《第3节 氮的循环》（同步训练）高中化学必修第一册-鲁科版-2024-2025学年

《第3节氮的循环》同步训练(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、在自然界的氮循环过程中，哪一种微生物能够将大气中的氮气转化为植物可吸收的形式？A.酵母菌B.霉菌C.固氮菌D.放线菌2、下列关于氮的循环的说法中，正确的是：A、氮气在大气中的含量约为78%，是地球大气中含量最多的气体之一。B、生物固氮是指豆科植物根部的根瘤菌能将大气中的氮气直接转化为氨。C、氨氧化过程是大气中的氮氧化物生成的主要途径。D、硝酸盐和亚硝酸盐是大气中氮氧化物的前体物，它们在大气中进一步氧化生成氮氧化物。3、在氮的循环过程中，大气中的氮气转化为氨的过程主要通过下列哪种生物活动实现？A、植物的光合作用B、固氮细菌的活动C、硝化细菌的活动D、动物的呼吸作用4、以下哪种物质不属于大气中的氮气循环的一部分？()A、氮气（N₂）B、氨（NH₃）C、硝酸盐（NO₃⁻）D、二氧化碳（CO₂）5、关于氮的固定，下列说法正确的是：A.生物固氮仅限于豆科植物与其根瘤菌之间的共生关系B.大气中的氮气可以直接被植物吸收利用C.雷电作用下，氮气与氧气反应生成一氧化氮D.工业合成氨过程中，氮气与氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，此过程不属于氮的固定6、下列关于氮的循环的叙述中，错误的是（）A.氮气是大气中含量最多的气体，占大气总体积的78%B.硝酸根离子（NO3^-）在土壤中可以被植物吸收利用C.铵态氮（NH4+）在土壤中易被土壤微生物氧化成硝态氮（NO3-）D.生物固氮是指一些微生物能将大气中的氮气直接转化为氨（NH3）7、大气中游离氮的固定是生物氮循环中的重要一环，下列哪个选项中的生物能够进行这种固定作用？A、噬菌体B、硝化细菌C、蓝细菌D、真菌8、在氮的循环过程中，以下哪个环节不会产生氨（NH₃）？A、氮气（N₂）与氧（O₂）在雷电作用下生成氮氧化物（NOₓ）B、化肥生产过程中，通过哈柏法合成氨（NH₃）C、土壤中，微生物将含氮有机物分解产生氨（NH₃）D、动物泌尿系统进行氨基硝化作用生成尿素（CO(NH₂)₂）9、关于氮气在大气中的作用，下列说法正确的是：A.氮气是植物光合作用的主要原料之一。B.大气中的氮气可以直接被大多数植物吸收利用。C.氮气占据了大气体积的大约78%，对维持地球生态平衡起着重要作用。D.氮气可以与氧气反应生成水。10、下列关于氮的循环的说法错误的是：A.氮气是大气中含量最多的气体，大约占大气总体积的78%。B.氮循环是地球生物圈中氮元素通过各种化学和生物过程在生物和非生物环境之间循环的过程。C.氮循环中，氮气被转化为植物可以利用的氨，这个过程称为固氮。D.氮循环过程中，硝酸盐还原细菌可以将硝酸盐还原成氮气，这一过程称为反硝化。11、在自然界的氮循环中，固氮作用是将大气中的氮气转化为可以被植物直接利用的含氮化合物。在这个过程中，下列哪种生物参与了固氮作用？A、硝化细菌B、固氮细菌C、分解细菌D、藻类12、下列关于氮的循环的说法中，正确的是：A.自然界的氮循环主要通过人工合成氮肥来实现B.氮气在自然界中不能直接被植物吸收利用C.铵态氮肥的施用会导致土壤中硝酸盐含量增加D.氮气在地球大气中的浓度逐年减少13、下列关于氮循环的描述，不正确的是：A.氮气（N₂）是大气中含量最多的气体，但在自然条件下不能直接被植物利用。B.硝酸（HNO₃）是一种含氮化合物，它是由大气中的氮气通过一系列生物和非生物过程转化而来的。C.