精细化学家的重要使命之一,虽经努力,但目前尚无成就的现实则成为对精细化学家的重要挑战。
问题探究
问题1:三种补充土壤氮肥方案:硝石、电弧法高温固氮、炼焦副产氮肥,哪一种最合理?
探究:电弧法高温固氮的原理为:N2+O22NO;2NO+O2====2NO2;3NO2+H2O====2HNO3+NO;NH3+HNO3====NH4NO3。
硝石的主要成分是硝酸钠,可以直接作为氮肥;
炼焦时可以得到粗氨水,将它用合成氨工厂的副产物二氧化碳来吸收,得到碳酸铵或碳酸氢铵,当然也可以用硫酸厂的尾气二氧化硫来吸收,得到硫酸铵,都可以成为农业上急需的氮肥,同时也解决环境污染问题。
从以上原理可以看出:前者是利用空气中的资源,但放电需要提供较多的电能;以硝石为资源,则受到资源限制,需要根据各地的资源来决定;利用副产物生产氮肥,虽然既降低成本又解决了环境污染,但前提是有副产物可供利用。
问题2:如何防止农药残留?
探究:防止农药残留可从以下三个方面入手:
(1)合理使用农药:解决农药残留问题,必须从根源上杜绝农药残留污染。我国已经制定并发布了七批《农药合理使用准则》,国家标准准则中详细规定了各种农药在不同作物上的使用时期、使用方法、使用次数、安全间隔期等技术指标。合理使用农药,不但可以有效地控制病虫草害,而且可以减少农药的使用,减少浪费,最重要的是可以避免农药残留超标。
(2)加强农药残留监测:开展全面、系统的农药残留监测工作能够及时掌握农产品中农药残留的状况和规律,为政府部门提供及时有效的数据,为政府职能部门制定相应的规章制度和法律法规提供依据。
(3)加强法制管理:加强《农药管理条例》《农药合理使用准则》《食品中农药残留限量》等有关法律法规的贯彻执行。
问题3:怎样科学合理地进行施肥?
探究:科学合理地进行施肥,需要多方面协同工作:
(1)搞好农业科技服务工作,帮助农民测土、配肥,对农民在技术上给予指导,解决农民积肥、造肥、施肥方面的技术难题,提高农民科学施肥的能力。
(2)发展生态农业,循环利用有机物。生态农业讲究有机物的循环再利用,即一次投入多次收益,方法简便易行,如调整作物布局可以针对土壤的养分状况,安排营养要求相适应的作物,以充分发挥土壤和作物各自的优势,做到省肥增产。
(3)用地养地相结合,多种植一些有利于改善土壤结构的绿肥和豆科作物,不断提高土壤肥力。
(4)有机肥与化肥合理搭配使用。不同的作物对养分需求比例有不同的要求,必须有针对性地合理供应才能较好地满足其生长需要。在生产实践中,以有机肥配合部分化肥作底肥,以化肥作追肥,能充分发挥肥料的缓效与速效相结合的优点,调控作物的生长与品质,是比较理想的施肥方式。
问题导思
分析三种补充土壤氮肥的方案应先将原料、原理弄清楚。电弧法高温固氮利用空气中的氧气,高温放电的得到氮肥;硝石直接作为氮肥;炼焦时用得到的粗氨水与二氧化碳反应得到氮肥。
然后比较它们的资源是否丰富、运输是否方便、生产成本、对环境的影响,结合工业经济学考查它的经济效益情况,才能得出合理的结论。
必须从人为的因素考虑,有关部门应在继续加强《农药合理使用准则》制定工作的同时,加大宣传力度,加强技术指导,使《农药合理使用准则》真正发挥其应有的作用。而农药使用者应积极学习,树立公民道德观念,科学、合理地使用农药。查找农药残留形成的原因,加强对违反有关法律法规行为的处罚,是防止农药残留超标的有力保障。
防止农药残留可以从日常生活做起,消除蔬菜上的农药残留,如水烫、水泡、水洗、削皮、光照、放置等。
明确合理施肥的关键在于“知肥善用”。加大化肥改善农作物品质的宣传力度,从观念上纠正人们对化肥的误解和片面看法。
关注两类问题,一是某些地区及作物氮肥用量过大,二是更多的地区及作物化肥用量不足,这都会引起农作物品质不良。在养分投入量大的地区及作物上,应优化肥料配比、加强合理施肥技术的传播;而在养分投入少的地区和作物上,应开拓化肥施用的新领域并增加化肥投入。
从肥料的研制和生产考虑,加快发展化肥工业,推动养分均衡、方便可靠的系列化、标准化肥料品种的研制和生产,在降低有害成分含量的情况下,满足不同作物需求。
典题精讲
【例1】 俗话说:“庄稼一枝花,全靠肥当家”。全国农业生产实践已表明,施用化肥能直接提供养分,增加作物产量。我国农科院曾做过统计,每0.5 kg氮能增产水稻7.75 kg,小麦5.25 kg,棉花4.75 kg,玉米9.5 kg。所以,毫不夸张地说,化肥是农业增产的重要手段之一。但是,盲目地过量施用化肥,不仅造成肥料的浪费,同时还污染了环境,给生态系统和人类健康带来危害,我们必须清醒地认识这一点。
下面请你根据已学过的知识,回答有关化肥的一系列问题:
(1)在农作物生长发育时期,需要量最多的三种矿质元素是什么?它们在植物生命活动中有什么作用?
