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氮元素在自然界中的循环氮元素在自然界中的循环氮是地球上最丰富的元素之一，它是生命体中不可缺少的元素。
氮的循环是生态系统中一个非常重要的过程，它影响着生物多样性和生态系统的稳定性。
本文将详细介绍氮元素在自然界中的循环。
1. 氮元素的来源氮元素最主要的来源是大气中78%的空气成分——氮气（N2）。
但是，大多数生物无法直接利用大气中的氮，因为N2分子非常稳定，需要高能输入才能将其转化为可利用形式。
此外，土壤和水体也含有一些可利用形式的氮元素，如铵离子（NH4+）、硝酸盐（NO3-）等。
2. 固定固定是指将大气中不可利用形式的N2转化为可利用形式。
这个过程主要由两种微生物完成：一种是根瘤菌，它们与豆科植物共生，在植株根部结出小块状物——根瘤，在根瘤内部固定了大量N2；另一种微生物则存在于土壤和水体中，它们能够利用高能输入将N2转化为铵离子或硝酸盐。
3. 氮素的生物利用氮元素是构成生命体的重要元素之一，它参与到蛋白质、核酸等重要物质的合成中。
植物通过根部吸收土壤中的铵离子和硝酸盐，并将其转化为氨基酸等有机分子，进而合成蛋白质。
动物则通过食物链摄取植物中的氮元素，将其转化为自身所需的有机分子。
4. 氮素的循环氮元素在生态系统中不停地循环着。
当动植物死亡或排泄出废物时，其中含有大量的氮元素。
这些残体和废物被微生物分解，释放出铵离子和硝酸盐等可利用形式的氮元素。
这些可利用形式的氮又被其他植物吸收利用，或者被微生物再次固定为N2释放到大气中。
5. 氮素在人类活动中的影响人类活动对于氮循环产生了巨大影响。
农业生产中使用了大量的化肥，这些化肥中含有大量的铵离子和硝酸盐等可利用形式的氮元素。
这些氮元素被作物吸收利用，但也会随着农业废水和农田流失到水体中，导致水体富营养化等问题。
此外，人类活动还导致了大量的氮氧化物（NOx）和氨（NH3）排放到大气中，加剧了酸雨和温室效应等环境问题。
结论综上所述，氮元素在自然界中的循环是一个复杂而重要的过程。
自然界氮循环是描述氮在自然界中如何被循环和再利用的过程。
氮是生物体的重要组成元素，对生命活动有着至关重要的作用。
然而，大气中的氮气（N2）对于大多数生物来说是无法直接利用的，因此需要通过一系列的化学反应和生物过程，将氮气转化为生物可利用的氮化合物。
氮循环的主要环节包括氮的固定、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和有机氮的合成。
首先，氮的固定是将大气中的氮气转化为氨或其他含氮化合物的过程。
这个过程可以分为生物固氮和非生物固氮两种。
生物固氮主要是由一些特定的微生物（如豆科植物根瘤菌）完成的，而非生物固氮则通过高温、高压或闪电等自然条件实现。
接下来是氨化作用，即有机氮化合物被微生物分解产生氨的过程。
这个过程在土壤中进行，是氮循环的重要环节之一。
氨化作用产生的氨会被植物吸收利用，进一步参与生物体的代谢过程。
硝化作用是将氨转化为硝酸盐的过程，主要由硝化细菌完成。
硝酸盐是植物吸收氮的主要形式之一，通过植物的吸收和利用，氮元素得以进入生物体内部，参与生命活动。
反硝化作用是将硝酸盐还原为氮气的过程，主要在缺氧条件下由反硝化细菌完成。
这个过程是氮循环中氮元素返回大气的重要途径之一。
最后是有机氮的合成，即植物通过吸收氨或硝酸盐等无机氮源，将其转化为有机氮化合物的过程。
这个过程是植物生长和发育的基础，也是氮循环中氮元素得以在生物体内循环利用的关键环节。
总的来说，自然界氮循环是一个复杂而精致的生态系统过程，通过生物和非生物过程的相互作用，实现了氮元素在自然界中的循环和再利用。
这个过程对于维持生态系统的平衡和生物体的正常生命活动具有重要意义。
高一化学氮的循环的知识点氮是地球上最丰富的元素之一，它在自然界中以气体的形式存在，占据了大气中的78%。
然而，氮气对大多数生物来说是无法直接利用的。
为了满足生物体的需求，氮必须先被转化成可供利用的形式，进入生物体的食物链中。
这一过程被称为氮的循环。
