《专题7 氮与社会可持续发展》试卷及答案-高中化学必修第二册-苏教版-2024-2025学年

《专题7氮与社会可持续发展》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、下列物质中，不属于氮及其化合物的是（）A.氮气（N2）B.硝酸（HNO3）C.氨水（NH3·H2O）D.硫磺（S）2、下列关于氮气的性质描述正确的是：A.氮气在常温下非常活泼，容易与其他物质发生反应。B.氮气是无色无味的气体，但在空气中所占体积比约为21%。C.氮气分子由三个氮原子组成。D.氮气不易溶于水，在自然界的循环中起着重要作用。3、下列关于氮及其化合物的叙述中，正确的是（）A、氮气是一种无色、无味、无臭的气体，难溶于水B、一氧化氮（NO）是一种有毒气体，容易与氧气反应生成二氧化氮（NO2）C、硝酸（HNO3）是一种常见的强氧化剂，在工业上用于生产硝酸盐D、氨水（NH3·H2O）是一种弱碱，其pH值小于74、下列关于氮气性质的说法中，哪一项是错误的？A.氮气是一种无色、无味、无臭的气体。B.氮气在常温常压下化学性质非常活泼。C.氮气不易溶于水。D.大气中的氮气是植物通过根部直接吸收利用的。5、氮气在自然界中广泛存在，其主要用途是：A、作为燃料B、制造氮肥C、制造硝酸D、合成塑料6、下列关于氮循环的描述，正确的是：A、氮气在自然界中以气态形式存在，不参与氮循环B、氮气在自然界中通过光合作用转化为含氮有机物C、工业生产过程中，氮肥的生产对氮循环有显著影响D、氮气在自然界中通过硝化作用转化为含氮有机物7、下列关于氮及其化合物的说法错误的是：A.氨气易溶于水，其水溶液呈碱性。B.氮气在常温下性质稳定，不易与其他物质发生反应。C.硝酸是一种强氧化剂，能与许多物质反应。D.所有的氮的氧化物都是无色气体。8、在工业上，合成氨的过程中，通常使用哪种催化剂来加速氮气和氢气反应生成氨？A.铁催化剂B.铜催化剂C.锌催化剂D.铝催化剂9、下列关于氮循环的描述，正确的是（）A.氮循环是地球生物圈中氮元素不断进行着转化和循环的过程B.氮循环过程中，氮气在生物体内转化成含氮化合物，然后释放到大气中C.氮循环的主要环节包括氮气的固氮作用、氨的硝化作用和反硝化作用D.氮循环过程中，大气中的氮气不能被植物直接利用10、下列关于氮循环的说法中，哪一项是不正确的？A.大气中的氮气可以通过固氮作用转化为氨B.氨可以进一步氧化成亚硝酸盐和硝酸盐C.植物可以直接吸收大气中的氮气作为营养成分D.动物体内的含氮废物通过排泄进入环境，参与氮循环11、氮循环对生态系统的影响主要表现在以下哪个方面？（）A.促进生物多样性B.维持生物体正常代谢C.产生温室效应D.导致酸雨12、下列物质中，氮元素以最高价氧化态存在的是（）A.氮气（N₂）B.硝酸（HNO₃）C.氨水（NH₃·H₂O）D.氨气（NH₃）13、下列关于氮的循环及其对社会可持续发展影响的说法中，错误的是（）A.氮的循环是自然界中物质循环的重要组成部分，对维持生态平衡至关重要B.过量使用氮肥会导致土壤、水体富营养化，影响生态环境C.利用生物固氮技术可以有效减少氮肥的使用，有利于环境保护D.氮氧化物是大气污染物之一，会导致酸雨、光化学烟雾等环境问题，不利于人类健康14、下列关于氮元素及其化合物的叙述中，正确的是（）A.氮气在常温下化学性质不活泼，因此大气中氮气含量高B.氮肥的使用过多会导致土壤板结，不利于植物生长C.