氮循环与硫循环
3.3硫循环和氮循环(备课件)
+5
+2
NO3-NO+1 Nhomakorabea0
N2O
N2
在氧气不足的条件下，土壤中的细菌又将硝酸根转化为氮气， 且从土壤中释放出来.这是硝酸根在土壤中细菌作用下被还原的 过程，称为反硝化作用。
化合价 +5 +4 +3 +2
氮元素的价类二维图
HNO3 NaNO3 NO2
HNO2 NaNO2 NO
0
N2
-3
NH3
NaN3
氢化物 单质 氧化物 酸
盐
物质类别
酸雨 二氧化硫
SO2 燃料燃烧
H2SO4
酸雨的危害：
使湖泊中 鱼虾死亡
破坏露 天文物
古迹
破坏土壤成分 腐蚀建筑
使农作物减产 物和工业
甚至死亡
设备
损坏植物 叶面导致 森林死亡
酸雨的成因 第一种方式: 第二种方式:
2SO2 +O2催⇌△化剂 2SO3 SO3 +H2O =H2SO4
SO2 +H2O ⇌ H2SO3 2H2SO3 +O2 =2H2SO4
3.3 硫循环和氮循环
硫与氮循环在自然界的地位
人类的文明历程与自然环境息息 相关,自然界中,陆地.海洋.大气中 的硫元素和氮元素,通过各种循环 以建立起生态平衡.硫与氮的循环 与我们人类的生产生活密切相关
硫循环
硫循环是硫元素在岩石圈，水圈，大气圈，生物圈以及各种地质系统之间迁移演化的地球 化学过程。在流循环中，各种含硫的物质会呈现-2，+4、+6等不同的价态，如海水中溶解 的硫酸盐，大气中存在的二氧化硫，硫化氢等气体。这些物质通过氧化还原反应等转化过 程构成了复杂的全球循环，地球上流最主要的。储存库是岩石和海洋，而地球表面体系的 流主要循环主要发生在海洋，大气，生物和人为活动之间。流循环的基本过程是陆地和海 洋中的流通，过生物分解，火山喷发等进入大气，大气中的流通，过降水，沉降，表面吸 收等作用回到陆地和海洋，地表经流又带着流进入河流，输往海洋，并沉积于海底。
土壤养分循环
第十章土壤养分循环土壤养分循环：是指在生物参与下，营养元素从土壤到生物，再从生物回到土壤的循环过程，是一个复杂的生物地球化学过程。
土壤元素通常可以反复的再循环和利用,典型的再循环过程包括：（1）生物从土壤中吸收养分（2）生物的残体归还土壤（3）在土壤微生物的作用下，分解生物残体，释放养分（4）养分再次被生物吸收一、土壤氮素循环（一）氮素循环由两个重叠循环构成，一是大气层的气态氮循环，几乎所有的气态氮对大多数植物无效，只有若干种微生物或少数与微生物共生的植物可以固定大气中的有效氮。
另一个是土壤氮的循环，即在土壤植物系统中，氮在动植物体、微生物体、土壤有机质、土壤矿物质各分室中的转化和迁移，包括有机氮的矿化和无机氮的生物固持作用、粘土对氨的固定和释放作用、硝化和反硝化作用、腐殖质形成和腐殖质稳定化作用。
（二）土壤的氮的获得（来源）1土壤氮的获得（来源）（1）土壤母质中的矿质元素（2）大气中分子氮的生物固定大气和土壤空气中的分子态氮不能被植物直接吸收、同化，必须经生物固定为有机氮化合物，直接或间接地进入土壤。
（3）雨水和灌溉水带入的氮灌溉水带入土壤的氮主要是硝态氮形态，其数量因地区、季节和降雨量而异。
大气层发生自然雷电现象，可使氮氧化成NO2及NO等氮氧化物。
（4）施用有机肥和化学肥料2土壤N存在形态土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮，是植物能直接吸收利用的有效态氮。
有机态氮是土壤氮的主要存在形态，一般占土壤全量氮的95%以上，按其溶解度的大小及水解的难易分为水溶性有机氮、水解性有机氮和非水解性有机氮三类。
土壤溶液中的铵、交换性铵和硝态氮因能直接被植物根系所吸收，常总被称为速效态氮。
3土壤中氮的转化（1）有机态氮的矿化过程含氮的有机化合物，在多种微生物的作用下降解为简单的铵态氮的过程矿化过程：第一阶段：把复杂的含氮化合物的含氮化合物，如蛋白质、核酸、氨基糖及其多聚体等，经过微生物酶的系列作用下，逐级分解而形成简单的氨基化合物，称之为氨基化阶段。
地球化学解析生物地球化学循环过程
地球化学解析生物地球化学循环过程地球上的生物地球化学循环是一种重要的生态过程，它通过不断循环的能量和元素转化，维持着地球生态系统的平衡。
本文将通过地球化学的角度，解析生物地球化学循环的过程和机制。
一、碳循环碳循环是生物地球化学循环中最重要的一个环节。
地球上的生物体通过光合作用吸收二氧化碳转化成有机物，释放出氧气。
植物通过呼吸作用将有机物分解成二氧化碳，同时释放能量。
动物通过食物链摄取植物产生的有机物，将有机物分解成二氧化碳和水，并释放能量。
生物体死亡后，有机物会经过分解作用，将碳元素重新释放到环境中。
而某些有机物则会沉积在地下或海洋中，形成石油和石煤等化石燃料。
二、氮循环氮循环是生物地球化学循环中另一个重要的过程。
大气中的氮气不能被生物直接利用，但通过闪电和微生物固氮作用，将氮气转化成氨、硝酸盐等可供生物利用的形式。
植物通过根系吸收土壤中的氨、硝酸盐等形式的氮，合成氨基酸等有机物，然后通过食物链传递给动物。
动物排泄的尿液和粪便中含有氮，经过分解作用可再次还原成氨，供应给植物继续利用。
此外，在海洋中还存在氮沉降和浮游植物吸收等机制，使氮循环在陆地和海洋之间实现平衡。
三、水循环水循环是生物地球化学循环中不可或缺的一环。
太阳的热量使得地表水蒸发形成水蒸气，升至高空形成云，随后降雨或降雪回到地面，形成河流、湖泊和地下水。
植物通过根系吸收地下水，将其中的水分蒸散到大气中，同时释放氧气。
动物则通过饮水和饮食摄取水分，将其中的水分通过新陈代谢排出。
水循环不仅维持着生物体的生存，也将养分输送到各个地区，促进了生物地球化学过程的进行。
