【解析】華師大版初中科學(xué)九年級下學(xué)期3.3 自然界中的氮循環(huán)(二)

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華師大版初中科學(xué)九年級下學(xué)期3.3自然界中的氮循環(huán)(二)

一、夯實(shí)基礎(chǔ)

1．農(nóng)村有句諺語“雷雨發(fā)莊稼”，這是由于在放電的條件下，空氣中的氧氣和氮?dú)饣仙闪说难趸?，氮的氧化物再?jīng)過各種復(fù)雜的化學(xué)變化，最后生成了易被農(nóng)作物吸收的硝酸鹽?？梢哉f，雷雨給莊稼施加了（）

A．氮肥B．鉀肥C．磷肥D．復(fù)合肥料

2．氮元素在地球上含量豐富，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有著重要作用。下列敘述與氮元素的循環(huán)無關(guān)的是（）

A．工業(yè)上合成氨的過程是固氮的過程

B．自然界中，氨是動物體特別是蛋白質(zhì)腐敗后的產(chǎn)物

C．為防止糧食、罐頭、水果等食品腐爛，常用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣

D．植物會吸收土壤中的氮元素，用來合成有機(jī)物

3．下列不能完成固氮的是（）

A．氮肥廠B．生物固氮C．氮肥D．閃電

4．下列關(guān)于化肥及其利用的說法中正確的是（）

A．尿素屬于復(fù)合肥料

B．開發(fā)低毒性、低殘留的農(nóng)藥代替現(xiàn)有農(nóng)藥

C．為了促進(jìn)農(nóng)作物的生長，可以大量施用化肥

D．把硫酸銨和熟石灰固體混合施用可使肥效提高

5．近年來，由于有些企業(yè)忽視環(huán)境保護(hù)，把工業(yè)污水直接排放到江河中，致使一些河段出現(xiàn)大量的魚蝦死亡的現(xiàn)象。引起這些魚蝦死亡的直接原因是（）

A．厭氧微生物的大量繁殖B．水中氮、磷等元素含量增多

C．水中的富營養(yǎng)化污染D．水中的溶解氧含量降低

6．關(guān)于氮的變化關(guān)系示意圖如圖所示，則下列說法中不正確的是（）

A．路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑

B．路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑

C．上述所有變化都是化學(xué)變化

D．上述反應(yīng)中①②③均屬于氮的固定

7．下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)示意圖的說法錯(cuò)誤的是（）

A．氮元素只被氧化

B．豆科植物的根瘤菌固氮屬于自然固氮

C．其他元素也參與了氮循環(huán)

D．含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化

8．富營養(yǎng)化造成水體發(fā)黑變臭、水質(zhì)惡化的過程依次是（）

①過量施用含氮、磷元素的化肥

②藻類死亡

③水中藻類大量繁殖

④水中細(xì)菌分解有機(jī)物

⑤水中需氧生物大量死亡

⑥水中溶解氧含量急劇下降

A．①③②④⑥⑤B．①③⑤②⑥④

C．①②③④⑤⑥D(zhuǎn)．①⑥②③⑤④

9．在自然界中，豆科植物根部的根瘤菌把空氣中的N2轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物，植物的根從土壤中吸收的和，經(jīng)過復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)化合成各種蛋白質(zhì)。

10．氮的固定有三種途徑：生物固氮、自然固氮和工業(yè)固氮。請指出下列固氮方式所屬的類型。

（1）閃電時(shí)氮?dú)廪D(zhuǎn)化為一氧化氮：。

（2）在高溫、高壓和催化劑作用下，氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)合成氨：。

11．如圖是氮元素在自然界中的循環(huán)示意圖，試回答：

（1）圖中(填序號)過程稱為氮的固定。

（2）下列生物中能將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨的是____(填字母)。

A．藻類B．細(xì)菌C．病毒

二、能力提升

12．綠色植物利用陽光，把二氧化碳和水合成碳水化合物，然后將碳水化合物和從土壤中得到的含的鹽合成各種。當(dāng)動、植物死亡后，蛋白質(zhì)被分解成氨，其中一部分氨又變成了可為植物所吸收的含氮的鹽類，歸還給土壤。

13．自然降雨時(shí)若發(fā)生電閃雷鳴，空氣中就會發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

①N2＋O22NO

②2NO＋O2=2NO2

③3NO2＋H2O=2HNO3＋NO

若自然降雨不足時(shí)，可采用人工降雨的技術(shù)增加降雨量。人工降雨的方法之一是在0℃以上的暖云內(nèi)撒播鹽粒，鹽粒會吸收水分，使其周圍的小水滴向它靠攏，迅速變成大水滴，最后成為雨滴掉下來。根據(jù)上述材料回答：