(2)有一种复合化肥,含NH4NO3、NH4H2PO4和KCl,其质量比为1∶2∶2。问:
①某农民要配制该复合肥料100克,需要NH4NO3、NH4H2PO4、KCl各多少克?
②计算该复合肥料中N、P、K的质量分数是多少?
③上述化肥是以什么形式被吸收的,一般需经过哪两个步骤?
(3)在土壤呈酸性时,现有(NH4)2SO4和NH4NO3两种化肥,你应施用哪种化肥为适宜,为什么?
(4)施用化肥后,由于地面径流冲刷或随着雨水流失会造成环境污染,主要表现在哪些方面?
思路解析:(1)植物生命活动需要量最大的三种矿质元素是N、P、K。
氮是蛋白质的主要组成元素,它能加速细胞分裂和生长,使植物枝叶繁茂。
磷能促进幼苗发育,促进开花、结果成熟。
钾能使茎秆健壮,抗倒伏,促进淀粉的合成与运输。
(2)①配制该复合肥料100克,需要NH4NO3 20克,NH4H2PO4 40克,KCl 40克;
②N的质量分数为11.9%;P的质量分数为10.8%;K的质量分数为20.9%;
③上述化肥是以离子状态被吸收的,主要吸收的有、、、K+。根细胞吸收一般需经过离子交换吸附和主动运输两个步骤。
(3)因为根吸收肥料是以离子交换吸附方式进行的,植物需要氨较多,故吸收多,吸收少。故交换下来进入土壤里的H+多,使土壤显酸性。所以不宜在酸性土壤中使用(NH4)2SO4而 NH4NO3是生理中性盐,对和的吸收量是相同的。交换下来的H+和OH-的量相同,不会再增加土壤的酸性。
(4)氮和磷元素进入地下水或地表水,污染水源,引起地下水、井水硝酸盐等含量升高,人类饮用会危害健康。此外,氮、磷流入水中,造成水体富营养化(即水体养分过高),诱使藻类大量生长,又消耗大量O2,使水体中O2含量减少,这样又造成有机体大量死亡,水质变坏,对环境破坏作用很大。
答案:(1)N、P、K,作用见解析。(2)①需要NH4NO3 20克,NHm4H2PO4 40克,KCl 40克。②11.9%,10.8%,
20.9% 离子交换吸附、主动动输 (3)应选用NH4NO3 (4)见解析
【例2】 某农民选用(NH4)2SO4给植物施肥,问:
(1)植物吸收包括哪些过程?
(2)生产上通常采用什么措施来促进的吸收?
(3)长期施用(NH4)2SO4土壤溶液的pH将会发生什么变化?
思路解析:(1)根细胞通过呼吸作用产生CO2,CO2溶于H2O中生成H2CO3,H2CO3可以离解成H+和吸附在根细胞膜的表面。其中H+便可与土壤溶液中的发生交换。这样H+就进入到土壤溶液中,被吸附到根细胞膜的表面,然后通过主动运输送入到根细胞内部。主动运输需要消耗呼吸作用放出的能量,需要载体协助。
(2)因为松土可以增加土壤的通气性,提高氧气的含量,促进植物的呼吸作用,从而为根吸收的交换吸附过程提供充足的离子,为主动运输提供更多的能量。
(3)(NH4)2SO4施入土壤后,能很快溶解。分解成和。由于植物根系对离子的吸收具有选择性,吸收比吸收多,而植物的根在吸收时,要以吸附在根细胞表面的H+与交换。这样,就有许多H+残留在土壤溶液中,久而久之,土壤就会逐渐酸化。
答案:(1)植物吸收包括离子的交换吸附和主动运输两个过程。(2)生产上施用(NH4)2SO4时常结合松土来促进的吸收。(3)长期施用(NH4)2SO4,土壤溶液的pH将会逐渐下降。
【例3】 电闪雷鸣是日常生活中司空见惯的现象。设某次雷电中,两块云团间的电势差约为109 V,放电电量约为15 C。在闪电过程中,空气中的氮气和氧气直接化合,已知每 mol氧气和氮化合时要吸收180.74 kJ的能量,闪电时有1/1 000的能量用于这一反应。那么:
(1)此次闪电所产生的NO的物质的量有多大?
(2)此次雷雨闪电的生成物相当于给土壤施了多少尿素?