氮氧化物（NOx）是氮循环中的重要中间产物，它们在大气中可以与其他物质反应，形成酸雨。D.氮的固定是指将大气中的氮气（N₂）转化为含氮化合物的过程，这一过程主要是由大气中的微生物完成的。14、在氮的固定过程中，哪种自然现象能够将大气中的氮气转化为可被植物利用的氮化合物？A、雷雨天气下的闪电B、动物的排泄C、微生物的活动D、工业合成氨反应15、下列关于氮循环的说法错误的是（）A、氮气在自然界中不能直接被植物利用，必须经过固氮作用才能被植物吸收B、lightning可以促使空气中的氮气转化为氮的化合物C、氮肥的过量使用会导致氮元素的循环受阻，水中氮元素含量过高D、NOx类气体是形成酸雨的主要污染物之一16、下列关于氮的循环的说法中，正确的是：A.氮气在大气中的浓度约为78%，主要来源于生物固氮作用。B.雨水可以将大气中的氮气溶解并形成可被植物吸收的硝酸盐。C.硝酸盐在土壤中可以被微生物还原为氮气，重新进入大气。D.氮的循环过程中，大气中的氮气不能被植物直接利用。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目：氮循环在自然环境和农业生态系统中扮演着至关重要的角色。请回答以下问题：1.简述氮循环的几个主要过程，包括固氮作用、硝化过程、反硝化过程和同化过程。2.说明人类活动如何影响氮循环，并举例说明这些活动的具体影响。3.分析氮过量进入水体如何导致水体富营养化问题。第二题题目：氨水（NH3·H2O）是一种常用的氮肥，其生产过程中的一个重要反应如下：3NH3+3H2O+2O2→2(NH4)2CO3+2H2O（1）写出反应中氨（NH3）作为还原剂的反应方程式；（2）简述工业上生产氨水的方法及其化学方程式；（3）假设在一定条件下，该反应速率受NH3的浓度影响，请设计一个实验方案来验证这一点。第三题题目：氮气在自然界中循环的过程中，存在以下哪些环节？请简要描述每个环节的作用。第四题题目：氮的循环在自然环境中扮演着重要的角色。请根据以下信息完成填空：（1）大气中的氮气（N₂）不能被植物直接吸收利用，必须经过一系列转化过程，其中一种重要的转化方式是通过______固定作用将氮气转化为氨（NH₃）。这种固定作用可以由______进行，也可以通过______作用实现。请简述生物固氮的具体过程，并列出至少两个生物固氮的实例。（2）人类活动对氮循环产生重要影响。其中，使用含氮肥料可以促进农业产量的提高，但也会导致______。此外，汽车尾气排放的氮氧化物（如NO、NO₂）是______的重要来源之一。请概述氮氧化物对环境的影响，并提出减少氮氧化物排放的措施。《第3节氮的循环》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、在自然界的氮循环过程中，哪一种微生物能够将大气中的氮气转化为植物可吸收的形式？A.酵母菌B.霉菌C.固氮菌D.放线菌答案：C.固氮菌解析：在氮循环中，固氮菌是一类非常重要的微生物，它们具有将大气中分子态的氮(N₂)固定并转化为氨(NH₃)的能力，这一过程称为生物固氮。氨可以进一步转化成硝酸盐等植物可以直接吸收利用的形式，因此对生态系统中的氮素供给起着关键作用。而酵母菌、霉菌和放线菌虽然在自然界中也有重要作用，但它们并不具备直接从空气中固定氮气的功能。故正确答案为C。2、下列关于氮的循环的说法中，正确的是：A、氮气在大气中的含量约为78%，是地球大气中含量最多的气体之一。B、生物固氮是指豆科植物根部的根瘤菌能将大气中的氮气直接转化为氨。C、氨氧化过程是大气中的氮氧化物生成的主要途径。D、硝酸盐和亚硝酸盐是大气中氮氧化物的前体物，它们在大气中进一步氧化生成氮氧化物。