（1）反應(yīng)①②都屬于(選填“化合”或“分解”)反應(yīng)。

（2）在N2→NO→NO2→HNO3的變化中氮元素的化合價(jià)逐步(選填“升高”或“降低”)。

（3）人工降雨技術(shù)應(yīng)用的原理是____(填字母)。

A．使云中的小水滴凝聚成大水滴

B．促使地面水分蒸發(fā)以增加云量

C．使云的高度上升以降低其溫度

（4）實(shí)驗(yàn)室里制取一氧化氮時(shí)，可采用的收集方法是(填序號)。

14．如圖為自然界物質(zhì)循環(huán)示意圖，請仔細(xì)觀察圖中內(nèi)容，回答問題：

動植物的遺體在自然界會逐漸消失，這是因?yàn)閳D中的①和(填生物名稱)把它們分解成、和。這些物質(zhì)在光照下又能被生產(chǎn)者綠色植物通過作用而利用，進(jìn)而制造。再進(jìn)一步被動物利用。從圖中可以看出①對自然界的物質(zhì)循環(huán)有著重要作用，它們作為參與物質(zhì)循環(huán)。

三、拓展創(chuàng)新

15．如圖為某原始森林生態(tài)系統(tǒng)中氮循環(huán)過程示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：

（1）大氣中的N2進(jìn)入該森林群落的途徑是雷電固氮和，植物是一個(gè)統(tǒng)一的整體，當(dāng)葉中的氣孔處于開放狀態(tài)時(shí)，根中根毛細(xì)胞細(xì)胞液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(選填“大于”“小于”或“等于”)土壤溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（2）能完成Ⅱ和Ⅲ過程的生物屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的。

（3）氮元素以NH3、NO(亞硝酸根離子)等形式被生物吸收，進(jìn)入細(xì)胞后主要用于合成蛋白質(zhì)和核酸兩類大分子有機(jī)物，這屬于新陳代謝中的(選填“同化作用”或“異化作用”)。

（4）寫出圖中的一條食物鏈：。

16．近年來，我國某些地區(qū)的河水發(fā)生較嚴(yán)重的“水華”現(xiàn)象?！八A”是指人為地向水中投入(或排入)生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)后，導(dǎo)致水面上的藻類瘋長、過度繁殖，并造成魚類死亡，使水質(zhì)惡化而產(chǎn)生腥臭味的現(xiàn)象。試回答：

（1）已知藻類的化學(xué)式為C106H263O110N16P，則可知藻類的組成元素共有種，碳元素和氫元素的質(zhì)量比1(選填“大于”“小于”或“等于”)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的元素是。

（2）根據(jù)藻類的化學(xué)式可知，工業(yè)廢水和生活污水中導(dǎo)致藻類過快生長的營養(yǎng)元素是(填寫元素的名稱)。

（3）請你從控制污染源頭考慮，提出防止“水華”現(xiàn)象產(chǎn)生的一條措施：。

（4）“水華”現(xiàn)象常發(fā)生在河水的枯水期，而不大發(fā)生在汛期，其原因是。

答案解析部分

1．【答案】A

【知識點(diǎn)】鹽與化肥

【解析】【分析】根據(jù)含氮元素的物質(zhì)可作氮肥分析。

【解答】在放電的條件下，空氣中的氧氣和氮?dú)饣仙闪说难趸?，氮的氧化物再?jīng)過各種復(fù)雜的化學(xué)變化，最后生成了易被農(nóng)作物吸收的硝酸鹽，所以為植物提供了氮元素，施加了氮肥；

故選A。

2．【答案】C

【知識點(diǎn)】非金屬及其化合物之間的轉(zhuǎn)化

【解析】【分析】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變以及氮元素的轉(zhuǎn)變過程分析。

【解答】A、工業(yè)上合成氨的過程是固氮的過程，與氮元素的循環(huán)有關(guān)，不符合題意；

B、化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，自然界中，氨是動物體特別是蛋白質(zhì)腐敗后的產(chǎn)物，與氮元素的循環(huán)有關(guān)，不符合題意；

C、用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，是氮?dú)獾膽?yīng)用，與氮?dú)庋h(huán)無關(guān)，符合題意；

D、植物會吸收土壤中的氮元素，用來合成有機(jī)物，與氮元素循環(huán)有關(guān)，不符合題意；

故選C。

3．【答案】C

【知識點(diǎn)】空氣的利用

【解析】【分析】根據(jù)氮元素的轉(zhuǎn)化與使用分析。

【解答】氮肥廠、生物固氮、閃電等都是氮元素的轉(zhuǎn)化與合成，能完成固氮，氮肥是已經(jīng)合成的含氮肥料，它主要供給作物N元素而本身不分解，它不具有固氮的功能，C符合題意；

故選C。

4．【答案】B

【知識點(diǎn)】鹽與化肥

【解析】【分析】根據(jù)含氮元素的化肥屬于氮肥、化肥農(nóng)藥使用會污染水體及銨鹽的使用注意事項(xiàng)分析。

【解答】A、尿素屬于氮肥，不符合題意；

B、開發(fā)低毒性、低殘留的農(nóng)藥代替現(xiàn)有農(nóng)藥，既能達(dá)到增產(chǎn)目的，又能保護(hù)水體不受污染，符合題意；

C、大量施用化肥會造成水體污染，不符合題意；

D、硫酸銨和熟石灰固體混合施用會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)?，降低肥效，不符合題意；