思路解析:(1)依题意可得闪电放出的能量:W=qU=1.5×1010 J。
每 mol O2与N2化合生成2 mol NO并吸收180.74 kJ能量,
因此,此次闪电生成的NO物质的量:n=1.66×105 mol。
(2)由于2 mol NO能生成l mol CO(NH2)2,
则尿素的总质量m=4.98×103 kg。
此次雷雨闪电相当于给土壤施了4.98×103 kg化肥。
答案:(1)1.66×105 mol。(2)4.98×103 kg。
典题导考
绿色通道:本题以“施用化肥”这一生产实践问题为切入点,考查生物、化学、环保等相关的知识。应熟悉的知识点如下:生物——几种主要矿质元素的生理作用,根对矿质元素吸收的过程,根的呼吸作用,生理酸性、中性、碱性盐;化学——有关化学计算,酸碱度;环保——水体污染。本题属于基础知识、基本能力综合型,结合题意分析综合来解决实际问题。
【典题变式1】
1.农村有句谚语“雷雨发庄稼”,这是由于在放电的条件下,空气中的氧气和氮气化合生成了氮的氧化物,氮的氧化物再经过各种复杂的化学变化,最后生成了易被农作物吸收的硝酸盐。可以说,雷雨给庄稼施加了( )
A.钾肥 B.磷肥 C.氮肥 D.复合肥
2.熊健同学到舅父家做客,看到一个化肥“蛇皮袋”上印有如下图所示商标,还嗅到一股臭味。熊健向舅父解释说:
硝酸铵 NH4NO3
净重:50 kg
含氮量≥34.3%
××化学工业品公司
(1)这包化肥是_____________肥,能促使作物茎叶生长茂盛,叶色浓绿;每袋化肥中含该元素的质量至少为_____________kg。
(2)该化肥_____________时容易分解;在施用时不能与_____________性物质混合。
3.小明放假后发现自家责任田土壤酸化、板结。他根据所学化学知识发现是长期使用硫酸铵化肥所致。为了改良土壤状况,他采取了下列措施。你认为可行的办法是…( )
A.停止使用硫酸铵,改用硫酸钾 B.来年施肥时,把硫酸铵和熟石灰混用
C.来年施肥时,把硫酸铵和生石灰混用 D.庄稼收割后,向田地里洒草木灰
绿色通道:铵态氮肥是最容易被植物吸收的氮肥,它的吸收过程所包含的化学及生物原理是我们必须了解的。
【典题变式2】
1.某硫酸铵肥料,实验测得氨的质量分数为20%,该样品中可能混有…( )
A.碳酸氢铵 B.硝酸铵 C.氯化铵 D.磷酸氢二铵
2.持续较多施用(NH4)2SO4或NH4Cl铵态氮肥,将使土壤显著变酸和显著减少其代换性钙镁含量,从而破坏士壤结构。其主要原因是( )
A.的水解酸性
B. 被作物吸收时所显的生理酸性
C.土壤胶体上的Ca2+、M g2+被H+代换
D.土壤胶体上的H+被代换
绿色通道:植物的生长中,必须吸收含氮养料,空气中虽含有大量的游离氮,但绝大多数植物只能吸收氮的化合物作养料,而不能直接从空气中吸取游离状态的氮作为养料,因此,必须把空气中游离的氮转变为氮的化合物。此外,大自然中在放电条件下氮与氧直接化合称为氮的固定,是植物生长发育的基本条件之一。当然,现代农业并不单纯仅仅依靠等待大自然的恩赐。
【典题变式3】下列物质不能跟硫酸铵肥料混合施用的是( )
A.碳酸氢铵 B.草木灰 C.过磷酸钙 D.氯化钾
典题变式答案
【典题变式1】 1.C 2.(1)氮 17.15 (2)受热 碱 3.D
【典题变式2】 1.A 2.BC
【典题变式3】 B
化肥与农药
课 题
《化肥与农药》
科 目
化学
课 型
新授课
课 时
一课时
设 计 人
教学理论
支撑
化肥为促进作物增收,农药为防止作物遭受病虫害而减产,都起到了重要作用。同时,化肥与农药的使用也不可避免的对环境造成一定影响。本节课既要使同学了解化肥与农药的使用,对农业的重要作用,同时也要注意环境保护及可持续发展。
教学目标
知识与技能
了解与化学肥料、农药有关的化学原理。
2.通过典型事例了解化学肥料、农药的发展趋势。
过程与方法
探究、讨论,以实例促学习
情感态度
与价值观
通过化肥、农药的作用及环境问题,使学生学会辩证的处理问题。
教学重点
化学与农药的作用及其发展
教学难点
辩证的处理是否使用和如何使用化肥与农药
教学资源
多媒体课件
教学内容
师生活动设计
设计意图