答案：B解析：选项A中，氮气确实是大气中含量最多的气体之一，但这与氮的循环无关。选项C中，氨氧化过程确实会产生氮氧化物，但这是大气氮循环的一个环节，而不是氮循环的整体描述。选项D中，硝酸盐和亚硝酸盐是大气中氮氧化物的前体物，但它们并不是在大气中进一步氧化的结果。选项B描述的是生物固氮的过程，这是氮循环中的一个重要环节，因此是正确的。3、在氮的循环过程中，大气中的氮气转化为氨的过程主要通过下列哪种生物活动实现？A、植物的光合作用B、固氮细菌的活动C、硝化细菌的活动D、动物的呼吸作用答案：B解析：氮的循环中，大气中的氮气转化为氨（即氮素固定）主要是由固氮菌进行的。其中，自由生活的固氮菌和与豆科植物共生的根瘤菌可以把大气中的氮气转化为氨，再进一步转化为硝酸盐或铵离子，这一过程称为生物固氮。因此，正确答案是B。4、以下哪种物质不属于大气中的氮气循环的一部分？()A、氮气（N₂）B、氨（NH₃）C、硝酸盐（NO₃⁻）D、二氧化碳（CO₂）答案：D解析：氮气（N₂）、氨（NH₃）和硝酸盐（NO₃⁻）都是大气中氮气循环的组成部分。氮气是大气中的主要成分之一，氨是氮气固定后的还原产物，硝酸盐则是自然界中氮归还的一种重要形式。而二氧化碳（CO₂）是碳循环的一部分，不属于氮的循环。5、关于氮的固定，下列说法正确的是：A.生物固氮仅限于豆科植物与其根瘤菌之间的共生关系B.大气中的氮气可以直接被植物吸收利用C.雷电作用下，氮气与氧气反应生成一氧化氮D.工业合成氨过程中，氮气与氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气，此过程不属于氮的固定【答案】C【解析】生物固氮不仅限于豆科植物，还有其他一些非豆科植物以及自由生活的微生物也能进行固氮作用，因此选项A错误；大气中的氮气由于分子间的三键非常稳定，植物不能直接吸收利用，故选项B错误；雷电等自然条件下的确可以促使氮气和氧气发生反应生成一氧化氮，这是自然界中氮的固定的一种形式，所以选项C正确；工业合成氨确实涉及氮气和氢气的反应生成氨气，而这一过程也是人工实现氮固定的典型例子，但是选项中表述为不属于氮的固定，这与事实不符，故选项D错误。正确答案为C。6、下列关于氮的循环的叙述中，错误的是（）A.氮气是大气中含量最多的气体，占大气总体积的78%B.硝酸根离子（NO3^-）在土壤中可以被植物吸收利用C.铵态氮（NH4+）在土壤中易被土壤微生物氧化成硝态氮（NO3-）D.生物固氮是指一些微生物能将大气中的氮气直接转化为氨（NH3）答案：A解析：选项A中提到氮气是大气中含量最多的气体，占大气总体积的78%，这是正确的。选项B、C、D中分别描述了氮在土壤中的转化过程以及生物固氮的过程，都是正确的。因此，错误的选项是A。7、大气中游离氮的固定是生物氮循环中的重要一环，下列哪个选项中的生物能够进行这种固定作用？A、噬菌体B、硝化细菌C、蓝细菌D、真菌答案：C解析：氮的固定是指将大气中的氮气（N₂）转化为氨（NH₃）或其他含氮化合物的过程。在自然环境中，能够进行大气中游离氮固定的微生物主要是蓝细菌（又称蓝绿藻），它们通过固氮酶将氮气还原为氨。噬菌体属于病毒，不进行氮固定；硝化细菌主要参与氮的矿化过程，将氨或亚硝酸盐氧化为硝酸盐；真菌并不直接参与氮的固定作用。因此，正确答案是C。8、在氮的循环过程中，以下哪个环节不会产生氨（NH₃）？A、氮气（N₂）与氧（O₂）在雷电作用下生成氮氧化物（NOₓ）B、化肥生产过程中，通过哈柏法合成氨（NH₃）C、土壤中，微生物将含氮有机物分解产生氨（NH₃）D、动物泌尿系统进行氨基硝化作用生成尿素（CO(NH₂)₂）答案：D解析：在氮的循环过程中，氮气与氧气反应生成氮氧化物（NOₓ）是大气中氮氧化物来源的一个环节；通过哈柏法合成氨是工业生产中大量制造氮肥的过程；土壤中微生物分解含氮有机物也是氨（NH₃）的一个重要来源。