故選B。

5．【答案】D

【知識點(diǎn)】水體污染和防治

【解析】【分析】保護(hù)環(huán)境，勿將工業(yè)廢水排入河水中，工業(yè)廢水中的有毒物質(zhì)隨著食物鏈能量流動，有毒物質(zhì)積累，最終危害人類自身。

【解答】有些企業(yè)把工業(yè)污水直接排放到江河中，致使一些河段出現(xiàn)大量的魚蝦死亡的現(xiàn)象，工業(yè)廢水消耗大量氧氣，因此水中的溶解氧含量較低使得大量魚蝦死亡，D符合題意。

故答案為：D

6．【答案】D

【知識點(diǎn)】非金屬及其化合物之間的轉(zhuǎn)化

【解析】【分析】根據(jù)氮的固體及硝酸的生產(chǎn)過程分析。

【解答】氮的固定是指空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的過程，D說法不正確；

故選D。

7．【答案】A

【知識點(diǎn)】自然界中的氧循環(huán)和碳循環(huán)

【解析】【分析】（1）根據(jù)N元素的化合價(jià)升高被氧化，N元素的化合價(jià)降低被還原結(jié)合各反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)的變化分析。

（2）根據(jù)氮循環(huán)中物質(zhì)的分類進(jìn)行解答。

【解答】硝酸鹽中氮元素的化合價(jià)為＋5價(jià)，被細(xì)菌分解變成大氣中氮單質(zhì)，氮元素化合價(jià)由＋5→0，屬于被還原；植物固氮是在自然界發(fā)生的，不需人為的作用，故屬于自然固氮；碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán)，如蛋白質(zhì)的制造需要碳元素，又如N2在放電條件下與O2直接化合生成無色且不溶于水的NO氣體：N2＋O22NO，有氧元素參與；二氧化氮易與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，有氫元素參與；氮循環(huán)中銨鹽和蛋白質(zhì)可相互轉(zhuǎn)化，銨鹽屬于無機(jī)物，蛋白質(zhì)屬于有機(jī)物，故含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化，A符合題意。

故答案為：A

8．【答案】A

【知識點(diǎn)】水體污染和防治

【解析】【分析】本題主要考查富營養(yǎng)化的相關(guān)知識，富營養(yǎng)化是一種氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。

【解答】由于人類的活動，將過量施用含氮、磷元素的化肥排入水體后，水生生物特別是藻類將大量繁殖，使生物量的種群種類數(shù)量發(fā)生改變，破壞了水體的生態(tài)平衡。大量死亡的水生生物沉積到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水體溶解氧含量急劇降低，水質(zhì)惡化，以致影響到魚類的生存，大大加速了水體的富營養(yǎng)化過程，因此富營養(yǎng)化造成水體發(fā)黑變臭、水質(zhì)惡化的過程依次是①③②④⑥⑤，A符合題意。

故答案為：A

9．【答案】銨鹽；硝酸鹽

【知識點(diǎn)】植物生長需要無機(jī)鹽

【解析】【分析】在自然界中，把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮的化合物以實(shí)現(xiàn)氦的循環(huán)的途徑有豆科植物根部的根瘤菌，把氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物。放電條件下，氮?dú)馀c氧氣結(jié)合成氮氧化合物，并隨降水進(jìn)入土壤和水體。在有氧的條件下，土壤中的氨或銨鹽在硝化細(xì)菌的作用下最終氧化成硝酸鹽。

【解答】在自然界中，豆科植物根部的根瘤菌把空氣中的N2轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物，而植物的根從土壤中吸收銨鹽、硝酸鹽,經(jīng)過復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)化，形成了各種氨基酸，氨基酸最后變成蛋白質(zhì)。

故答案為：銨鹽；硝酸鹽

10．【答案】（1）自然固氮

（2）工業(yè)固氮

【知識點(diǎn)】空氣的利用

【解析】【分析】氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程，分為人工固氮和自然固氮。

【解答】（1）閃電時(shí)，放出很多的能量，空氣中的氮?dú)夂脱鯕饣统梢谎趸?，屬于自然固氧?/p>

（2）工業(yè)合成氨是氮?dú)夂蜌錃庠谌藶榈臈l件下化合成氨氣，屬于人工固氮。

故答案為：（1）自然固氮（2）工業(yè)固氮

11．【答案】（1）①

（2）B

【知識點(diǎn)】自然界中的氧循環(huán)和碳循環(huán)

【解析】【分析】氮是動植物和原生生物的重要組成元素，也是維持高等動植物生命活動的必須元素，而氮元素在自然界中的循環(huán)，氮循環(huán)中氨氣發(fā)揮重要作用。

【解答】（1）由生物學(xué)知識可得，在一定的條件下，N2可與其他物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，固定形成氮化物的過程稱為氮的固定，故圖中①過程稱為氮的固定。

（2）將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨的生物是通過分解者來實(shí)現(xiàn)的，細(xì)菌為分解者。

故答案為：（1）①（2）B

12．【答案】氮；蛋白質(zhì)