四、矿物元素循环除了碳和氮，其他的关键元素如磷、硫、铁等也在生物地球化学循环中发挥着重要作用。
这些元素在土壤、岩石、海洋中以无机盐的形式存在，被生物体通过摄取和吸收利用。
植物通过根系吸收土壤中的矿物盐，动物通过食物链摄取植物中的矿物元素。
当生物体死亡后，分解作用会将这些矿物元素重新释放到环境中，形成一个循环。
生物学中的氮循环与硫循环研究
生物学中的氮循环与硫循环研究氮元素和硫元素是生命活动所必需的元素，它们通过生物循环在地球生态系统中转移。
氮循环和硫循环是生物循环的两种基本形式，对于维持生态系统正常稳定运转、增加生产力和防止环境污染都非常关键。
一、氮循环氮是物质循环最重要的元素之一。
氮在地球上的存在形式有空气中的氮气，水中的氨和硝酸盐等。
然而，丰富的氮源并不代表氮能够被生物直接利用，因为氮气在大气中很稳定，不易与其他元素反应成为有机物质。
最终，生物要利用氮就必须通过氮循环把大气中的氮固定为氨等可以被生物利用的形式。
1. 氮的转化和固定氮的自然循环不断推动着氮的固定、解离和转化。
氮的固定是指将大气中的氮气转化成可利用的氨。
这个过程需要依靠一些特殊的细菌，它们可以利用空气中的氮气进行生化反应，将氮固定为氨的形式。
氮的转化是指从有机氮化合物转化为无机化合物，在这个过程中，氮的原子价状态发生改变。
氮的解离是指将有机氮化合物转化为无机化合物，释放出来的氨进入土壤。
这个过程需要微生物和其他细胞参与。
总的来说，氮循环包括氮的固定、转化和解离三个重要步骤。
2. 氮的生物利用氮固定和还原对维持自然界生态平衡非常重要。
可以通过农业生产中施用化肥、生长调节物等方法进行改良。
化肥含有丰富的氮元素和其他营养元素，激活微生物，增加土壤可集氮。
同时，农业生产也需要注意打击化肥的过度使用，减轻污染。
3. 土壤中的氮转化氮的转化主要发生在土壤里。
氮转化依靠的是土壤中的各种微生物，它们分解食物、动物尿液等有机物，将其转化为土壤中的氨、亚硝酸盐、硝酸盐等可用于植物生长的无机物质。
微生物是氮转化的核心，在较好的微生物环境下，氮的转化也达到了一定的效果。
二、硫循环硫是构成生物体、生物活性物质的重要元素之一，生态系统中硫元素的循环充满着着重要性。
正常的硫元素循环的影响到地球上降水的质量、氮的循环以及硫元素的生物同化和机体的代谢。
1. 自然硫同化自然界中，无机硫主要存在于硫酸钙、硫酸镁、硫化物等形式，生物无法直接利用。
《第3章 硫、氮及其循环》试卷及答案_高中化学必修第一册_沪科版_2024-2025学年
《第3章硫、氮及其循环》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、下列关于硫元素的描述中，哪一项是不正确的？A、硫在自然界中主要以单质、硫化物和硫酸盐的形式存在。
B、硫元素的原子序数为16，位于周期表的第16族。
C、硫元素的单质在自然界中通常以S8分子形式存在，而非S2。
D、硫是一种非金属元素，具有氧化性，在反应中通常表现为氧化剂。
2、下列物质中，不属于氮的含氧酸及其盐的是：A、硫酸（H₂SO₄）B、硝酸钾（KNO₃）C、一氧化二氮（NO₂）D、硝石（KNO₃）3、下列关于氮的循环的说法中，错误的是：A、氮气（N2）是大气中含量最多的气体，但大多数生物不能直接利用。
B、固氮作用是指某些微生物能将大气中的氮气转化为植物可吸收的氮化合物。
C、氨（NH3）和铵盐（如NH4Cl）是土壤中氮的主要存在形式，它们可以被植物直接吸收利用。
D、硝酸盐（NO3-）和硝酸盐（NO2-）是土壤中氮的另一种主要存在形式，但植物不能直接吸收利用。
4、下列关于氮的固定的说法中，正确的是（）。
A、氮气在常温常压下就能直接与氧气反应生成氮氧化物B、自然界中，只有蓝细菌能够通过固氮作用将氮气转化为氨C、人工固氮是指在工业条件下，采用物理方法将氮气和氢气合成氨的过程D、雷雨天气下，闪电可以使空气中的氮气与氧气直接反应生成氮氧化物5、以下关于氮循环的描述，正确的是（）A、氮气在自然界中是植物生长的限制因子B、氮气通过化能合成作用被转化为氨C、硝酸盐细菌可以将氨转化为硝酸盐D、硝化细菌将氨转化为亚硝酸盐后，再转化为硝酸盐6、下列关于氮循环的说法中，正确的是（）A. 氮气（N2）在自然界中不能被直接利用，需要通过光合作用转化为氨（NH3）才能被生物利用B. 硝酸（HNO3）在土壤中形成硝酸盐，可以被植物直接吸收利用C. 霉菌和细菌在氮循环中起着将有机氮转化为无机氮的作用D. 氮气（N2）的固定是由植物根系中的固氮酶完成的7、下列物质中，既能与酸反应又能与碱反应的是（）。
3.3 硫循环和氮循环(课件)高一化学(沪科版2020必修第一册)
H2SO4 2H2SO4
●酸雨
酸雨及防治
酸雨的类型
硝酸型酸雨的形成过程
① 2NO＋O2===2NO2 ② 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
●酸雨
酸雨及防治
酸雨对环境的危害
导致地下水中重金属 元素含量增加，污染 水源，危害人体健康
直接损伤农作物， 破坏森林和草原， 使土壤、湖泊酸化
加速建筑物、桥梁、 工业设备、运输工 具和电缆的腐蚀
知识梳理
●自然界中的硫循环
自然界中硫的存在与转化
大气 H2S
部分硫
火山爆发
SO3
光照、H2O、O2
H2SO3
微生物
S
SO2
氧化
H2SO4
还原
H2S
地表
地下
与砷、铁、汞等 元素化合
石膏(CaSO4•2H2O)、芒硝(Na2SO4•10H2O)
受空气中氧气 和水等作用
含
硫
黄铁矿 雌黄
雄黄
辰砂
矿
FeS2