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
一、导入新课
根据已有的常识,讨论化肥与农药在农业生产中的作用
化肥:
补充营养元素 N P K
农药:
消除病虫害
讲授新课
(一)化肥
介绍李比希的贡献,引出植物营养学说
磷肥和钾肥
从原料、合成方法及其产品等各方面,介绍磷肥和钾肥
氮肥:尿素与硝酸铵
二者合成方法的介绍
农药
杀虫剂:三代农药
以驱蚊为例,介绍三代农药
第三代农药的开发
病害的防治
介绍波尔多液
了解其发现的背景,过程及简要作用原理
草害的防治-化学除草剂
化肥、农药的合适使用和环境保护
化肥:根据性质,科学使用
农药:注意残留,开发新型农药
以DDT为例,介绍农药使用,可能会造成的严重后果
教师导入、提问
学生讨论、回答
教师展示
学生聆听
联系氮元素的已有内容,讨论合成硝酸铵工艺
教师讲述
学生讨论
形象说明
教师展示
教师讲述
学生聆听
教师指导
学生讨论
化肥与农药是否应该被禁止
创设情境
了结一定化学史,体会科技的重要性
温故知新
学以致用
以生活中实例渗透,由浅入深,理解相关知识
使学生了解科技的发展
体会科学的发现,有其偶然性和必然性
培养学生的环保意思和辩证思维,提高全面分析和处理问题的能力
课
后
作
业
完成课后练习题
写一篇合理使用化肥和农药的倡议书
设计意图及预期目标
完成本节知识内容
学以致用,增强社会责任感
板
书
设
计
化肥与农药
化肥:补充营养元素 农药:消除病虫害
化肥 二、农药
来源:磷肥、钾肥--天然矿物 三代农药杀虫剂
氮肥--工业合成:尿素、硝酸铵 波尔多液
三、环境保护
化肥和农药 第2课时
【学习目标】1.了解常见农药的成分及其作用。
2.通过典型事例了解化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂及其发展趋势。
【重点难点】
常见农药的成分及其作用
课前预习
【情景材料】农药在目前的农业生产中,在很长一段时期内还无法被替代,而农药的使用,一直以来就与环境保护存在尖锐的矛盾。本节课拟就农药的分类、选择和使用等一些基础知识作一个综合的介绍,便于我们更好的、合理的使用农药,保护环境。
【预习内容】
根据教材有关内容填写下列空白:
一、农药
1.杀虫剂
(1)分类:按照化学组成和结构,常用的杀虫剂分为 、 、 、拟除虫菊酯类化合物等。
(2)农药的更新换代
属于第一代农药的是天然产物和无机物;属于第二代农药的是 、 、 ;属于第三代农药的是 和 。第三代农药也被称为 。
2.杀菌剂
大多数农作物病害是由 引起的,只有少数是由细菌和病毒引起的。 常用的杀菌剂有 、 、 、 以及可以进入植物体内的 。
3.除草剂
①传统除草方法是:用犁或锄将杂草翻入深土。
②现代方法是: 。
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 的化合物,这类物质就是植物生长调节剂。如 等。
二、化肥、农药的合理使用与环境保护
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。蜜蜂可以对 ,对农业增产起重要作用,但农药也可使蜜蜂中毒死亡;家蚕吞食农药污染的桑叶也会中毒死亡。
(2)农药在土壤中会发生吸附、转移、 相互影响的过程。 可使农药在土壤中发生变化、危害消失;吸附过程会使农药在土壤和大气中残留;转移可使农药进入附近水域或地下水,造成毒害水生生物和 。
2.化肥的合理使用
(1)合理使用化肥,不仅要考虑土壤的 、作物营养状态等因素,还必须根据化肥本身的化学性质进行科学施用。不合理施用化肥会影响土壤的 和土壤结构;过量使用的化肥会随雨水流入河流和湖泊,造成 ,产生 等污染现象。
(2)硫酸铵适宜施于 地区;硝酸铵适用于 的地区。
预习内容答案
一、1. 有机氯 有机磷 氨基甲酸酯 有机氯、有机磷、氨基甲酸酯 拟除虫菊酯 特异性农药 环境友好农药
2.真菌 石灰、硫黄 石硫合剂 波尔多液 内吸性杀菌剂
3. 使用除草剂
4. 促进或抑制植物生长 乙烯利
二、1. 植物授粉 降解 降解 污染水源
2.酸碱性 酸碱性 水体富营养化 水华 雨水充沛 气候比较干燥
课堂互动
【问题探究1】何谓农药?波尔多液的杀菌原理是什么?