氮气在高温、高压、催化剂的作用下可以合成氨气，这是工业生产氮肥的重要方法D.氮氧化物是大气污染物，但它们在自然界中含量很少，不会对环境造成严重影响15、氮循环中的氮氧化物（NOx）是造成酸雨的主要原因之一，下列关于氮氧化物的说法正确的是：A.氮氧化物是由氮气和氧气直接反应生成的B.氮氧化物在大气中会自然降解，不会对环境造成污染C.氮氧化物是形成光化学烟雾的重要前体物质D.减少氮氧化物的排放只能通过降低化石燃料的使用16、氮元素在自然界中循环过程中，以下哪种现象不属于氮循环的一部分？（）A.氮气通过光合作用转化为含氮有机物B.土壤中氮化合物被微生物分解为氮气C.农作物吸收土壤中的氮肥D.工业生产中氮气转化为硝酸二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目背景：氮元素在自然界中的循环及其对环境的影响是一个重要的研究领域。氮不仅是构成蛋白质的基本成分之一，也是许多重要化合物（如硝酸盐、铵盐）的关键组成部分。氮的固定、转化和释放不仅影响着生态系统的平衡，还关系到农业生产的可持续性和环境保护。题目描述：某研究小组在进行土壤氮素转化的研究时发现，通过使用生物固氮技术可以有效提高作物产量，同时减少化肥使用量，降低环境污染。已知某地农田采用传统化肥施用方法时，每公顷需要施用纯氮量为120kg；而采用生物固氮技术后，每公顷只需施用纯氮量为60kg，即可达到相同的作物产量水平。问题：请计算并比较两种方法下每公顷农田的氮肥投入成本差异。假设传统化肥的价格为3元/kg，生物固氮剂的成本为8元/kg。讨论生物固氮技术对促进社会可持续发展的意义。第二题题目：氮循环在生态系统中的作用及其对环境的影响。一、氮循环概述简述氮循环的主要环节。举例说明氮循环中氮的固定、硝化和反硝化等过程。二、氮循环的作用解释氮循环在生态系统中的重要性，包括对植物生长、土壤肥力和生物多样性的影响。三、氮循环对环境的影响分析氮循环对环境可能产生的负面影响，如酸雨、水体富营养化等。四、案例分析阅读以下案例，分析氮肥过量使用对环境的影响，并提出相应的解决措施。案例：某农业区域，由于大量使用氮肥，导致土壤中氮素含量过高，进而引起以下问题：（1）水体富营养化现象严重，导致水质恶化；（2）大气中氮氧化物含量增加，形成酸雨；（3）土壤结构变差，肥力下降。第三题题目：氮元素在农业生产中具有重要作用，请结合所学知识，分析氮肥过量使用对农业生产和生态环境可能产生的影响，并提出相应的解决措施。第四题题目描述：氮循环是自然界中物质循环的重要组成部分，对生态系统和社会可持续发展具有重要意义。人类活动对氮循环产生了深远的影响，如过量使用氮肥导致水体富营养化，影响了水质和生态平衡。为了探究人类活动对氮循环的影响，某研究小组在一片农田进行了为期一年的观察实验，记录了不同时间段土壤中的硝酸盐（NO3-）含量变化情况。实验数据如下表所示：时间1月3月6月9月12月NO3-(mg/kg)2530455535根据上述实验数据，请回答以下问题：描述该农田土壤中硝酸盐含量的变化趋势，并分析可能的原因。结合氮循环的相关知识，讨论人类活动如何影响氮循环，并提出减少负面影响的建议。假设你是环保部门的一名工作人员，基于本实验的结果，你会向农民提供哪些建议来优化氮肥的使用？《专题7氮与社会可持续发展》试卷及答案一、单项选择题（本大题有16小题，每小题3分，共48分）1、下列物质中，不属于氮及其化合物的是（）A.