(1)写出B、E的化学式：B__H__2S、E___H__2_S_O。4
(2)写出C→D的化学方程式：__2_S_O__2_+__O__2__催_化_剂_____2。SO3
(3)将足量的物质C通入BaCl2溶液中，下列说法正确的是_①___③__(填序号)。 ①溶液没有明显变化 ②溶液中出现白色沉淀 ③若继续通入Cl2，则溶液中出现白色沉淀
氮循环和硫循环在生物发育中的作用
氮循环和硫循环在生物发育中的作用氮循环和硫循环是生物体中非常重要的环境生物化学过程。
它们通过转换生物体内的重要元素，帮助维持生命的平衡，这些过程发生在整个生物体内。
本文将探讨氮循环和硫循环在生物发育中的作用。
氮循环在生物发育中的作用氮是生物体中所需的重要元素，对于生命的发展和平衡是必不可少的。
氮循环是一种复杂的生物化学过程，这个过程中的氮元素经过多个化学反应转化为可用状态，以便生物体利用它们。
氮循环包括氮气还原、硝化、反硝化三个过程。
在氮气还原中，固氮菌或大气中的闪电将氮气转化为氨或氮酸盐。
在硝化中，氨被细菌或真菌氧化为硝酸盐，植物可以吸收硝酸盐来合成蛋白质。
反硝化是指硝酸盐转化为氮气，这个过程主要是由细菌负责。
氮循环对于生物体的发展至关重要。
植物利用硝酸盐合成蛋白质，这是植物生长和发育所必需的。
同时，氮循环的过程中也会产生一定量的亚硝酸盐和氨，它们可能会对大气环境和生物环境产生负面影响。
然而，在维持生物体发展和平衡方面，氮循环的作用却是不可替代的。
硫循环在生物发育中的作用硫是生物体中所需的元素之一，对于生命的发展和平衡是必不可少的。
硫循环是一种复杂的生物化学过程，其中的硫元素经过多个化学反应转化为可用状态，以便生物体利用它们。
硫循环包括氧化、还原和保存三个过程。
在氧化中，硫化氢转化为二氧化硫，这个过程中细菌起到了关键的作用。
在还原中，硫酸盐还原成氢硫酸盐，这个过程主要是由放线菌、细菌和古细菌负责。
保存的过程是指硫元素在生物体中传递和复制的过程，其中很多有机小分子和氨基酸都含有硫元素。
硫循环对于生物体的发展至关重要。
硫元素在生命中扮演着重要的角色，它会参与到许多生物体的代谢过程中。
例如，硫元素在角质蛋白中是一个重要部分，对于韧带、毛发和皮肤的发育和维护具有非常重要的作用。
硫循环还可以促进生物体对化学物质的代谢和快速筛查，许多生物体都依靠硫元素中介来生产酶和其他重要的代谢物。
结论总之，氮循环和硫循环是非常重要的生物化学过程，对于生物体的发展和平衡具有至关重要的作用。
3-3硫循环和氮循环3
3.4硫、氮循环一、单选题（本大题共14小题，共42.0分）1.下列硫氮元素有关物质的性质，下列说法中正确的是()A. CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在，都不是酸性氧化物B. N2+3H22NH3、N2+O22NO都属于氮的固定，且N2都表现还原性C. 向BaCl2溶液中加入Na2SO3产生沉淀，再通入NO2，沉淀完全溶解D. 可用品红溶液鉴别SO2和CO22.据下图，有关氮的循环说法错误的是()A. 涉及化合态与游离态的氮之间的相互转化B. 人工固氮合成氨的反应为：N2+3H22NH3C. 可用下列反应实验室制氨气：2NH4Cl+Ca(OH)2 ▵̲CaCl2+2NH3↑+2H2O D. 检验氨气：将湿润的蓝色石蕊试纸放于试管口，若试纸变红，则为NH33.下列关于自然界中氮循环的说法错误的是()A. 氮肥均含有NH 4+B. 雷电作用固氮中氮元素被氧化C. 碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环D. 合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制备纯碱4.如图表示自然界中的氮循环，相关说法正确的是()A. “雷电作用”中发生的反应是：N2+2O2=2NO2B. “人工固氮”过程中，氮元素一定被还原C. ①中涉及的反应可能有：2NO2▵+O2=2NO3▵D. ②中涉及的反应可能有：2NO3−+12H+=N2+6H2O5.硫酸铵是一种常见的化肥，某工厂用石膏、NH3、H2O、CO2制备硫酸铵的工艺流程如下：下列说法不正确的是()A. 操作1为过滤，操作2为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥B. 滤液中的主要阳离子可通过向少量滤液中加NaOH溶液，加热，并用湿润的红色石蕊试纸来检验C. 甲到乙反应的离子方程式为Ca2++2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4+D. 工艺流程中产生的CO2可循环利用6.海洋生物参与氮循环过程如图所示(其它含氮物质不参与反应)。
下列说法不正确的是()A. 以上六种含氮微粒，共呈现了氮的五种价态B. 反应③和⑤若生成等质量的N 2，反应③转移的电子数多C. 反应③中若N 2H 4与O 2反应，则N 2H 4作还原剂D. 反应①～⑤中只有1个非氧化还原反应7. 氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键．海洋中无机氮的循环过程可用图表示．下列关于海洋氮循环的说法正确的是( )A. ①、②均属于固氮反应B. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化C. 海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与D. 反应④的离子方程式可能为：4NH 4++5O 2==2NO 2−+6H ++N 2O +5H 2O8. 一种新型的合成氨的方法如图所示，下列说法错误的是A. 反应①属于“氮的固定”B. 反应②属于非氧化还原反应C. 反应③可通过电解LiOH 水溶液实现D. 上述三步循环的总反应方程式为2N 2+6H 2O =4NH 3+3O 29. 关于自然界中的氮循环相关过程说法正确的是( )A. NO 3−→土壤中的细菌N 2：反硝化作用 B. NO →O 2,H 2OHNO 3−硝化作用C. NH 4+→土壤中的细菌NO 3−：生物固氮 D. N 2→固氮酶NH 3：人工固氮二、简答题（本大题共5小题，共40.0分）10. 下列物质存在如图所示的转化关系(反应条件、部分产物未标出)，已知X 是一种正盐，E 是强酸。