【教师点拨】菌体蛋白质凝固而变性。
分析解答:农药是指那些可以杀灭农作物病、虫、草害和鼠害等或能调节植物或昆虫生长周期,从而使农业生产达到增产、增收的化学物质。化学农药是用化学方法合成的一大类物质,有杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长调节剂等。病菌本身是一种蛋白质,而波尔多液由重金属盐硫酸铜和强碱石灰乳混合而成,它们都能使菌体蛋白质凝固而变性,从而达到防治植物病害的目的。
【即学即练1】CuSO4和石灰的混合物(波尔多液)可以防治葡萄的霉菌病。某人粗心误饮了CuSO4溶液,下列急救措施正确的是( )
A.韭菜 B.吃熟鸡蛋 C.喝鸡蛋清 D.喝Ba(OH)2溶液
1.C【解析】误饮CuSO4溶液造成重金属盐中毒,应立即吞饮鸡蛋清,再去医院治疗。
【问题探究2】农药残留及其危害通常有几种途径?元素周期表对于农药的合成有什么应用?
【教师点拨】阅读教材P90内容。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很多有用的信息。
分析解答:(1)农药残留及其危害主要有两种途径: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;通过食物链造成的富集。
(2)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。
【即学即练2】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
2.A【解析】纯碱即Na2CO3,溶于水CO32-水解使溶液呈碱性,能更好地降低农药毒性。
化肥与农药要点释读
化肥为农作物补充必要的营养元素
1.常用的肥料:
氮肥:包括尿素、碳酸氢铵(碳铵)、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、氨水等。
磷肥:包括普通过磷酸钙(普钙)、重过磷酸钙(重钙)、钙镁磷肥等。
钾肥:主要品种有硫酸钾、氯化钾、盐湖钾肥和草木灰等。
复、混肥料:复混肥是同时含有氮、磷、钾中两种或两种以上成分的肥料。最常见的复合肥是磷酸氢二铵(磷铵),此外还有磷酸二铵、硝酸钾等。
2.氮肥的制取:
(1)尿素的生产原理: NH3+CO2=H2NCOONH4 (氨基甲酸铵)H2NCOONH4 CO(NH2)2+H2O
(2)硝酸铵的生产原理 : 4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO NH3+ HNO3 =NH4NO3
3.化肥的选择与施用注意事项:
(1)硫酸铵易于被作物吸收,适合于雨水充沛的地区施用;而硝酸铵吸水性强,易于流失,适合于气候干燥的地区。
(2)土壤碱性较强的地区喷洒波尔多液时,应喷在作物的叶上,而不是作物的根部,否则作物的吸收效果差。
(3)碱性肥料氨水、石灰氮、草木灰等不能与敌百虫(主要成份PCl3)、菊酯类杀虫剂等农药混用,否则会降低药效。
(4)碱性农药石硫合剂、波尔多液等,不能与碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等铵态氮肥和过磷酸钙等化肥混用,否则会使氨挥发损失,降低肥效。
二、农作物的保护神-----农药
1.杀虫剂与虫害的防治
第一代农药: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)。
第二代农药: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。
第三代农药:多是对人无毒或毒性甚小的天然分子或模拟天然分子。如拟除虫菊酯(俗称除虫菊)和特异性农药都属于第三代农药。
拟除虫菊酯:是一种来自菊花的杀虫剂,高效低毒(甚至无毒)的优点。
特异性农药:在研究昆虫内分泌系统和激素的基础上,将激素这样的微量化学物质分离或人工合成其类似物制得的药剂,也被称为“环境友好农药”。
2.病害和草害的防治
杀菌剂:常用的杀菌剂有石灰硫磺合剂和波尔多液,它们均可以在植物表面形成一层薄膜而阻止病菌的侵入,也称为表面杀菌剂。
除莠剂:除草剂的使用,大大减少了杂草引起的经济损失,提高了除草效率,节省了人工,而且减免了作物栽培中的部分机械除草作业,为改变栽培方式创造了条件。
植物生长调节剂:模拟天然植物激素的化学组成和结构合成一些用来促进或抑制植物生长的化合物,即植物生长调节剂。如乙烯利能够释放乙烯,能够抑制生长,促进果实提早成熟。
三、典例跟踪