而动物泌尿系统中进行的是氨基硝化作用，结果生成的是尿素（CO(NH₂)₂），而不是氨（NH₃）。因此，正确答案是D。9、关于氮气在大气中的作用，下列说法正确的是：A.氮气是植物光合作用的主要原料之一。B.大气中的氮气可以直接被大多数植物吸收利用。C.氮气占据了大气体积的大约78%，对维持地球生态平衡起着重要作用。D.氮气可以与氧气反应生成水。【答案】C【解析】氮气(N₂)在大气中的含量确实非常丰富，大约占空气总体积的78%。然而，它并不是植物光合作用的直接原料；植物光合作用主要依赖于二氧化碳(CO₂)和水(H₂O)，产生氧气(O₂)和葡萄糖。大气中的氮气分子非常稳定，大多数植物不能直接利用空气中的氮气，而是需要通过固氮作用将其转化为可利用的形式，如硝酸盐或氨。选项D是错误的，因为氮气与氧气不会直接反应生成水，而是在特定条件下（如闪电）可以与氧气反应生成一氧化氮(NO)，进而形成其他氮氧化物。因此，正确答案为C，氮气对维持地球生态系统的平衡至关重要。10、下列关于氮的循环的说法错误的是：A.氮气是大气中含量最多的气体，大约占大气总体积的78%。B.氮循环是地球生物圈中氮元素通过各种化学和生物过程在生物和非生物环境之间循环的过程。C.氮循环中，氮气被转化为植物可以利用的氨，这个过程称为固氮。D.氮循环过程中，硝酸盐还原细菌可以将硝酸盐还原成氮气，这一过程称为反硝化。答案：D解析：选项D中的描述是错误的。在氮的循环中，硝酸盐还原细菌确实存在，但它们的主要作用是将硝酸盐还原为氮气，这个过程称为硝酸盐还原，而不是反硝化。反硝化是由另一种类型的细菌进行的，它们将硝酸盐还原成氮气，并释放到大气中。因此，选项D的说法是不准确的。其他选项A、B和C都是正确的描述。11、在自然界的氮循环中，固氮作用是将大气中的氮气转化为可以被植物直接利用的含氮化合物。在这个过程中，下列哪种生物参与了固氮作用？A、硝化细菌B、固氮细菌C、分解细菌D、藻类答案：B、固氮细菌解析：固氮作用是指某些生物（主要是固氮细菌，如根瘤菌）能够将大气中的氮气（N₂）转化为能够被植物吸收的含氮化合物，如氨（NH₃）等，这一过程对植物生长至关重要。故选项B正确。硝化细菌主要参与的是将氨氧化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程，分解细菌和藻类不直接参与固氮作用。12、下列关于氮的循环的说法中，正确的是：A.自然界的氮循环主要通过人工合成氮肥来实现B.氮气在自然界中不能直接被植物吸收利用C.铵态氮肥的施用会导致土壤中硝酸盐含量增加D.氮气在地球大气中的浓度逐年减少答案：C解析：A选项错误，自然界的氮循环主要通过生物固氮、氨化、硝化和反硝化等过程来实现，而人工合成氮肥只是其中的一部分补充措施。B选项错误，虽然氮气是大气中的主要成分，但某些植物可以通过固氮作用将氮气转化为氨，从而被植物吸收利用。D选项错误，地球大气中的氮气浓度是相对稳定的，不会因为人类活动而减少。C选项正确，由于铵态氮肥在水溶液中会逐渐氧化成硝酸盐，因此长期施用会导致土壤中硝酸盐含量增加，可能引发土壤盐碱化和地下水污染等问题。13、下列关于氮循环的描述，不正确的是：A.氮气（N₂）是大气中含量最多的气体，但在自然条件下不能直接被植物利用。B.硝酸（HNO₃）是一种含氮化合物，它是由大气中的氮气通过一系列生物和非生物过程转化而来的。C.氮氧化物（NOx）是氮循环中的重要中间产物，它们在大气中可以与其他物质反应，形成酸雨。D.