3.3 硫循环和氮循环(分层练习)(解析版)高一化学同步课件沪教版2020必修一
第三章硫、氮及其循环3.3硫循环和氮循环1.北京时间2022年1月15日,南太平洋岛国汤加境内发生了“21世纪至今最剧烈的火山喷发”,对该国造成了严重的破坏。
火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,部分过程如图所示。
下列说法错误的是A.SO2、SO3均是酸性氧化物B.火山喷发易诱发酸雨C.以上硫的转化过程涉及的反应均为氧化还原反应D.火山口可能发生的反应有2H2S+SO2===3S+2H2O【答案】C【解析】SO2、SO3均能与碱反应生成盐和水,则均是酸性氧化物,A正确;火山喷发能够产生大量的SO2,则易诱发硫酸型酸雨,B正确;SO2→H2SO3,SO3→H2SO4,为非氧化还原反应,C错误;由图示可知,火山口放出的气体有H2S、SO2,故火山口可能发生的反应有2H2S+SO2===3S+2H2O,D正确。
2．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()A ．氮元素均被氧化B ．工业合成氨属于人工固氮C ．含氮无机物和含氮有机物可相互转化D ．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环【答案】A【解析】A 项，人工固氮合成氨反应中，氮元素的化合价降低被还原，错误；B 项，工业合成氨属于人工固氮，正确；C 项，硝酸盐转化为蛋白质及经动物消化使蛋白质转化为氨气和铵盐，实现了含氮无机物和含氮有机物的相互转化，正确；D 项，碳、氢、氧三种元素也参加了氮的循环，正确。
3.下列物质在氧化还原反应中,硫元素只表现还原性的是()A.H 2SB.SO 2C.H 2SO 3D.H 2SO 4【答案】A【解析】S 有-2、0、+4、+6价,-2价是硫的最低价态,只表现还原性。
0、+4价既可以表现还原性,也可以表现氧化性,+6价仅表现氧化性。
4.实验室常用热的NaOH 溶液洗去试管壁上沾有的硫,其反应方程式为6NaOH+3S 2Na 2S+Na 2SO 3+3H 2O 。
在此反应中硫表现的性质是()A.氧化性B.还原性C.既无氧化性又无还原性D.既有氧化性又有还原性【答案】D【解析】依据反应的化学方程式知硫元素的价态变化是S-2S0S +4,故S 既有氧化性又有还原性。
生态环境的物质循环过程例题和知识点总结
生态环境的物质循环过程例题和知识点总结在我们生活的地球上，生态环境中的物质循环是维持生命活动和生态平衡的关键。
物质循环就像是一个巨大的物流系统，让各种元素在生物、大气、水和土壤等环境要素之间不断流动和转化。
接下来，我们将通过一些例题来深入理解生态环境的物质循环过程，并对相关知识点进行总结。
一、碳循环碳是生命的基本元素之一，碳循环对地球的气候和生态系统有着至关重要的影响。
例题 1：假设在一个封闭的森林生态系统中，植物每年通过光合作用固定了 100 吨的碳，而植物和动物的呼吸作用以及微生物的分解作用总共释放了 80 吨的碳。
那么这个生态系统中的碳储量是增加了还是减少了？增加或减少了多少？答案：植物通过光合作用固定的碳量大于呼吸作用和分解作用释放的碳量，所以碳储量增加了。
增加的量为 100 80 ＝ 20 吨。
知识点：1、碳循环的主要过程包括光合作用、呼吸作用、燃烧和分解作用。
2、大气中的二氧化碳通过植物的光合作用进入生物群落，生物群落中的有机碳通过呼吸作用、分解作用和燃烧等过程又返回大气。
3、人类活动，如大量燃烧化石燃料和砍伐森林，导致大气中二氧化碳浓度增加，加剧了温室效应。
二、氮循环氮是构成蛋白质和核酸等生物大分子的重要元素。
例题 2：在一个农田生态系统中，农民每年施入 50 千克的氮肥（以氮元素计），农作物吸收了 30 千克，土壤中残留了 10 千克，通过淋溶和挥发损失了 5 千克，其余被微生物固定。
那么微生物固定的氮量是多少？答案：施入的氮肥总量减去农作物吸收的、土壤残留的、淋溶和挥发损失的量，即为微生物固定的氮量：50 30 10 5 ＝ 5 千克。
知识点：1、氮循环包括固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用等过程。
2、固氮作用将大气中的氮气转化为可被植物利用的氮化合物，如氨。
3、氨化作用将有机氮转化为氨，硝化作用将氨转化为硝酸盐，反硝化作用则将硝酸盐还原为氮气返回大气。
4、人类活动，如过度使用氮肥，可能导致水体富营养化等环境问题。
大自然中的循环系统
光合作用：植物将太阳能转化为 化学能，储存在糖分中
呼吸作用：生物体将糖分转化为 能量，用于生长和活动
食物链：生物体通过捕食和被食， 实现能量的传递和转化