【知識點(diǎn)】土壤的性狀與植物的生長

【解析】【分析】大氣中的氨主要經(jīng)過生物固氮作用還原為NH3，然后被植物利用。土壤中的NH3也可經(jīng)硝化細(xì)菌的作用，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽后被植物吸收。在氧氣不足情況下，硝酸鹽可被一些細(xì)菌最終轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，返回大氣中?/p>

【解答】綠色植物利用陽光，把二氧化碳和水合成碳水化合物，然后將碳水化合物和從土壤中得到的含氮的鹽合成各種蛋白質(zhì)。當(dāng)動、植物死亡后，蛋白質(zhì)被分解成氨，其中一部分氨又變成了可為植物所吸收的含氮的鹽類，歸還給土壤。

故答案為：氮；蛋白質(zhì)

13．【答案】（1）化合

（2）升高

（3）A

（4）②

【知識點(diǎn)】元素化合價(jià)的規(guī)則與計(jì)算；化合反應(yīng)和分解反應(yīng)

【解析】【分析】（1）根據(jù)多變一的反應(yīng)屬于化合反應(yīng)分析；

（2）根據(jù)單質(zhì)中元素化合價(jià)為0、化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0分析；

（3）根據(jù)人工降雨的原理分析；

（4）根據(jù)一氧化氮的溶解性、密度分析；

【解答】（1）反應(yīng)①②都是兩種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)；

（2）在N2→NO→NO2→HNO3的變化中氮元素的化合價(jià)由0到+2到+4到+5，逐步升高；

（3）人工降雨技術(shù)應(yīng)用的原理是使云中的小水滴凝聚成大水滴，A正確；

（4）一氧化氮難溶于水，密度與空氣接近，所以適用于排水法收集；

故答案為：（1）化合；（2）升高；（3）A；（4）②。

14．【答案】細(xì)菌；真菌；二氧化碳；水；無機(jī)鹽；光合；有機(jī)物；分解者

【知識點(diǎn)】自然界中的氧循環(huán)和碳循環(huán)；細(xì)菌；真菌

【解析】【分析】在生態(tài)系統(tǒng)中動物、植物的遺體、遺物被大量的細(xì)菌、真菌分解成二氧化碳、水和無機(jī)鹽等無機(jī)物，歸還土壤，供綠色植物重新吸收和利用，進(jìn)而制造有機(jī)物。自然界的這種現(xiàn)象叫物質(zhì)循環(huán)，可見細(xì)菌、真菌是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者，參與了生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。

【解答】動植物的遺體在自然界會逐漸消失，這是因?yàn)閳D中的①細(xì)菌和真菌把它們分解成二氧化碳、水和無機(jī)鹽。這些物質(zhì)在光照下又能被生產(chǎn)者綠色植物通過光合作用作用而利用，進(jìn)而制造有機(jī)物。再進(jìn)一步被動物利用。從圖中可以看出①對自然界的物質(zhì)循環(huán)有著重要作用，它們作為分解者參與物質(zhì)循環(huán)。

故答案為：細(xì)菌；真菌；二氧化碳；水；無機(jī)鹽；光合；有機(jī)物；分解者

15．【答案】（1）生物固氮；大于

（2）分解者

（3）同化作用

（4）植物→動物A→動物B

【知識點(diǎn)】生態(tài)系統(tǒng)的影響因素；細(xì)菌；真菌

【解析】【分析】（1）大氣中的N2經(jīng)固氮微生物的固氮、閃電固氮及工業(yè)固氮，使N2轉(zhuǎn)化為NH3，在硝化細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽、硝酸鹽，然后被植物吸收用來合成蛋白質(zhì)等有機(jī)物．通過動物捕食、消化吸收后同化為動物體的成分。動物遺體、排泄物及植物殘枝中的含氮化合物又通過分解者的分解作用轉(zhuǎn)化為無機(jī)物回到無機(jī)環(huán)境，當(dāng)土壤中的氧氣不足時(shí)，反硝化細(xì)菌活動加強(qiáng)，使硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氨，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為N2，回到大氣中，實(shí)現(xiàn)了氮的循環(huán)。

（2）同化作用是指生物體把從外界環(huán)境中獲取的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身的組成物質(zhì)，并且儲存能量的變化過程；異化作用是指生物體能夠把自身的一部分組成物質(zhì)加以分解，釋放出其中的能量，并且把分解的終產(chǎn)物排出體外的變化過程。

【解答】（1）葉的氣孔開放時(shí)，根要吸水滿足自身需要，細(xì)胞吸水還是失水主要取決于細(xì)胞內(nèi)外溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小。當(dāng)細(xì)胞液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于周圍溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)，細(xì)胞就吸水，反之，細(xì)胞就失水。題中根毛細(xì)胞能夠從土壤溶液中吸收水分，說明根毛細(xì)胞液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于土壤溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（2）動物遺體、排泄物及植物殘枝敗葉中的含氮化合物通過分解者的分解作用轉(zhuǎn)化為無機(jī)物回到無機(jī)環(huán)境。

（3）人體從外界攝取各種營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過一系列的化學(xué)變化，轉(zhuǎn)變成自己身體的一部分，并且儲存了能量，這種變化稱為同化作用。