氮的循环包括氮气固氮、氮的硝化和氮的脱氮。
在这三个过程中，氮在不同形式之间进行转化，从而保持了地球上氮元素的平衡。
首先，我们来看氮气固氮这一过程。
氮气固氮是指将氮气转化成氨氮（NH3）或者铵盐（NH4+）的过程。
固氮的主要方式有两种：大气固氮和土壤固氮。
大气固氮是指氮气转化成氨氮的过程，其中最主要的作用是由氮气还原酶催化的。
这种酶存在于一些细菌和蓝藻中，它们能够利用氮气将其转化为氨氮。
这一过程中，固氮细菌通过吸附氮气分子并将其还原为两个氨气分子，然后氨气与水反应生成氨。
此外，一些雷暴也可能通过闪电将氮气转化为硝酸盐，这也是大气中固氮的一种方式。
而土壤固氮是指氮气转化成铵盐的过程，这一过程主要由土壤中一种叫做固氮细菌的微生物来完成。
这些细菌通常生活在根部附近的土壤中，并与某些植物共生。
植物会分泌一些物质吸引这些细菌，然后细菌在植物的根附近将氮气固定为铵盐。
接下来，我们来看氮的硝化过程。
硝化是指将氨氮或铵盐转化为硝酸盐的过程。
这一过程涉及到两个主要的微生物群落：硝化细菌和反硝化细菌。
硝化细菌能够将氨氮或铵盐氧化成亚硝酸盐，然后进一步氧化成硝酸盐。
这两个步骤分别由不同的细菌完成。
亚硝酸盐在水体中相对不稳定，容易被进一步氧化为硝酸盐。
这种氮化细菌能够适应较低的温度和较酸性的环境。
与硝化细菌相对的是反硝化细菌。
这些细菌具有还原硝酸盐的能力，将其还原为氮气并释放到大气中。
这一过程是氮循环中的一个重要环节，有助于维持地球大气中氮气的含量。
最后，我们来看氮的脱氮过程。
脱氮是指将有机物中的氮转化为氨氮或氮气的过程。
这一过程主要发生在土壤中，涉及到一些细菌和真菌。
在有机物分解的过程中，细菌和真菌会利用有机物中的氮，将其转化为无机形式的氮。
自然环境知识：生态系统的氮、硫和磷循环氮、硫和磷是生命所必需的元素，它们在生态系统中的循环是维持生态系统平衡、生命生长繁殖的重要环节。
1.氮的循环氮是构成蛋白质和核酸的重要元素。
生态系统的氮循环包括固氮、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和氮矿化。
固氮是将氮气经过怀氏菌等生物的作用而转化为铵盐的过程。
铵盐还可以通过草履虫等多种微生物转化为其他有机氮物质。
由氨化作用、硝化作用产生的硝酸盐和铵盐在生态系统中的循环，促进了生物体对氮元素的吸收利用。
反硝化作用是生物体在缺氧环境下利用硝酸盐还原为氮气。
氮矿化包括死亡生物体和排泄物中的有机氮通过微生物分解而转化为无机氮的过程。
氮循环的平衡可以通过适度人为干预来实现，如降低化肥使用量和加大有机肥料的使用，从而减少生态系统中的污染。
2.硫的循环硫是有机化合物、氨基酸和核酸等生命体所必需的元素。
硫在地球表层的循环通过微生物介导，包括生物体内的硫代谢、硫氧化作用、二氧化硫还原作用和硫化作用。
生态系统中的硫循环有助于维持土壤和水体的稳定性和生物多样性。
人类活动的增加、化石燃料燃烧和工业污染等导致了生态系统中硫循环的失衡和土壤的酸化，影响着生态系统的健康和地球环境的变化。
3.磷的循环磷是构成脱氧核糖核酸和三磷酸腺苷等生命体所必需的元素。
生态系统中主要是有机磷和无机磷之间的转化循环。
磷循环的速率较慢，而且在多数生态系统中汇集在小范围之内。
如生物质分解会产生大量的有机磷，但因其不易被吸收利用而积累在生物质中，间接限制着生物体的生长繁殖。
因此，保护和改善土壤磷的循环是维护生态系统平衡和促进生态系统健康的重要措施之一。
总之，氮、硫和磷的循环乃至其他元素循环是维护生态系统平衡和生命生长繁殖的必要前提。
人类在细心呵护自生态环境的同时，应该适度干预生态系统中的元素循环，使循环保持平衡和稳定，从而实现可持续发展。
3.2 氮的循环一、自然界中氮的循环：1．氮的存在形态氮是地球上含量丰富的一种元素，以游离态的形式存在于大气中，以化合态的形式存在于动植物体、土壤和水体中。
2．氮在自然界中的循环➢在自然界中豆科植物根部的根瘤菌把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。