物质循环：生物体通过分解和合 成，实现物质的循环和能量的转 化
光合作用：植物吸收阳光，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气 呼吸作用：动物和微生物消耗有机物，产生二氧化碳和水，释放能量 水循环：水蒸发，形成云，降雨，再蒸发，形成循环 碳循环：植物吸收二氧化碳，释放氧气；动物和微生物消耗有机物，产生二氧化碳，形成循环
碳循环：二氧化 碳、氧气和碳水 化合物之间的转 化
氮循环：氮气、 氨气和硝酸盐之 间的转化
水循环：水在自 然界中的蒸发、 凝结和降水过程
磷循环：磷在土 壤、水体和生物 体之间的转化和 循环
光合作用：植物吸收二氧化碳，释 放氧气
食物链：植物被食草动物吃掉，食 草动物被食肉动物吃掉
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生物循环是指生物体通过 新陈代谢、生长、繁殖等 过程，将物质和能量在生 态系统中循环利用的过程。
生物循环包括碳循环、氮 循环、磷循环等主要循环
过程。
生物循环是生态系统中物 质和能量的主要来源，也 是生态系统稳定和持续发
展的关键因素。
生物循环受到环境因素、 生物种类和数量、生态系 统结构等多种因素的影响。
碳循环：光合作用、呼吸 作用、有机物分解等
氮循环：固氮作用、硝化 作用、反硝化作用等
磷循环：磷的吸收、释放、 转化等
硫循环：硫的氧化还原反 应、硫化物的形成和分解 等
铁循环：铁的氧化还原反 应、铁的沉淀和溶解等
水循环：蒸发、凝 结、降水、径过程
氮循环：固氮作用、 氨化作用、硝化作
第3章 硫氮及其循环-上海市高一化学上学期期末复习知识汇总(沪科版2020必修第一册)(解析版)
第三章硫、氮及其循环3.1硫及其重要化合物学习聚焦：了解硫的化学性质理解二氧化硫的化学性理解浓硫酸的特性1.纯净的硫是一种黄色或淡黄色的固体，俗称硫黄。
硫很脆，容易研磨成粉末，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。
2.硫与铁的反应：在试管口塞上带长导管的橡皮塞，并在导管末端放入一小团蘸有氢氧化钠溶液的棉花。
加热试管，待混合物开始出现红热现象后，立即移开热源，观察现象。
现象：移开酒精灯后，反应仍能继续进行，并放出光和热。
3.硫与其他物质之间的化学反应：4.二氧化硫能使品红试液褪色，但在加热情况下，又恢复成红色。
5.二氧化硫是无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水，通常情况下，1体积的水可溶解40体积的二氧化硫。
溶于水的二氧化硫与水反应生成亚硫酸。
6.亚硫酸是一种不稳定的弱酸，易分解成二氧化硫和水。
这个可逆反应可表示为：SO2＋H22SO37.二氧化硫有漂白作用，能漂白品红等某些有色物质。
这是由于它能与这些有色物质反应生成不稳定的无色物质，这种无色物质受热后容易分解，从而使有色物质恢复至原来的颜色。
8.二氧化硫的漂白作用和氯水相比有何不同?为什么?二氧化硫的漂白为化合漂白加热可恢复，氯水的漂白为氧化漂白，不可逆。
9.二氧化硫具有杀菌防腐和漂白作用，故可用作食品加工的防腐剂和漂白剂。
10.工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草编制品等，但时间久了，纸张、草帽又会发黄，这就是因为二氧化硫漂白后的生成物不稳定，加热或经过一段时间后又会恢复原色。
11.二氧化硫与硫化氢反应：SO2 + 2H2S＝3S + 2H2O12. 取一支试管，向其中加入5 mL 二氧化硫水溶液，滴加氯化钡溶液和0.5 mL3%的过氧化氢溶液。
振荡，静置片刻后，滴加稀盐酸。
实验现象：放置片刻后，有白色沉淀；滴加稀盐酸，白色沉淀不溶解。
反应方程式：SO 2+BaCl 2+H 2O 2 = BaSO 4↓+2HCl 13.二氧化硫被氧气氧化的方程式：2SO 2＋O 2催化剂△2SO 3 三氧化硫与水反应的方程式：SO 3+H 2O ===== H 2SO 414.纯硫酸是一种难挥发的无色油状液体，可与水以任意比例混合，并释放出大量热。
自然界中的硫循环和氮循环ppt课件
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一、探究含硫物质的存在形式
➢ 为什么日间水体的pH会减小呢？这与水中溶解氧含量有何关联呢？
采样点4处水源pH和DO一天内的变化
2H2 S + O2
2H2 O + 2S
2S + 2H2 O + 3O2
2H2 SO4
8
7
6
SO2 + H2 O
2H2 SO3 + O2
数值
5
4pHLeabharlann 2H2 SO4二、探究自然界中的硫循环
经过数万年，为什么大气中的二氧化硫和硫化氢没有
全部转化成硫酸根离子形式进入水中，从而消失殆尽呢？
2H2 S + O2
2H2 O + 2S
2S + 2H2 O + 3O2
2H2 SO4
SO2 + H2 O
2H2 SO3 + O2
−
H2 SO3
2H2 SO4
溶解氧（简称DO）
指溶解在水中的空气
中的分子态氧。
香槟池
采样点4
Pope, J. G., et al. "Diurnal Variations in the Chemistry of Geothermal Fluids After Discharge,
Champagne Pool, Waiotapu, New Zealand." Chemical Geology, vol. 203, no. 3, 2004, pp. 253-272.