（4）食物鏈的起點(diǎn)是植物，圖中的食物鏈為：植物→動物A→動物B。

故答案為：（1）生物固氮；大于（2）分解者（3）同化作用（4）植物→動物A→動物B

16．【答案】（1）5；大于；氧元素

（2）氮元素和磷元素

（3）禁止過量使用化肥和農(nóng)藥(合理即可)

（4）枯水期水中所含營養(yǎng)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比汛期時(shí)要大

【知識點(diǎn)】水體污染和防治；化學(xué)式的書寫及意義；有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算和推斷

【解析】【分析】（1）根據(jù)藻類的化學(xué)式確定物質(zhì)的組成元素及元素質(zhì)量比為相對原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)之比分析；

（2）根據(jù)植物所需氮、磷、鉀元素及藻類的化學(xué)式分析；

（3）根據(jù)化肥、農(nóng)藥的使用對環(huán)境的危害分析；

（4）根據(jù)枯水期中營養(yǎng)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分析。

【解答】（1）藻類由碳、氫、氮、氮、磷五種元素組成，碳元素與氫元素質(zhì)量比為（12×106）：263，大于1，碳、氫、氧、氮、磷元素質(zhì)量比為1272：263：1760：224：31，所以氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高；

（2）根據(jù)藻類的組成元素可知，工業(yè)廢水和生活污水中導(dǎo)致藻類過快生長的營養(yǎng)元素是氮元素和磷元素；

（3）禁止過量使用化肥和農(nóng)藥可防止“水華”現(xiàn)象產(chǎn)生；

（4）枯水期水中所含營養(yǎng)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比汛期時(shí)要大，“水華”現(xiàn)象常發(fā)生在河水的枯水期，而不大發(fā)生在汛期；

故答案為：（1）5；大于；氧元素；（2）氮元素和磷元素；（3）禁止過量使用化肥和農(nóng)藥(合理即可)；（4）枯水期水中所含營養(yǎng)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比汛期時(shí)要大。

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華師大版初中科學(xué)九年級下學(xué)期3.3自然界中的氮循環(huán)(二)

一、夯實(shí)基礎(chǔ)

1．農(nóng)村有句諺語“雷雨發(fā)莊稼”，這是由于在放電的條件下，空氣中的氧氣和氮?dú)饣仙闪说难趸?，氮的氧化物再?jīng)過各種復(fù)雜的化學(xué)變化，最后生成了易被農(nóng)作物吸收的硝酸鹽?？梢哉f，雷雨給莊稼施加了（）

A．氮肥B．鉀肥C．磷肥D．復(fù)合肥料

【答案】A

【知識點(diǎn)】鹽與化肥

【解析】【分析】根據(jù)含氮元素的物質(zhì)可作氮肥分析。

【解答】在放電的條件下，空氣中的氧氣和氮?dú)饣仙闪说难趸?，氮的氧化物再?jīng)過各種復(fù)雜的化學(xué)變化，最后生成了易被農(nóng)作物吸收的硝酸鹽，所以為植物提供了氮元素，施加了氮肥；

故選A。

2．氮元素在地球上含量豐富，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有著重要作用。下列敘述與氮元素的循環(huán)無關(guān)的是（）

A．工業(yè)上合成氨的過程是固氮的過程

B．自然界中，氨是動物體特別是蛋白質(zhì)腐敗后的產(chǎn)物

C．為防止糧食、罐頭、水果等食品腐爛，常用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣

D．植物會吸收土壤中的氮元素，用來合成有機(jī)物

【答案】C

【知識點(diǎn)】非金屬及其化合物之間的轉(zhuǎn)化

【解析】【分析】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變以及氮元素的轉(zhuǎn)變過程分析。

【解答】A、工業(yè)上合成氨的過程是固氮的過程，與氮元素的循環(huán)有關(guān)，不符合題意；

B、化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，自然界中，氨是動物體特別是蛋白質(zhì)腐敗后的產(chǎn)物，與氮元素的循環(huán)有關(guān)，不符合題意；

C、用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，是氮?dú)獾膽?yīng)用，與氮?dú)庋h(huán)無關(guān)，符合題意；

D、植物會吸收土壤中的氮元素，用來合成有機(jī)物，與氮元素循環(huán)有關(guān)，不符合題意；

故選C。

3．下列不能完成固氮的是（）

A．氮肥廠B．生物固氮C．氮肥D．閃電

【答案】C

【知識點(diǎn)】空氣的利用

【解析】【分析】根據(jù)氮元素的轉(zhuǎn)化與使用分析。

【解答】氮肥廠、生物固氮、閃電等都是氮元素的轉(zhuǎn)化與合成，能完成固氮，氮肥是已經(jīng)合成的含氮肥料，它主要供給作物N元素而本身不分解，它不具有固氮的功能，C符合題意；