氮气（N2）B.硝酸（HNO3）C.氨水（NH3·H2O）D.硫磺（S）答案：D解析：本题考查氮及其化合物的识别。氮气、硝酸和氨水都是氮的化合物。氮气是氮的单质形态，硝酸是氮的酸，氨水是氨的水溶液，均属于氮及其化合物。而硫磺是硫元素的单质形态，不属于氮及其化合物，故选D。2、下列关于氮气的性质描述正确的是：A.氮气在常温下非常活泼，容易与其他物质发生反应。B.氮气是无色无味的气体，但在空气中所占体积比约为21%。C.氮气分子由三个氮原子组成。D.氮气不易溶于水，在自然界的循环中起着重要作用。【答案】D【解析】本题考查氮气的基本性质。选项A错误，因为氮气实际上在常温下化学性质稳定，不易与其他物质发生反应；选项B错误，氮气在大气中的体积比例约为78%，而非21%，21%指的是氧气的比例；选项C错误，氮气分子是由两个氮原子通过三键连接而成，并非三个氮原子；选项D正确，氮气确实不易溶于水，而且在自然界中作为生物固氮作用的原料，对生态系统的氮循环至关重要。因此，正确答案为D。3、下列关于氮及其化合物的叙述中，正确的是（）A、氮气是一种无色、无味、无臭的气体，难溶于水B、一氧化氮（NO）是一种有毒气体，容易与氧气反应生成二氧化氮（NO2）C、硝酸（HNO3）是一种常见的强氧化剂，在工业上用于生产硝酸盐D、氨水（NH3·H2O）是一种弱碱，其pH值小于7答案：B解析：选项A中，氮气是一种无色、无味、无臭的气体，但它的溶解度在水中较低，而不是难溶于水。选项B正确，一氧化氮是一种有毒气体，能够迅速与氧气反应生成二氧化氮。选项C中，硝酸确实是一种常见的强氧化剂，并在工业上用于生产硝酸盐，但题目要求选出正确的叙述，而非唯一正确的叙述。选项D中，氨水是一种弱碱，其pH值大于7，而不是小于7。因此，正确答案是B。4、下列关于氮气性质的说法中，哪一项是错误的？A.氮气是一种无色、无味、无臭的气体。B.氮气在常温常压下化学性质非常活泼。C.氮气不易溶于水。D.大气中的氮气是植物通过根部直接吸收利用的。答案：B解析：氮气在常温常压下的化学性质并不活泼，这是由于氮分子间的三键非常稳定，需要较高的能量才能断裂，因此选项B是错误的。而大气中的氮气并不能直接被大多数植物所吸收，植物通常依赖固氮微生物的帮助或是通过土壤中的硝酸盐和铵离子来获取氮素，所以选项D虽然表述有误，但根据题目要求选择错误说法，正确答案为B。5、氮气在自然界中广泛存在，其主要用途是：A、作为燃料B、制造氮肥C、制造硝酸D、合成塑料答案：B解析：氮气在自然界中以游离态存在，是大气中含量最多的气体。氮肥是一种含有氮元素的化肥，主要用于提供植物生长所需的氮元素，促进植物的生长发育。因此，氮气的主要用途是制造氮肥。选项A、C、D虽然也与氮有关，但不是氮气的主要用途。6、下列关于氮循环的描述，正确的是：A、氮气在自然界中以气态形式存在，不参与氮循环B、氮气在自然界中通过光合作用转化为含氮有机物C、工业生产过程中，氮肥的生产对氮循环有显著影响D、氮气在自然界中通过硝化作用转化为含氮有机物答案：C解析：氮肥的生产和施用过程中，会释放出大量的氮气，导致氮气在土壤和水体中的浓度升高，从而对氮循环产生显著影响。选项A错误，因为氮气在自然界中通过固氮作用转化为含氮有机物。选项B错误，光合作用是将二氧化碳和水转化为有机物，而不是氮气。选项D错误，硝化作用是将氨氮转化为硝酸盐，而不是将氮气转化为含氮有机物。7、下列关于氮及其化合物的说法错误的是：A.