2018, pp. 1117-1153.
四、人类活动对硫循环和氮循环的影响
含硫矿物燃烧
土壤养分循环
第十章土壤养分循环土壤养分循环：是指在生物参与下，营养元素从土壤到生物，再从生物回到土壤的循环过程，是一个复杂的生物地球化学过程。
土壤元素通常可以反复的再循环和利用,典型的再循环过程包括：（1）生物从土壤中吸收养分（2）生物的残体归还土壤（3）在土壤微生物的作用下，分解生物残体，释放养分（4）养分再次被生物吸收一、土壤氮素循环（一）氮素循环由两个重叠循环构成，一是大气层的气态氮循环，几乎所有的气态氮对大多数植物无效，只有若干种微生物或少数与微生物共生的植物可以固定大气中的有效氮。
另一个是土壤氮的循环，即在土壤植物系统中，氮在动植物体、微生物体、土壤有机质、土壤矿物质各分室中的转化和迁移，包括有机氮的矿化和无机氮的生物固持作用、粘土对氨的固定和释放作用、硝化和反硝化作用、腐殖质形成和腐殖质稳定化作用。
（二）土壤的氮的获得（来源）1土壤氮的获得（来源）（1）土壤母质中的矿质元素（2）大气中分子氮的生物固定大气和土壤空气中的分子态氮不能被植物直接吸收、同化，必须经生物固定为有机氮化合物，直接或间接地进入土壤。
（3）雨水和灌溉水带入的氮灌溉水带入土壤的氮主要是硝态氮形态，其数量因地区、季节和降雨量而异。
大气层发生自然雷电现象，可使氮氧化成NO2及NO等氮氧化物。
（4）施用有机肥和化学肥料2土壤N存在形态土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮，是植物能直接吸收利用的有效态氮。
有机态氮是土壤氮的主要存在形态，一般占土壤全量氮的95%以上，按其溶解度的大小及水解的难易分为水溶性有机氮、水解性有机氮和非水解性有机氮三类。
土壤溶液中的铵、交换性铵和硝态氮因能直接被植物根系所吸收，常总被称为速效态氮。
3土壤中氮的转化（1）有机态氮的矿化过程含氮的有机化合物，在多种微生物的作用下降解为简单的铵态氮的过程矿化过程：第一阶段：把复杂的含氮化合物的含氮化合物，如蛋白质、核酸、氨基糖及其多聚体等，经过微生物酶的系列作用下，逐级分解而形成简单的氨基化合物，称之为氨基化阶段。
生态系统物质循环-碳氮硫循环基础知识(1)
① A CO2
②
B
③ C
⑤
动植物遗体和排泄物
D
煤,石油
植食性动物 B________________ 腐生细菌、真菌等 D________________
思考
5. 看图回答问题
4) 图中缺少的生理过程是 绿色植物的呼吸作用 ___________________， 用箭头在图中表示出来。 5) 由该循环可见，生态系 统的物质循环具有以下 特点： ①_________________ 反复循环 ②_________________ 全球性
在无机环境和生物群落间反复 循环 生物圈
反复出现，循环流动，全球性
联系 1. 二者同时进行，彼此相互依存，不可分割。 2. 能量的固定、转移、储存、释放离不开物质的合成和 分解，物质是能量沿食物链（网）流动的载体。 3. 能量是物质在生态系统中反复循环的动力。 4. 生态系统中各种成分，正是由于物质循环和能量流动 ，才能紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
重庆 4.12 13.29 1.39 北京 6-7 13.11 3.12 3.4 1.9 瑞典 4.3 2.4 美国 3.92 6.0
酸度
地点
PH
酸性物质 (ppm)
碱性物质 (ppm)
1.21 2.54 0.56 0.20
SO42- NO3- Ca2+ NH4+
重庆 4.12 13.29 1.39 1.53 北京 6-7 13.11 3.12 3.63 1.9 0.28 瑞典 4.3 3.4 2.4 0.30 美国 3.92 6.0
练
习
5、下图为生态系统碳循环示意图，其中甲、乙、丙表示生态系统中的三种成分。
3.3硫循环和氮循环(原卷版+解析)
3.3 硫循环和氮循环1．知道酸雨的成因、主要危害及其防治措施。
2．知道人类活动对硫循环和氮循环的影响。
3．认识物质及其转化对于促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
1．下列各组物质发生反应，生成产物有硫单质的是A．Na2S2O3溶液和HCl溶液B．H2S气体在足量的O2中燃烧C．碳和浓硫酸反应D．铜和浓硫酸反应2．有关氮肥的说法正确的是A．氮肥都含铵根离子B．NH4NO3是复合氮肥C．自然固氮可产生尿素D．自然界氮循环能产生铵盐3．下列有关酸雨的说法不正确的是A．二氧化碳的排放是形成酸雨的主要原因B．大量燃烧含硫的化石燃料是形成酸雨的主要原因C．酸雨的pH小于5.6D．为减少酸雨的产生,可采取的措施是对燃料进行脱硫4．已知含硫元素的几种物质间具有如图转化关系。