➢在放电条件下，空气中少量的N2与O2化合生成NO，NO和O2迅速生成NO2并随水进入土壤和水体。
➢人们通过化学方法把空气中的N2转化为NH3，再根据需要进一步转化成各种含氮化合物(如HNO3、氮肥等)。
二、氮气：1．物理性质➢色味态：无色无味气体➢溶解性：难溶于水➢密度：比空气略小2．化学性质放电2NO➢与氧气：N2＋O2=====➢与氢气：N2＋3H22NH3➢与镁：N2+3Mg点燃Mg3N23．用途➢氮气是合成氨，制硝酸的重要原料➢氮气因为性质稳定，经常用作保护气，比如用于焊接金属➢液氮可用作冷冻剂，应用于医学领域4、氮的固定(1) 概念：使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程(2) 分类：➢自然固氮：主要包括生物固氮和高能固氮➢人工固氮：主要包括合成氨固氮和仿生固氮三、氮的氧化物：12. 注意事项：➢酸酐的问题：N2O3是亚硝酸的酸酐，N2O5是硝酸的酸酐➢颜色的问题：只有NO2是红棕色气体，其余均为无色气体➢污染的问题：氮的氧化物都具有毒性，而且都是大气污染物，3. NO和NO2(1)物理性质➢色味态：NO是无色无味气体，NO2是红棕色有刺激性气味的气体➢溶解性：NO难溶于水，NO2易溶于水➢密度：NO比空气略小，NO2比空气大(2) 相互转换➢NO→NO2:2NO+O2====2NO2➢NO2→NO:3NO2+ H2O====2HNO3 + NO(3)影响➢NO：是传递神经信息的“信使分子”，但容易与血红蛋白结合而使人体缺氧。
➢NO2：能损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料有腐蚀作用。
四、氨气：1．物理性质(1)NH3是无色、有刺激性气味、极易溶于水的气体，常温时，1体积水大约溶解700体积的氨气。
自然界中氮的循环
氮的循环可以分为自然界氮的生物转化循环和地球自然界氮的物理化
学循环。
自然界氮的生物转化循环是指在植物、藻类、动物和细菌之间，氮以
不同形式在体内反复转化的过程。
物质循环中，氮是从大气中以氮气形式
注入到地球上，它被植物通过光合作用转变为有机物（植物组织中的氨基酸），然后将氮经由食物链传递到动物，植物和细菌体内，形成具有各种
生物特性的氨基酸，作为动物和植物的新陈代谢的主要物质媒介。
此外，
细菌通过进行氮素的氧化扩散，将氮转换成氮气，最终形成大气的一部分，形成地球的氮循环。
地球自然界氮的物理化学循环是指大气中氮物质以不同的物理、化学
变化形式在大气层、水体和土壤之间循环的过程。
大气中空气中的氮气经
由光和酸雨反应被水溶性水体中氨基酸和其它有机物带入水体。
水体经蒸
发潜热分解为氮气和氧，被叠向大气层，氮气又叠向水体，从而形成大气
湿润水平面的氮物质循环。
自然界中的元素氮的循环一. 教学内容：第3章第2节氮的循环二. 教学目的1. 能简要说明氮循环的基本过程，知道固氮的本质以及生物固氮和人工固氮这两种固氮形式。
2. 了解氮循环过程中的重要物质以及人类活动对氮循环和环境的影响（知道酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境问题）3. 能列举含氮元素的单质及其化合物了解氮气、氨气、铵盐及硝酸的主要物理性质和化学性质，知道NH 的检验方法和氨气的实验室制法，能书写相关反应的化学方程式。
三. 教学重点、难点氮气、氨、铵盐和硝酸的性质四. 知识分析空气中的主要物质？植物生长需要的主要元素？（一）氮在自然界中的循环和存在形式1. 氮元素在自然界中的存在形式自然界中氮元素存在的形式一种是游离态，如N2，一种是化合态，如铵盐、硝酸盐、氨、蛋白质等。
2. 氮在自然界中的循环（1）氮在自然界中的循环的基本过程自然界里，空气的氮气转化为植物可以直接吸收含氮化合物的两种主要形式，豆科植物的根瘤菌把N2转化为硝酸盐；闪电使少量N2与O2化合生成NO，随之变为硝酸随降水进入土壤和水体。
植物的根从土壤中吸收铵盐、硝酸盐，经过复杂的生物转化，形成了各种氨基酸，氨基酸最后变成蛋白质。