例 波尔多液是一种常用的农药,将胆矾与生石灰、水按质量比依次为1︰0.56︰100混合配制成无机铜杀菌剂波尔多液,是一种天蓝色粘稠状悬浮液体。
(1)其防治病虫害的原因是 。 此波尔多液中Cu2+离子和Ca2+离子的物质的量比为 (最简整数比),波尔多液有效成分的化学式可表示为CuSO4·xCu(OH)2·Ca(OH)2,此种配比当x=1时,试确定y的数值为 。
(2)波尔多液通常现用现配,你认为下列容器哪种不能用来盛装波尔多液_____。
A.塑料容器 B.铜制容器 C.铁制容器 D.陶器
(3)农业上常用的铜肥是胆矾,那么在盐碱地(土壤的pH大于7)施用胆矾时应该将其_____(喷在叶上还是灌在土壤里),主要理由是 。
A.CuSO4溶液显酸性,会损伤作物的根部
B.Cu2+离子在碱性条件下生成不溶物,作物根部无法吸收
C.Cu2+离子在碱性条件下不易流失,有利于作物迅速吸收
D.Cu(OH)2易溶于水,能在土壤中被根部吸收
解析:(1)Cu2+离子属于重金属离子,能使菌体蛋白质变性 2︰5
CuSO4+Ca(OH)2→Cu(OH)2+CaSO4
反应前 2 5 0 0
反应后 1 4 1 1
∴ CuSO4·Cu(OH)2·yCa(OH)2中 y=4
(2)波尔多液中含有Cu2+离子,故不能用铁制容器贮存。(3)题中点明是盐碱地,故铜肥一定不能灌在土壤里,因为Cu2+离子在碱性条件下生成Cu(OH)2,Cu(OH)2不溶于水,作物根部无法吸收。
答案:(1)Cu2+离子属于重金属离子,能使菌体蛋白质变性 2︰5 y=4(2)C(3)喷在叶上 B
第四单元 化学与技术的发展课题1 化肥与农药 第二课时
教学过程:
见PPT文件
课堂练习](第一第二课时综合)
1.某硫酸铵肥料,实验测得氨的质量分数为20%,该样品中可能混有
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 碳酸氢铵 B 草木灰 C 过磷酸钙 D 氯化钾
3、化合物A: 是一种取代有机氯农药DDT的新型杀虫剂,它含有几种官能团
A、2种 B、3种 C、4种 D、5种
4、.某氮肥厂,多年来生产碳铵化肥。由于工艺落后,设备老化,能耗高、产量低,产品单一,销路不畅,对环境污染严重,目前已资不抵债,无法进行设备更新和排污治理,面临倒闭困境。
(1)写出氮肥厂合成氨的化学方程式
(2)碳酸氢铵长期施于土壤中,一会破坏土壤的团粒结构,二会减少土壤微生物,从而造成土壤板结,降低地力和肥效,增加农业生产成本,这是造成产品滞销的主要原因之一。请写出复合肥磷酸二铵的分子式 。
(3)土壤中的硝化细菌分两类 和 。前者把氮氧化成亚硝酸的反应方程式为 ;后者把亚硝酸氧化成硝酸的过程是 .
(4)小氮肥厂对环境的污染主要包括三个方面: 对大气的污染, 对土壤的污染, 对水体的污染。
(5)污水处理的设备和工艺很复杂,但其基本原理不过是对有害成分的 、 、 和 。
5.在石灰性土壤里施用(NH4)2SO4会造成氨的损失。请分析说明原因,并写出有关的化学反应式,施肥时,可采用什么措施减少或避免氮的损失。
6.A、B、C、D、E、F、G、H、I、J等10种物质是与生命运动相关或与环境、能源等问题有关。它们之间在一定条件下存在如右图所示的“框图”关系。
请回答下列问题:
(1)C的名称 ;反应①、②共同的化学、生物学意义是什么?.
(2)与反应④有关的环境公害是什么?分析其中D所起的作用。
(3)与物质H有关的环境公害是什么?美国目前是世界上造成这种环境公害最严重的国家;你认为美国政府未能解决导致这种公害的两大主要问题是什么?
(4)写出反应⑤的离子方程式,并指出该化学反应的意义。
7、合成氨工业用氢和氮在催化剂作用下直接合成,下表表示在一定温度和压强作用下达到动态平衡时氨的含量。达到平衡时混合气中氨的含量(体积百分比)(氮气和氢气的体积比是1:3).
右图是一透热性能很好的坚固容器,活塞C可左右移动。其总体积为44.8L,现将400℃、300大气压的氢气33.6L和400℃、300大气压的氮气11.2 L充入容器中,当两者反应达到动态平衡时,若保持混合气体的压强仍为400℃和300大气压,求:
(l)容器是向外界放热,还是吸热?(2)试计算充入容器中氮气质量是多少克?(3)活塞C要向左倒移动的距离与容器全长之比是多大?
8.雷鸣电闪是日常生活中司空见惯的现象。设某次雷电中,两块云团间的电势差约为109V,放电电量约为15C。在闪电过程中,空气中的氮气和氧气直接化合,已知每mol氧气和氮化合时要吸收180.74kJ的能量,闪电时有1/1000的能量用于这一反应。那么:
(1)此次闪电所产生的NO的物质的量有多大?
(2)此次雷雨闪电的生成物相当于给土壤施了多少尿素化肥?