N A表示阿伏加德罗常数值，下列说法正确的是A．反应①中3.2 g S充分燃烧后生成2.24 L SO2B．反应②中若转移2 N A个电子，生成1.5 mol SC．N A个SO2分子与足量氧气经反应③可以制得N A个SO3分子D．二氧化硫溶于水后，水溶液中只有离子，没有分子5．下列关于氮及其化合物的说法，错误的是A．氮气是空气中含量最高的气体，性质比较稳定B．自然界中的氨主要来源于动植物体内蛋白质的腐败C．所有氮肥均应避免与碱性肥料混合使用D．硫酸工业用氨水吸收尾气二氧化硫6．关于氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是A．NH3有还原性，可用于制硝酸B．N2有氧化性，可用于保护粮食C．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥D．HNO3易溶于水，可制硝酸铜7．关于氮及其化合物间的转化关系图如下：则下列说法不正确的是A．路线①①①①是人工固氮产生硝酸的主要途径B．路线①、①、①是自然固氮成生硝酸的主要途径C．上述所有反应都属于氮的固定D．上述所有反应都是氧化还原反应8．下列物质见光不会分解的是A．HClO B．AgNO3C．浓HNO3D．NaCl9．如图装置中，若关闭活塞，则品红溶液无变化，石蕊试液变红，澄清石灰水变浑浊；若打开活塞，则品红溶液褪色，石蕊试液变红，澄清石灰水变浑浊。
生物地球化学循环的机制
生物地球化学循环的机制生物地球化学循环是指在地球上生物体与环境之间进行物质和能量交换的过程。
它是维持生态系统稳定运行的重要机制，包括碳循环、氮循环和磷循环等。
下面将逐一介绍这些循环的机制。
一、碳循环碳是生物体中最重要的元素之一，它以有机物的形式存在于地球上的各种生物体中。
碳循环通过光合作用和呼吸过程，将二氧化碳转化为有机物，然后再通过呼吸作用将有机物中的碳释放为二氧化碳，完成了有机碳的循环。
光合作用是碳循环的关键过程之一。
在光合作用中，植物通过吸收二氧化碳和太阳能，合成有机物，同时释放氧气。
这些有机物可以成为植物生长和发育的能量来源，也可以被其他生物摄入，构成食物链。
当植物和其他生物呼吸时，有机物中的碳会被氧化成二氧化碳，释放到大气中，从而形成了碳循环的闭合。
二、氮循环氮是构成生物体蛋白质和核酸的重要元素，但大气中的氮以氮气（N2）的形式存在，无法被绝大多数生物直接利用。
因此，氮循环主要是通过一系列复杂的转化过程来完成。
主要的转化包括氮固定、氨化、硝化和反硝化等。
氮固定是将大气中的氮转化为可供生物利用的氮化合物的过程。
某些特定的细菌（如根瘤菌和蓝藻）能够进行氮固定，将氮气转化为氨或亚硝酸盐等化合物。
其他生物则通过摄入植物或其他含有氮化合物的生物来获得可利用的氮。
氨化是将有机氮转化为无机氮的过程，由分解细菌负责。
它们将有机物中的氮分解为氨或氨离子，并释放到土壤中。
硝化是将氨和亚硝酸盐氧化为硝酸盐的过程，由氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌共同完成。
反硝化是将硝酸盐还原为氮气（N2）的过程，通过反硝化细菌来完成。
这样，氮的循环就完成了闭合。
三、磷循环磷是构成生物体核酸、ATP和磷脂等生物分子的重要元素，但磷在环境中的含量较少。
磷循环主要通过地球表层的溶解态磷和颗粒态磷之间的相互转化来完成。
溶解态磷主要来自于植物和动物的排泄物、腐殖物和溶解氧化物等。
溶解态磷可以被植物摄取利用，通过食物链传递给其他生物。
而颗粒态磷主要来自于岩石和土壤中的矿物质。
生态系统的化学信息
生态系统的化学信息
生态系统是一个复杂的、相互关联的系统，其包含了生物、土壤、水和空气等多种要素。
在这些要素中，化学元素和化学反应扮演着重要的角色。
1.生态系统中的元素: 生态系统中主要包含氧、氢、碳、氮、磷、钾、钙、镁
等元素。
2.生态系统中的化学反应: 生态系统中主要有光合作用、呼吸作用、氮循环、
磷循环、硫循环等化学反应。
3.光合作用: 光合作用是植物、藻类和一些微生物利用光能将二氧化碳和水转
化为糖和氧气的过程。
4.呼吸作用: 呼吸作用是生物通过氧化糖和其他有机物质来产生能量的过程。
5.氮循环: 氮循环是将大气中的氮气转化为生物可利用的氮化物的过程。
6.磷循环: 磷循环是将土壤中的磷素转化为生物可利用的磷酸盐的过程。
7.硫循环: 硫循环是将大气中的二氧化硫转化为生物可利用的硫酸盐的过程。
这些化学反应相互联系，共同维持生态系统的平衡和生存。