故選C。

4．下列關(guān)于化肥及其利用的說法中正確的是（）

A．尿素屬于復(fù)合肥料

B．開發(fā)低毒性、低殘留的農(nóng)藥代替現(xiàn)有農(nóng)藥

C．為了促進(jìn)農(nóng)作物的生長，可以大量施用化肥

D．把硫酸銨和熟石灰固體混合施用可使肥效提高

【答案】B

【知識點(diǎn)】鹽與化肥

【解析】【分析】根據(jù)含氮元素的化肥屬于氮肥、化肥農(nóng)藥使用會污染水體及銨鹽的使用注意事項(xiàng)分析。

【解答】A、尿素屬于氮肥，不符合題意；

B、開發(fā)低毒性、低殘留的農(nóng)藥代替現(xiàn)有農(nóng)藥，既能達(dá)到增產(chǎn)目的，又能保護(hù)水體不受污染，符合題意；

C、大量施用化肥會造成水體污染，不符合題意；

D、硫酸銨和熟石灰固體混合施用會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)?，降低肥效，不符合題意；

故選B。

5．近年來，由于有些企業(yè)忽視環(huán)境保護(hù)，把工業(yè)污水直接排放到江河中，致使一些河段出現(xiàn)大量的魚蝦死亡的現(xiàn)象。引起這些魚蝦死亡的直接原因是（）

A．厭氧微生物的大量繁殖B．水中氮、磷等元素含量增多

C．水中的富營養(yǎng)化污染D．水中的溶解氧含量降低

【答案】D

【知識點(diǎn)】水體污染和防治

【解析】【分析】保護(hù)環(huán)境，勿將工業(yè)廢水排入河水中，工業(yè)廢水中的有毒物質(zhì)隨著食物鏈能量流動，有毒物質(zhì)積累，最終危害人類自身。

【解答】有些企業(yè)把工業(yè)污水直接排放到江河中，致使一些河段出現(xiàn)大量的魚蝦死亡的現(xiàn)象，工業(yè)廢水消耗大量氧氣，因此水中的溶解氧含量較低使得大量魚蝦死亡，D符合題意。

故答案為：D

6．關(guān)于氮的變化關(guān)系示意圖如圖所示，則下列說法中不正確的是（）

A．路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑

B．路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑

C．上述所有變化都是化學(xué)變化

D．上述反應(yīng)中①②③均屬于氮的固定

【答案】D

【知識點(diǎn)】非金屬及其化合物之間的轉(zhuǎn)化

【解析】【分析】根據(jù)氮的固體及硝酸的生產(chǎn)過程分析。

【解答】氮的固定是指空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮的過程，D說法不正確；

故選D。

7．下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)示意圖的說法錯(cuò)誤的是（）

A．氮元素只被氧化

B．豆科植物的根瘤菌固氮屬于自然固氮

C．其他元素也參與了氮循環(huán)

D．含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化

【答案】A

【知識點(diǎn)】自然界中的氧循環(huán)和碳循環(huán)

【解析】【分析】（1）根據(jù)N元素的化合價(jià)升高被氧化，N元素的化合價(jià)降低被還原結(jié)合各反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)的變化分析。

（2）根據(jù)氮循環(huán)中物質(zhì)的分類進(jìn)行解答。

【解答】硝酸鹽中氮元素的化合價(jià)為＋5價(jià)，被細(xì)菌分解變成大氣中氮單質(zhì)，氮元素化合價(jià)由＋5→0，屬于被還原；植物固氮是在自然界發(fā)生的，不需人為的作用，故屬于自然固氮；碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán)，如蛋白質(zhì)的制造需要碳元素，又如N2在放電條件下與O2直接化合生成無色且不溶于水的NO氣體：N2＋O22NO，有氧元素參與；二氧化氮易與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，有氫元素參與；氮循環(huán)中銨鹽和蛋白質(zhì)可相互轉(zhuǎn)化，銨鹽屬于無機(jī)物，蛋白質(zhì)屬于有機(jī)物，故含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化，A符合題意。

故答案為：A

8．富營養(yǎng)化造成水體發(fā)黑變臭、水質(zhì)惡化的過程依次是（）

①過量施用含氮、磷元素的化肥

②藻類死亡

③水中藻類大量繁殖

④水中細(xì)菌分解有機(jī)物

⑤水中需氧生物大量死亡

⑥水中溶解氧含量急劇下降

A．①③②④⑥⑤B．①③⑤②⑥④

C．①②③④⑤⑥D(zhuǎn)．①⑥②③⑤④

【答案】A

【知識點(diǎn)】水體污染和防治

【解析】【分析】本題主要考查富營養(yǎng)化的相關(guān)知識，富營養(yǎng)化是一種氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。

【解答】由于人類的活動，將過量施用含氮、磷元素的化肥排入水體后，水生生物特別是藻類將大量繁殖，使生物量的種群種類數(shù)量發(fā)生改變，破壞了水體的生態(tài)平衡。大量死亡的水生生物沉積到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水體溶解氧含量急劇降低，水質(zhì)惡化，以致影響到魚類的生存，大大加速了水體的富營養(yǎng)化過程，因此富營養(yǎng)化造成水體發(fā)黑變臭、水質(zhì)惡化的過程依次是①③②④⑥⑤，A符合題意。