动物以植物为食而获得植物蛋白，并将其转化为动物蛋白，动物遗体中的蛋白质被微生物分子分解成铵离子、硝酸根和氨，又回到了土壤和水体中，被植物再次吸收利用。
（2）氮循环的重要意义由于存在着氮元素的循环，其他生命元素的循环，以及水的循环，地球的生命才生生不息，生机勃勃。
（二）氮循环的重要物质及其变化1. 氮气（1）物理性质无色无味的难溶于水的气体；密度比空气小，在空气中约占总体积的78%，占其它质量的75%。
（2）分子结构两个氮原子之间的强烈作用，要破坏这种牢固的结合，需要很高的能量。
常温下，N2的化学性质很不活泼，但在高温、放电、点燃等条件下能与O2、Mg、H2等反应。
（3）化学性质①与O2反应：N2+O2＝2NO ②与H2反应：N2+3H2＝2NH3③与Mg的反应：N2+3Mg＝Mg3N2温馨提示：●由于N2的化学性质不活泼，所以N2与其它物质的反应，需特别注意标明条件。
●N2和O2反应后，“最初产物”是NO，而不是NO2。
●一般情况下，N2不能燃烧，也不助燃，但Mg条却可以在N2中燃烧。
（4）用途：a.保护气b.液氮作深度冷冻剂c.合成氨等思考：相同质量的镁条分别在O2、N2和空气中充分燃烧，所得固体产物的质量m1，m2，m3由大到小的顺序是（解答：m1>m3>m2 ）重要补充：①氮的固定概念：使空气中游离的氮转变为含氮化合物的方法。
分类：自然固氮和人工固氮②可逆反应概念：在相同条件下，能同时正反两个方向进行的反应，为可逆反应，化学方程式中用“”代替“＝”。
特点：相同条件下，相反方向的两个化学反应；与化学反应有关的各种物质共存，如N2+3H2 2NH3反应体系中就存在N2、H2、NH3分子。
2、氮的氧化物—NO、NO2的重要性质（1）物理性质NO：无色无味难溶于水的气体有毒NO2：红棕色有刺激性气味的气体有毒（2）化学性质2NO+O2＝2NO2 6NO+4NH3＝5N2+6H2O3NO2+H2O＝2HNO3 ＋NO 6NO2+8NH3＝7N2+12H2O（3）计算中用到的两个重要化学方程式4NO+3O2+2H2O＝4HNO3 ；4NO2+O2+2H2O＝4HNO3思考：①NO有毒，为什么在1992年被世界著名学术期刊《科学》（Seience，美国）评为明星分子？②NO2为什么能使多种织物退色，损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料也有腐蚀作用？③实验室如何收集NO、NO2？为什么？解答：①NO作为一种神经系统的信使分子，在使血管扩张、免疫、增强记忆力等方面有着及其重要的作用。
②NO2溶于水生成了硝酸，使织物退色、腐蚀材料。
③收集NO用排水法，收集NO2用向上排空气法；前者易与氧气反应，后者易与水反应3、氮的氢化物——NH3（1）分子结构立体结构（三角锥形）（2）物理性质无色、有刺激性气味的气体，标况下密度为0.771g·L－1，比空气轻，极易溶于水（1:700），且快速溶解，易液化得液氨，液氨气化时要吸收大量的热，使物质的温度急剧下降，所以液氨常用作制冷剂。
关于喷泉实验：①氨气能形成喷泉的本质原因是氨极易溶于水。
②用教材中的装置进行喷泉实验，引发水上喷的操作是挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。
该实验的原理是，少量水进入烧瓶时，氨迅速溶解，瓶内压强迅速降低，水在外界大气压作用下，压入烧瓶。
如果把胶头滴管去掉，如何引发水上喷？③氨溶解于水不是简单的溶解过程，有化学反应，生成碱性物质。
（3）化学性质①氨与水的反应NH3+H2O NH3·H2O说明：●氨的溶解中更重要的是生成了NH3·H2O，但溶质为NH3●氨的水溶液显弱碱性，NH3·H2O NH4++OH—●氨水易挥发，要密封保存，对许多金属有腐蚀作用，不能用金属容器盛装。
●氨水的密度小于水的密度，且质量分数越大，密度越小。