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首先要明确两个循环的概念、过程：硫循环：化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用是S02的来源。在自然状态下，大气中的S02，一部分被绿色植物吸收；一部分则与大气中的水结合，形成H2S04，随降水落入土壤或水体中，以硫酸盐的形式被植物的根系吸收，转变成蛋白质等有机物，进而被各级消费者所利用，动植物的遗体被微生物分解后，又能将硫元素释放到土壤或大气中，这样就形成一个完整的循环回路。碳循环：绿色植物通过光合作用，把大气中的二氧化碳和水合成为糖类等有机物。生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用。生产者和消费者在生命活动过程中，通过呼吸作用，又把二氧化碳释放到大气中。生产者和消费者的遗体被分解者所利用，分解后产生的二氧化碳也返回到大气中。另外，由古代动植物遗体变成的煤和石油等，被人们开采出来后，通过燃烧把大量的二氧化碳排放到大气中，也加入到生态系统的碳循环中。由此可见，碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的。大气中的二氧化碳能够随着大气环流在全球范围内运动，因此，碳循环具有全球性。由此比较不同：1.来源不同。化石燃料的燃烧、火山爆发和微生物的分解作用/煤和石油等燃烧把大量的二氧化碳排放到大气中及呼吸作用去路不同。CO2主要被绿色植物吸收（被微生物吸收很少）SO2一部分被绿色植物吸收；一部分则与大气中的水结合，形成H2S04
自然界的硫循环
陆上火山爆发，使地壳和岩浆中的硫以H2S、硫酸盐和SO2的形式排入大气。海底火山爆发排出的硫，一部分溶于海水，一部分以气态硫化物逸入大气。陆地和海洋中的一些有机物质由于微生物分解作用，向大气释放H2S，其排放量随季节而异,温热季节高于寒冷季节。海洋波浪飞溅使硫以硫酸盐气溶胶形式进入大气。 陆地植物可从大气中吸收SO2。陆地和海洋植物从土壤和水中吸收硫。吸收的硫构成植物本身的机体。植物残体经微生物分解，硫成为H2S逸入大气。 大气中的SO2和H2S经氧化作用形成硫酸根(SO厈),随降水降落到陆地和海洋。SO2和SO厈还可由于自然沉降或碰撞而被土壤和植物或海水所吸收。由陆地排入大气的SO2和SO厈可迁移到海洋上空，沉降入海洋。同样，海浪飞溅出来的SO厈也可迁移沉降到陆地上。陆地岩石风化释放出的硫可经河流输送入海洋。水体中硫酸盐的还原是由各种硫酸盐还原菌进行反硫化过程完成的。在缺氧条件下，硫酸盐作为受氢体而转化为H2S。
基本过程是
陆地和海洋中的硫通过生物分解、火山爆发等进入大气；大气中的硫通过降水和沉降、表面吸收等作用，回到陆地和海洋；地表径流又带着硫进入河流，输往海洋，并沉积于海底。在人类开采和利用含硫的矿物燃料和金属矿石的过程中，硫被氧化成为二氧化硫(SO2)和还原成为硫化氢(H2S)进入大气。硫还随着酸性矿水的排放而进入水体或土壤。自然界中硫的分布、硫的流动和交换见表1和表2。
基本概念
空气中含有大约78%的氮气，占有绝大部分的氮元素。氮是许多生物过程的基本元素；它存在于所有组成蛋白质的氨基酸中，是构成诸如DNA等的核酸的四种基本元素之一。在植物中，大量的氮素被用于制造可进行光合作用供植物生长的叶绿素分子。 加工，或者固定，是将气态的游离态氮转变为可被有机体吸收的化合态氮的必经过程。一部分氮素由闪电所固定，同时绝大部分的氮素被非共生或共生的固氮细菌所固定。这些细菌拥有可促进氮气和氢化和成为氨的固氮酶，生成的氨再被这种细菌通过一系列的转化以形成自身组织的一部分。某一些固氮细菌，例如根瘤菌，寄生在豆科植物（例如豌豆或蚕豆）的根瘤中。这些细菌和植物建立了一种互利共生的关系，为植物生产氨以换取糖类。因此可通过栽种豆科植物使氮素贫瘠的土地变得肥沃。还有一些其它的植物可供建立这种共生关系。 其它植物利用根系从土壤中吸收硝酸根离子或铵离子以获取氮素。动物体内的所有氮素则均由在食物链中进食植物所获得。
氮循环的定义
氮在自然界中的循环转化过程。是生物圈内基本的物质循环之一。如大气中的氮经微生物等作用而进入土壤，为动植物所利用，最终又在微生物的参与下返回大气中，如此反覆循环，以至无穷。 构成陆地生态系统氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。 植物吸收土壤中的铵盐和硝酸盐，进而将这些无机氮同化成植物体内的蛋白质等有机氮。动物直接或间接以植物为食物，将植物体内的有机氮同化成动物体内的有机氮。这一过程为生物体内有机氮的合成。动植物的遗体、排出物和残落物中的有机氮被微生物分解后形成氨，这一过程是氨化作用。在有氧的条件下，土壤中的氨或铵盐在硝化细菌的作用下最终氧化成硝酸盐，这一过程叫做硝化作用。氨化作用和硝化作用产生的无机氮，都能被植物吸收利用。在氧气不足的条件下，土壤中的硝酸盐被反硝化细菌等多种微生物还原成亚硝酸盐，并且进一步还原成分子态氮，分子态氮则返回到大气中，这一过程被称作反硝化作用。由此可见，ห้องสมุดไป่ตู้于微生物的活动，土壤已成为氮循环中最活跃的区域。