故答案為：A

9．在自然界中，豆科植物根部的根瘤菌把空氣中的N2轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物，植物的根從土壤中吸收的和，經(jīng)過復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)化合成各種蛋白質(zhì)。

【答案】銨鹽；硝酸鹽

【知識點(diǎn)】植物生長需要無機(jī)鹽

【解析】【分析】在自然界中，把空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氮的化合物以實(shí)現(xiàn)氦的循環(huán)的途徑有豆科植物根部的根瘤菌，把氮?dú)廪D(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物。放電條件下，氮?dú)馀c氧氣結(jié)合成氮氧化合物，并隨降水進(jìn)入土壤和水體。在有氧的條件下，土壤中的氨或銨鹽在硝化細(xì)菌的作用下最終氧化成硝酸鹽。

【解答】在自然界中，豆科植物根部的根瘤菌把空氣中的N2轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}等含氮化合物，而植物的根從土壤中吸收銨鹽、硝酸鹽,經(jīng)過復(fù)雜的生物轉(zhuǎn)化，形成了各種氨基酸，氨基酸最后變成蛋白質(zhì)。

故答案為：銨鹽；硝酸鹽

10．氮的固定有三種途徑：生物固氮、自然固氮和工業(yè)固氮。請指出下列固氮方式所屬的類型。

（1）閃電時(shí)氮?dú)廪D(zhuǎn)化為一氧化氮：。

（2）在高溫、高壓和催化劑作用下，氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)合成氨：。

【答案】（1）自然固氮

（2）工業(yè)固氮

【知識點(diǎn)】空氣的利用

【解析】【分析】氮的固定是將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程，分為人工固氮和自然固氮。

【解答】（1）閃電時(shí)，放出很多的能量，空氣中的氮?dú)夂脱鯕饣统梢谎趸?，屬于自然固氧?/p>

（2）工業(yè)合成氨是氮?dú)夂蜌錃庠谌藶榈臈l件下化合成氨氣，屬于人工固氮。

故答案為：（1）自然固氮（2）工業(yè)固氮

11．如圖是氮元素在自然界中的循環(huán)示意圖，試回答：

（1）圖中(填序號)過程稱為氮的固定。

（2）下列生物中能將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨的是____(填字母)。

A．藻類B．細(xì)菌C．病毒

【答案】（1）①

（2）B

【知識點(diǎn)】自然界中的氧循環(huán)和碳循環(huán)

【解析】【分析】氮是動植物和原生生物的重要組成元素，也是維持高等動植物生命活動的必須元素，而氮元素在自然界中的循環(huán)，氮循環(huán)中氨氣發(fā)揮重要作用。

【解答】（1）由生物學(xué)知識可得，在一定的條件下，N2可與其他物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，固定形成氮化物的過程稱為氮的固定，故圖中①過程稱為氮的固定。

（2）將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為氨的生物是通過分解者來實(shí)現(xiàn)的，細(xì)菌為分解者。

故答案為：（1）①（2）B

二、能力提升

12．綠色植物利用陽光，把二氧化碳和水合成碳水化合物，然后將碳水化合物和從土壤中得到的含的鹽合成各種。當(dāng)動、植物死亡后，蛋白質(zhì)被分解成氨，其中一部分氨又變成了可為植物所吸收的含氮的鹽類，歸還給土壤。

【答案】氮；蛋白質(zhì)

【知識點(diǎn)】土壤的性狀與植物的生長

【解析】【分析】大氣中的氨主要經(jīng)過生物固氮作用還原為NH3，然后被植物利用。土壤中的NH3也可經(jīng)硝化細(xì)菌的作用，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽后被植物吸收。在氧氣不足情況下，硝酸鹽可被一些細(xì)菌最終轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，返回大氣中?/p>

【解答】綠色植物利用陽光，把二氧化碳和水合成碳水化合物，然后將碳水化合物和從土壤中得到的含氮的鹽合成各種蛋白質(zhì)。當(dāng)動、植物死亡后，蛋白質(zhì)被分解成氨，其中一部分氨又變成了可為植物所吸收的含氮的鹽類，歸還給土壤。

故答案為：氮；蛋白質(zhì)

13．自然降雨時(shí)若發(fā)生電閃雷鳴，空氣中就會發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

①N2＋O22NO

②2NO＋O2=2NO2

③3NO2＋H2O=2HNO3＋NO

若自然降雨不足時(shí)，可采用人工降雨的技術(shù)增加降雨量。人工降雨的方法之一是在0℃以上的暖云內(nèi)撒播鹽粒，鹽粒會吸收水分，使其周圍的小水滴向它靠攏，迅速變成大水滴，最后成為雨滴掉下來。根據(jù)上述材料回答：