氨气易溶于水，其水溶液呈碱性。B.氮气在常温下性质稳定，不易与其他物质发生反应。C.硝酸是一种强氧化剂，能与许多物质反应。D.所有的氮的氧化物都是无色气体。答案：D解析：氮的氧化物包括NO、NO2等，其中NO2是一种红棕色气体，并非所有氮的氧化物都是无色的。因此选项D表述错误。8、在工业上，合成氨的过程中，通常使用哪种催化剂来加速氮气和氢气反应生成氨？A.铁催化剂B.铜催化剂C.锌催化剂D.铝催化剂答案：A解析：在哈柏-波施过程（Haber-Boschprocess）中，为了有效地催化氮气（N₂）与氢气（H₂）在高温高压条件下反应生成氨（NH₃），工业上普遍采用铁作为主要催化剂。铁催化剂不仅能够有效降低反应活化能，提高反应速率，还能在一定程度上增加产物的选择性，因此是合成氨过程中不可或缺的一部分。其他选项中的金属如铜、锌和铝虽然在某些特定的化学反应中也能作为催化剂，但在合成氨的反应条件下，它们的效果远不如铁催化剂。因此，正确答案是A.铁催化剂。9、下列关于氮循环的描述，正确的是（）A.氮循环是地球生物圈中氮元素不断进行着转化和循环的过程B.氮循环过程中，氮气在生物体内转化成含氮化合物，然后释放到大气中C.氮循环的主要环节包括氮气的固氮作用、氨的硝化作用和反硝化作用D.氮循环过程中，大气中的氮气不能被植物直接利用答案：A解析：氮循环是地球生物圈中氮元素不断进行着转化和循环的过程，是生态系统中重要的物质循环之一。选项B错误，因为氮气在生物体内转化成含氮化合物后，并不是直接释放到大气中，而是通过生物体内的代谢过程。选项C描述的是氮循环的环节，但选项A更全面地概括了氮循环的本质。选项D错误，因为植物可以通过固氮作用将大气中的氮气转化成可供自身利用的含氮化合物。10、下列关于氮循环的说法中，哪一项是不正确的？A.大气中的氮气可以通过固氮作用转化为氨B.氨可以进一步氧化成亚硝酸盐和硝酸盐C.植物可以直接吸收大气中的氮气作为营养成分D.动物体内的含氮废物通过排泄进入环境，参与氮循环答案：C解析：在氮循环中，大气中的氮气（N₂）由于分子结构稳定，植物不能直接利用，需要通过生物固氮、闪电固氮或工业合成氨等方式转化为氨（NH₃）或铵离子（NH₄⁺），这些形式的氮才能被植物吸收利用。因此选项C描述的情况不符合实际情况，故选C。其他选项均正确地描述了氮循环中的各个步骤。11、氮循环对生态系统的影响主要表现在以下哪个方面？（）A.促进生物多样性B.维持生物体正常代谢C.产生温室效应D.导致酸雨答案：B解析：氮循环是生物圈中氮元素循环的过程，它对生态系统的影响主要体现在维持生物体正常代谢。氮是构成生物体蛋白质、核酸等生命物质的基本元素，因此氮循环的平衡对生物体的正常代谢至关重要。选项A促进生物多样性，虽然与氮循环有关，但不是主要表现；选项C产生温室效应和选项D导致酸雨主要与碳循环和硫循环有关。12、下列物质中，氮元素以最高价氧化态存在的是（）A.氮气（N₂）B.硝酸（HNO₃）C.氨水（NH₃·H₂O）D.氨气（NH₃）答案：B解析：在A选项中，氮气（N₂）是氮元素在自然状态下的分子形式，其氮元素的氧化态为0；在C选项中，氨水（NH₃·H₂O）中氮元素的氧化态为-3；在D选项中，氨气（NH₃）中氮元素的氧化态也是-3。而在B选项中，硝酸（HNO₃）中氮元素的氧化态为+5，是氮元素的最高价氧化态。因此，答案为B。13、下列关于氮的循环及其对社会可持续发展影响的说法中，错误的是（）A.