参考答案:
1、A 2、B3、B
4、(1)反应方程式略(2)(NH4)2HPO4(3)亚硝酸菌 硝酸菌 2NH3+3O22HNO2+2H2O+能量 2HNO3+O2==2HNO3
(4)废气 粉尘、废渣(工业锅炉渣) 废水
(5)过滤 沉淀 吸附净化 化学分解
5、在石灰性土壤里施用(NH4)2SO4会造成氨的损失。因为石灰性土壤中含有大量的CaCO3,它是一种碱性物质,能与(NH4)2SO4发生化学反应产生氨气,氨气易挥发从而造成氨的损失。CaCO3+(NH4)2SO4==CaSO4↓+2NH3↑+CO2↑+H2O。施肥时可将(NH4)2SO4深施并覆土,使(NH4)2SO4与CaCO3不接触,避免发生化学反应。
6、(1)根瘤菌 均发生“固氮”反应,即将空气中游离态氮转化为化合态氮,并最终可为土壤、植物所吸收,促进植物的生长。实现着自然界周而复始的“氮循环”,保持着生态平衡,使生命得以延续。
(2)臭氧层被破坏
NO在O3分解过程中起了催化作用
(3)温室效应
发电厂、机动车辆
(4)CO(NH2)2+2H2O2NH4++CO32-
使尿素转化为铵态氮,易被作物吸收。
7、(1)放热(2)1.7kg(3)0.24
8、(1)依题意可得闪电放出的能量:W=qU=1.5×1010J
每mol O2与N2化合生成2mol NO并吸收180.74kJ能量,因此,此次闪电生成的NO物质的量:n=1.66×105mol。
(2)由于2mol NO能生成lmol CO(NH2)2,则尿素的总质量m=4.98×103kg。此次雷雨闪电相当于给土壤施了4.98×103kg化肥。
课件46张PPT。4.1《化肥和农药》教学目标 知识与能力
1、了解与化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂有关的化学原理。2.通过典型事例了解化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂及其发展趋势。
教学重点、难点:
了解与化学肥料、农药、植物生长调节剂和除莠剂有关的化学原理。
探究建议:
1、调查当地农村使用化学肥料的情况,写成调查报告,与同学交流讨论。2、测定土壤的酸碱度,讨论改良酸性土壤和碱性土壤的一般方法。3、参观调查:化学在农林产品深加工中的应 用。4、交流讨论:从农药DDT的广泛使用到禁用所引发的思考。
课时划分:两课时课题1 化肥与农药第一课时 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。 氮肥:尿素NH(CO)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);钢渣磷肥
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。
思考与交流思考与交流: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。一、化肥为农作物补充必要的营养元素。 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?
思考与交流提示: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。 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。?
思考与交流 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。
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。 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:
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 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+6CO2??? (3.2:1)故石脑油的利用率最高,答案为B。例题1全国单套最大的尿素生产装置 1、氨的催化氧化 Pt—Rh
4NH3+5O2 =====4NO+6H2O
800oC2、一氧化氮的氧化:2NO+O2 = 2NO23、二氧化氮的吸收:3NO2+H2O = 2HNO3+NO4、HNO3+NH3=NH4NO3硝酸铵的生产过程例题解析: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. 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?第二,氨氧化制硝酸中,其关系式如下:
4NH3+5O2 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:
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。 二、农作物的保护神—农药交流: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? 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。第三代农药的开发简介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。
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。2、病害和草害的防治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。
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。
杂草的防治与危害科学视野以除草剂2、4D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。