●氨水的成分：NH3、H2O、NH3·H2O、NH4+、OH—H+②氨与HCl反应NH3+HCl＝NH4Cl练习：写出NH3与硝酸、硫酸、磷酸的化学方程式解答：NH3+HNO3＝NH4NO3；2NH3+H2SO4＝(NH4)2SO4；3NH3+H3PO4＝(NH4)3PO4)③氨与某些盐溶液的反应FeCl3+3NH3·H2O＝Fe(OH)3↓+3NH4Cl ；MgCl2+2NH3·H2O＝Mg(OH)2↓+2NH4Cl④氨的还原性a. 氨与O2的反应催化氧化：4NH3+5O2＝4NO+6H2O ；与纯O2反应：4NH3+3O2＝2N2+6H2Ob. 与Cl2反应①氨气不足（Cl2过量）2NH3+3Cl2＝N2+6HCl②氨气足量8 NH3+3Cl2＝N2+6NH4Clc. 与CuO的反应2NH3+3CuO＝3Cu+N2+3H2O（可用于制N2）小结：●NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，可用于氨气的检验●氨水与液氨为不同物质，氨水为混合物，液氨为纯净物;NH3为非电解质，而NH3·H2O为弱电解质。
●与浓氨水靠近，能产生白烟现象的物质：①挥发性酸如浓HNO3、浓HCl ②酸性气体HCl、HBr、HI、H2S等；③Cl2。
但浓H2SO4、浓H3PO4因难挥发而无此现象。
●NH3可在纯氧中燃烧，不是在空气中燃烧，故NH3不属于可燃烧气体。
4. 铵盐的主要性质（1）概念：由铵根离子和酸根离子组成的盐（2）物理性质：都是无色晶体，都易溶于水（3）化学性质①受热易分解a. 热不稳定酸的铵盐为NH3和酸的分解产物NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O（对热不稳定酸：H2CO3、H2SO3、H2SiO3）b. 挥发性酸对应的铵盐的分解产物是NH3和相应的酸NH4Cl NH3↑+HCl↑（挥发性酸：HCl、HBr、H2S、HI）c. 高沸点酸的铵盐的分解产物为NH3和相应的酸(NH4)3PO4 3NH3↑+H3PO4d. 氧化性酸的铵盐的分解产物随温度而异2NH4NO3 2N2↑+O2↑+4H2O②与碱反应NH4Cl+NaOH NaCl+NH3↑+H2O（4）NH4+的检测：在未知溶液中加入强碱并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则证明原溶液中含NH4+思考：①铵盐都能受热分解，能不能用此种方法检验NH4+的存在？②铵盐与浓碱溶液，铵盐与稀碱溶液反应并加热，铵盐与稀碱溶液反应不加热的离子方程式有何不同？解答：①不能。
②生成氨气、生成氨气、生成一水合氨。
5. 硝酸的重要性质（1）物理性质：纯HNO3是无色，易挥发（沸点83℃），有刺激性气味的液体。
易溶于水密度比水大，常用的浓HNO3质量分数为69%，98%的硝酸称“发烟硝酸”）（2）化学性质①酸的通性②特性a. 不稳定性：4HNO3 4NO2+O2+2H2O并且越多越易分解b. 强氧化性：浓硝酸可以与不活泼金属如铜、银等以及碳、磷等非金属反应。
说明：①浓、稀HNO3均有强氧化性②氧化性：浓HNO3>稀HNO3③金属与硝酸反应不产生H2，而是与浓硝酸反应生成NO2，与稀HNO3生成NO4HNO3（浓）+Cu＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O8HNO3（稀）+3Cu＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O小知识：●常温下浓HNO3可使铁、铝表面形成致密的氧化物膜而钝化，（浓H2SO4也有此性质）因此可用铁、铝容器盛放浓H2SO4、HNO3。
●氧化性酸和酸的氧化性：酸的氧化性是指H+的氧化性；氧化性酸是酸根离子中心原子获得电子的性质。
思考：①分别将盛有浓HCl，浓H2SO4，浓HNO3的烧杯置于空气中，其中质量增加的是，质量减少的是，原因分别是。
②浓HNO3为什么常是黄色？浓HNO3如何保存？解答：①浓H2SO4；浓HCl、浓HNO3；浓H2SO4有吸水性，吸收空气中的水蒸气；浓HCl、浓HNO3都有挥发性。
②浓硝酸易分解产生NO2，NO2溶于水显黄色；浓硝酸通常保存在棕色瓶中，置于冷暗处。