氮的固定是指将大气中的氮气（N₂）转化为含氮化合物的过程，这一过程主要是由大气中的微生物完成的。答案：B解析：选项B中的描述不正确。硝酸（HNO₃）确实是一种含氮化合物，但它并不是由大气中的氮气直接转化而来的。实际上，硝酸是通过氮气在大气中与其他气体如氧气反应生成的氮氧化物（NOx），然后氮氧化物再与水蒸气反应形成硝酸。因此，选项B混淆了氮氧化物的形成过程和硝酸的来源。其他选项描述正确，氮气不能直接被植物利用，氮氧化物是氮循环中的中间产物，而氮的固定是由微生物完成的。14、在氮的固定过程中，哪种自然现象能够将大气中的氮气转化为可被植物利用的氮化合物？A、雷雨天气下的闪电B、动物的排泄C、微生物的活动D、工业合成氨反应答案：A解析：氮的固定是将大气中的氮气（N₂）转化为氨（NH₃）等含氮化合物的过程。在自然界中，这一过程主要通过闪电的作用将氮气中的氮元素固定，转化为一氧化氮（NO），一氧化氮再通过一系列反应最终转化为硝酸盐或氨基酸。所以正确答案是A。其他选项虽然也涉及氮的转化，但不是自然界中主要的氮固定方式。15、下列关于氮循环的说法错误的是（）A、氮气在自然界中不能直接被植物利用，必须经过固氮作用才能被植物吸收B、lightning可以促使空气中的氮气转化为氮的化合物C、氮肥的过量使用会导致氮元素的循环受阻，水中氮元素含量过高D、NOx类气体是形成酸雨的主要污染物之一答案：C解析：A项正确，氮气是大气中的主要成分，但大多数植物不能直接利用；B项正确，雷电过程可以使氮气转化为氮的化合物；C项错误，氮肥的过量使用会导致土壤中氮含量过剩，但其对氮循环的阻碍是有限的，不会使循环完全受阻；D项正确，NOx类气体是酸雨形成的主要原因之一。因此，C项是错误的选项。16、下列关于氮的循环的说法中，正确的是：A.氮气在大气中的浓度约为78%，主要来源于生物固氮作用。B.雨水可以将大气中的氮气溶解并形成可被植物吸收的硝酸盐。C.硝酸盐在土壤中可以被微生物还原为氮气，重新进入大气。D.氮的循环过程中，大气中的氮气不能被植物直接利用。答案：C解析：选项A错误，氮气在大气中的浓度约为78%，主要来源于地球表面的氮气，而不是生物固氮作用。选项B错误，雨水溶解的是大气中的氮气，但不会直接形成可被植物吸收的硝酸盐，而是形成氨气。选项C正确，硝酸盐在土壤中可以被微生物还原为氮气，这个过程称为反硝化作用，是氮循环中的一个重要环节。选项D错误，植物可以通过固氮微生物或直接吸收大气中的氮气（如通过根瘤菌固氮作用）来利用大气中的氮气。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目：氮循环在自然环境和农业生态系统中扮演着至关重要的角色。请回答以下问题：1.简述氮循环的几个主要过程，包括固氮作用、硝化过程、反硝化过程和同化过程。2.说明人类活动如何影响氮循环，并举例说明这些活动的具体影响。3.分析氮过量进入水体如何导致水体富营养化问题。答案：1.氮循环的几个主要过程：固氮作用：大气中的氮气（N₂）通过微生物固氮作用转化为氨（NH₃）。具体分为共生固氮（如大豆根瘤菌与豆科植物共生固氮）和非共生固氮（如部分土壤细菌固氮）。硝化过程：氨被硝化细菌（如硝化细菌）转化为亚硝酸盐（NO₂⁻）和硝酸盐（NO₃⁻）。反硝化过程：硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原为氮气（N₂），从而返回大气。同化过程：植物通过叶子（例如特定绿藻）、根系及微生物，将硝酸盐和铵盐转化为氨基酸、蛋白质及其他含氮有机物，用于合成有机物。2.人类活动对氮循环的影响：农业氮肥施用：过量施用氮肥增加了氮进到土壤和水体中，超过了自然固氮的速度，导致了氮素负荷的增加。