（1）反應(yīng)①②都屬于(選填“化合”或“分解”)反應(yīng)。

（2）在N2→NO→NO2→HNO3的變化中氮元素的化合價(jià)逐步(選填“升高”或“降低”)。

（3）人工降雨技術(shù)應(yīng)用的原理是____(填字母)。

A．使云中的小水滴凝聚成大水滴

B．促使地面水分蒸發(fā)以增加云量

C．使云的高度上升以降低其溫度

（4）實(shí)驗(yàn)室里制取一氧化氮時(shí)，可采用的收集方法是(填序號)。

【答案】（1）化合

（2）升高

（3）A

（4）②

【知識點(diǎn)】元素化合價(jià)的規(guī)則與計(jì)算；化合反應(yīng)和分解反應(yīng)

【解析】【分析】（1）根據(jù)多變一的反應(yīng)屬于化合反應(yīng)分析；

（2）根據(jù)單質(zhì)中元素化合價(jià)為0、化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0分析；

（3）根據(jù)人工降雨的原理分析；

（4）根據(jù)一氧化氮的溶解性、密度分析；

【解答】（1）反應(yīng)①②都是兩種物質(zhì)生成一種物質(zhì)，屬于化合反應(yīng)；

（2）在N2→NO→NO2→HNO3的變化中氮元素的化合價(jià)由0到+2到+4到+5，逐步升高；

（3）人工降雨技術(shù)應(yīng)用的原理是使云中的小水滴凝聚成大水滴，A正確；

（4）一氧化氮難溶于水，密度與空氣接近，所以適用于排水法收集；

故答案為：（1）化合；（2）升高；（3）A；（4）②。

14．如圖為自然界物質(zhì)循環(huán)示意圖，請仔細(xì)觀察圖中內(nèi)容，回答問題：

動植物的遺體在自然界會逐漸消失，這是因?yàn)閳D中的①和(填生物名稱)把它們分解成、和。這些物質(zhì)在光照下又能被生產(chǎn)者綠色植物通過作用而利用，進(jìn)而制造。再進(jìn)一步被動物利用。從圖中可以看出①對自然界的物質(zhì)循環(huán)有著重要作用，它們作為參與物質(zhì)循環(huán)。

【答案】細(xì)菌；真菌；二氧化碳；水；無機(jī)鹽；光合；有機(jī)物；分解者

【知識點(diǎn)】自然界中的氧循環(huán)和碳循環(huán)；細(xì)菌；真菌

【解析】【分析】在生態(tài)系統(tǒng)中動物、植物的遺體、遺物被大量的細(xì)菌、真菌分解成二氧化碳、水和無機(jī)鹽等無機(jī)物，歸還土壤，供綠色植物重新吸收和利用，進(jìn)而制造有機(jī)物。自然界的這種現(xiàn)象叫物質(zhì)循環(huán)，可見細(xì)菌、真菌是生態(tài)系統(tǒng)中的分解者，參與了生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。

【解答】動植物的遺體在自然界會逐漸消失，這是因?yàn)閳D中的①細(xì)菌和真菌把它們分解成二氧化碳、水和無機(jī)鹽。這些物質(zhì)在光照下又能被生產(chǎn)者綠色植物通過光合作用作用而利用，進(jìn)而制造有機(jī)物。再進(jìn)一步被動物利用。從圖中可以看出①對自然界的物質(zhì)循環(huán)有著重要作用，它們作為分解者參與物質(zhì)循環(huán)。

故答案為：細(xì)菌；真菌；二氧化碳；水；無機(jī)鹽；光合；有機(jī)物；分解者

三、拓展創(chuàng)新

15．如圖為某原始森林生態(tài)系統(tǒng)中氮循環(huán)過程示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：

（1）大氣中的N2進(jìn)入該森林群落的途徑是雷電固氮和，植物是一個(gè)統(tǒng)一的整體，當(dāng)葉中的氣孔處于開放狀態(tài)時(shí)，根中根毛細(xì)胞細(xì)胞液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(選填“大于”“小于”或“等于”)土壤溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（2）能完成Ⅱ和Ⅲ過程的生物屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的。

（3）氮元素以NH3、NO(亞硝酸根離子)等形式被生物吸收，進(jìn)入細(xì)胞后主要用于合成蛋白質(zhì)和核酸兩類大分子有機(jī)物，這屬于新陳代謝中的(選填“同化作用”或“異化作用”)。

（4）寫出圖中的一條食物鏈：。

【答案】（1）生物固氮；大于

（2）分解者

（3）同化作用

（4）植物→動物A→動物B

【知識點(diǎn)】生態(tài)系統(tǒng)的影響因素；細(xì)菌；真菌

【解析】【分析】（1）大氣中的N2經(jīng)固氮微生物的固氮、閃電固氮及工業(yè)固氮，使N2轉(zhuǎn)化為NH3，在硝化細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽、硝酸鹽，然后被植物吸收用來合成蛋白質(zhì)等有機(jī)物．通過動物捕食、消化吸收后同化為動物體的成分。動物遺體、排泄物及植物殘枝中的含氮化合物又通過分解者的分解作用轉(zhuǎn)化為無機(jī)物回到無機(jī)環(huán)境，當(dāng)土壤中的氧氣不足時(shí)，反硝化細(xì)菌活動加強(qiáng)，使硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氨，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為N2，回到大氣中，實(shí)現(xiàn)了氮的循