植物生长调节剂 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。三是生长抑制剂,也有延缓生长的效果,但与生长延缓剂不同,它们主要干扰顶端的细胞分裂,使茎伸长停顿和顶端优势的破坏,其作用不能被赤霉素恢复,例如青鲜素(MH)等。另外,由于除草剂大都是人工合成的生长调节剂,因此,有人把除草剂也作为一大类生长调节剂。植物生长调节剂,在农业生产上,可分别用在促进或抑制植物的营养生长,促进或抑制种子、块根、块茎的发芽,防止或促进器官的脱落,促进生根、座果和果实发育,控制性别分化、诱导和调节开花,催熟或延迟成熟和衰老,以及杀死田间杂草等方面。 乙烯对多种作物有促进成熟,早熟增产等效果。但乙烯是气体,难用于大田生产,而一种人工合成的化学调节剂——乙烯利能被吸收,在体内释放乙烯,起到跟应用乙烯气体同样的效果:作业:1、2、3、4、10教材P103课题1 化肥与农药第二课时三、化肥、农药的合理使用与环境保护农药危害:破坏害虫与天敌之间的平衡,造成蜜蜂大量死亡、家蚕中毒。造成土壤和作物的农药残留,造成毒害水生生物和污染水源。
化肥的合理使用:考虑土壤的酸碱性、作物营养状态等因素外,还必须根据化肥本身的化学性质进行科学使用。如硫酸铵使用于雨水充沛的地区;而硝酸铵使用于比较干燥的地区且和其它肥料混合使用。不合理使用造成土壤酸性增强,土壤板结,水体富营养化,产生水华等污染现象。
农药施用后,在作物、土壤以及其他环境中剩余的痕量取药及其代谢产物称为农药残留。如果人或其他高等动物长期食用残留农药达到一定浓度的食物,就会使农药在体内慢慢累积起来引起慢性中毒。农药残留及其危害主要有两种途径,(1)施用药剂对农作物的直接作用以及农作曲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的过量。农药对作物这种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:(2)通过食物链造成的富集。资料卡片阅读下列材料,交流是否应该完全取缔化学农药的使用。 停《寂静的春天》简介 1962年6月《纽约人》杂志分三次发表了卡逊女士《寂静的春天》缩写本,9月出版全书。书是从一个震撼人心的“明天的寓言”讲起: “一个美丽而充满生机的美国中部小城,以其鸟类丰富多彩而驰名,当候鸟蜂拥而至的季节,人们会长途跋涉来这里观光。 ??一天随着一批携有杀虫剂居民的到来,很快发生许多不祥变化。神秘的疾病袭击成群小鸡;牛羊也病倒和死亡;孩子在玩耍时突然倒下,几小时后已经死去。能看到几只战栗小鸟,也已不能飞翔。小路两旁只有焦黄枯萎的植物,小溪也失去生命,因为水中已经没有鱼类。人从梦中醒来,再也听不到鸟儿歌唱,原野、森林和沼泽都是一片沉寂,一切声音都没有了,只有可怕的寂静……”卡逊在寓言最后说:“我知道并没有一个村庄经受过所描述的全部灾难,但其中某些灾难在有些地方确已发生”。 ??《寂静的春天》一经问世,很快遭到一片诋毁之声,并由此引发长达数年之久的杀虫剂论战。当时《纽约时报》的一条消息说:《寂静的春天》现在已成“喧嚣的夏天”。 论战是从对卡逊冷嘲热讽及人身攻击开始的,随后美国氰氨、孟山都和维希克尔等杀虫剂厂商,在农业部的暗中支持下,在对她开展强大攻势的同时还扬言要付诸诉讼,一些媒体也推波助澜,如《时代》周刊的评论中说:卡逊由于处理问题过于简单,所提出的许多引起人们恐慌的推论都是毫无根据的,是彻头彻尾错误的。滥用杀虫剂造成恶性循环 药物DDT DDT是一种不易分
解的、化学物质十分稳
定的有机杀虫剂。
我相信大家都听过一种在20世纪50年代非常流行的杀虫药DDT吧。
它是一种杀虫的化学物。 这些DDT喷在植物上杀虫,其中大部分药物落在地面上、流进空气中,随着下雨,顺着地面的流水汇进大海。于是进入食物链中:浮游生物—鱼——鸟、兽。 兽、鸟体内积累的DDT的含量比海水中高出百万倍。DDT使鸟蛋的壳变软,孵化时极易压碎而孵不出小鸟,使得鸟数量减少;DDT还能引起妇女不孕。 DDT不仅危害人及其
他生物,就连从来用过
DDT的南极地区的企鹅
和北极附近的因纽特人
体内也有DDT。
返回虽然现在世界上已禁止使用DDT,但有些国家还在违法使用。 从药物DDT这个例子中说明人类要竭力保护地球的生物圈!例题1、
材料一:(DDT)是20世纪60年代以前广为应用的一种杀虫剂,它由三氯乙醛和氯苯通过如下反应制备得到:
+2 → 据统计,由于使用了DDT等化学农药,减少病虫害,挽回的粮食损失占总产量的15%。若以世界粮食年产量18亿吨(70年代水平)计算,那么有27亿吨是由化学农药换回来的,相当于10多亿人一年的口粮。此外,DDT还能有效地杀灭蚊蝇、体虱等传统疾病的害虫,从而大大减少疟疾、伤寒等的发病率和死亡人数。瑞士昆虫学家保罗·米勒因发现DDT药效,而于1948年荣获诺贝尔生理医学奖。 (1)氯苯是一种重要的化工原料,由苯和氯气生产氯苯的反应是
A.化合反应 B.分解反应
C.取代反应 D.加成反应答案:C 材料二:曾几何时,DDT因其稳定性、脂溶性、药效普适性等特点,而大量生产,普遍使用,以致最终造成环境污染。1962年美国生物学家卡尔松(Bachel Carson)在《寂静的春天》一书中,对包括DDT在内的农药所造成的公害,作过生动的描写:“天空无飞鸟,河中无鱼虾,成群鸡鸭牛羊病倒和死亡,果树开花但不能结果,农夫们诉说着莫明其妙的疾病接踵袭来。总之,生机勃勃的田野和农庄变得一片寂静,死亡之幽灵到处游荡……”此书问世引起社会强烈反响。从70年代初起,美国、瑞士等国相继禁止生产DDT。我国政府于1985年明令全部禁止使用DDT。 (2)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不易被生物分解答案: B DDT是烃的衍生物,属脂溶性化合物,难溶于水,对害虫、益虫均有毒杀作用,且不易分解。 材料三:为了杀灭对人类有害的昆虫,而又避免或减少污染环境和破坏生态平衡。化学工作者进行了不懈的努力,研制出多种新型杀虫剂,以代替DDT等农药。例如化合物A就是其中一种。 (3)化合物A含有的官能团有: 答案:有双键、羟基、醛基。