工业排放：工业生产过程中排放的氨气和氮氧化物等可通过大气传输到远处的湖泊或海洋中。生活污水排放：未经处理或处理不彻底的生活污水含有大量含氮有机物，直接或通过分解进入水体。机动车尾气排放：汽车和内燃机排放的氮氧化物成为大气中的氮源，促进硝酸盐的形成。3.氮过量进入水体造成的富营养化：就氮循环而言，氮过量进入水体会直接激活水体中藻类和其它水生生物的生长，导致藻类迅速增殖。藻类死亡后，需进行微生物的分解过程，消耗水体中的溶解氧，导致水体缺氧环境的形成。富营养化的水体会显著降低水体生物多样性，影响水生生态系统平衡，如鱼类繁殖和生存环境恶化。解析：1.本题考察学生对教材中提及的氮循环各个环节的认识，涵盖生物学和生态学的知识点。2.通过分析人类活动对氮循环的具体影响，帮助学生理解人类行为对自然环境影响的重要性。3.最后通过问答的方式，让学生理解如何从氮素过多进入水体的角度出发，具体观察和解释富营养化现象，并认识到这一问题可能导致的严重生态后果。第二题题目：氨水（NH3·H2O）是一种常用的氮肥，其生产过程中的一个重要反应如下：3NH3+3H2O+2O2→2(NH4)2CO3+2H2O（1）写出反应中氨（NH3）作为还原剂的反应方程式；（2）简述工业上生产氨水的方法及其化学方程式；（3）假设在一定条件下，该反应速率受NH3的浓度影响，请设计一个实验方案来验证这一点。答案：（1）氨作为还原剂被氧化的反应方程式为：4NH3+4O2→2N2+6H2O（2）工业上生产氨水的方法常用哈伯法，即氮气与氢气在高温、高压和催化剂作用下合成氨，然后氨溶于水制得氨水。化学方程式为：N2+3H2→2NH3（3）实验方案如下：1.准备两组相同的反应体系，分别标记为A和B。2.在体系A中，加入已知浓度的NH3溶液，并在相同的恒温、恒氧压条件下开始计时。3.在另一体系B中，加入浓度比A低的NH3溶液，其他条件保持不变。4.记录两组体系中的反应速率（例如，可以通过测量生成物（如(NH4)2CO3）的浓度随时间的变化来间接反映），并对比分析。5.若体系A的反应速率明显快于B，则可以得出结论：NH3的浓度对反应速率有显著影响。解析：（1）在给出的反应中，氨（NH3）被氧化生成氮气（N2），因此氨是还原剂。在反应中，1摩尔的NH3会失去3个电子，生成N2，反应方程式为4NH3+4O2→2N2+6H2O。（2）工业上生产氨水使用的是哈伯法。在催化剂存在下，氮气与氢气按1:3的摩尔比在高温（约450°C）、高压（约200个大气压）下反应生成氨。氨气在冷却后溶解于水中，形成氨水。（3）设计实验时，关键是要控制变量，确保除了NH3浓度以外，其他所有条件都相同。通过比较不同浓度NH3的反应速率，可以验证NH3浓度对反应速率的影响。如果NH3浓度越高，反应速率越快，则说明NH3的浓度对反应速率有显著作用。第三题题目：氮气在自然界中循环的过程中，存在以下哪些环节？请简要描述每个环节的作用。答案：1.氮气的固定：大气中的氮气（N2）在生物固氮作用下，被转化为含氮化合物，如氨（NH3）或硝酸盐（NO3-），这些含氮化合物可以被植物吸收利用。2.植物的吸收与同化：植物通过根部吸收土壤中的含氮化合物，将其转化为蛋白质、核酸等含氮有机物，为自身生长提供营养。3.动物的摄食与排泄：动物摄食植物，将含氮有机物转化为自身组织成分。在动物体内，含氮有机物在代谢过程中产生含氮废物，如尿素（CO(NH2)2）或尿酸（C5H4N4O3），通过排泄物排出体外。4.氮的释放：含氮废物在微生物的作用下分解，释放出氮气（N2）或含氮化合物，再次进入大气或土壤中，完成氮的循环。解析：本题考查氮