氮的循环是自然界中物质循环的重要组成部分，对维持生态平衡至关重要B.过量使用氮肥会导致土壤、水体富营养化，影响生态环境C.利用生物固氮技术可以有效减少氮肥的使用，有利于环境保护D.氮氧化物是大气污染物之一，会导致酸雨、光化学烟雾等环境问题，不利于人类健康答案：A解析：选项A中的说法是正确的，氮的循环确实是自然界中物质循环的重要组成部分，对维持生态平衡至关重要。选项B、C和D中的说法都是正确的，过量使用氮肥、利用生物固氮技术、氮氧化物对环境的影响都是氮循环对社会可持续发展的影响。因此，错误的选项是A。14、下列关于氮元素及其化合物的叙述中，正确的是（）A.氮气在常温下化学性质不活泼，因此大气中氮气含量高B.氮肥的使用过多会导致土壤板结，不利于植物生长C.氮气在高温、高压、催化剂的作用下可以合成氨气，这是工业生产氮肥的重要方法D.氮氧化物是大气污染物，但它们在自然界中含量很少，不会对环境造成严重影响答案：C解析：A选项中，氮气在常温下化学性质不活泼，因此大气中氮气含量高，这是正确的。B选项中，氮肥的使用过多会导致土壤板结，不利于植物生长，这是正确的。D选项中，氮氧化物是大气污染物，在自然界中含量较少，但它们对环境造成的严重影响是不可忽视的。C选项中，氮气在高温、高压、催化剂的作用下可以合成氨气，这是工业生产氮肥的重要方法，因此C选项是正确的。故选C。15、氮循环中的氮氧化物（NOx）是造成酸雨的主要原因之一，下列关于氮氧化物的说法正确的是：A.氮氧化物是由氮气和氧气直接反应生成的B.氮氧化物在大气中会自然降解，不会对环境造成污染C.氮氧化物是形成光化学烟雾的重要前体物质D.减少氮氧化物的排放只能通过降低化石燃料的使用答案：C解析：氮氧化物是由氮气和氧气在大气中高温反应生成的，选项A错误；氮氧化物在大气中会与其他物质反应，形成酸雨和光化学烟雾，选项B错误；氮氧化物是形成光化学烟雾的重要前体物质，选项C正确；减少氮氧化物的排放可以通过多种途径实现，如优化能源结构、采用清洁生产技术等，选项D错误。16、氮元素在自然界中循环过程中，以下哪种现象不属于氮循环的一部分？（）A.氮气通过光合作用转化为含氮有机物B.土壤中氮化合物被微生物分解为氮气C.农作物吸收土壤中的氮肥D.工业生产中氮气转化为硝酸答案：D解析：氮循环是自然界中氮元素不断循环转化的过程。选项A描述的是氮气通过植物的光合作用转化为含氮有机物，这是氮循环的一部分。选项B描述的是土壤中的氮化合物被微生物分解为氮气，这也是氮循环的一部分。选项C描述的是农作物吸收土壤中的氮肥，这同样属于氮循环的一部分。而选项D描述的是工业生产中氮气转化为硝酸，这属于人类工业活动对氮循环的影响，但不是自然界的氮循环过程，因此选D。二、非选择题（本大题有4小题，每小题13分，共52分）第一题题目背景：氮元素在自然界中的循环及其对环境的影响是一个重要的研究领域。氮不仅是构成蛋白质的基本成分之一，也是许多重要化合物（如硝酸盐、铵盐）的关键组成部分。氮的固定、转化和释放不仅影响着生态系统的平衡，还关系到农业生产的可持续性和环境保护。题目描述：某研究小组在进行土壤氮素转化的研究时发现，通过使用生物固氮技术可以有效提高作物产量，同时减少化肥使用量，降低环境污染。已知某地农田采用传统化肥施用方法时，每公顷需要施用纯氮量为120kg；而采用生物固氮技术后，每公顷只需施用纯氮量为60kg，即可达到相同的作物产量水平。问题：请计算并比较两种方法下每公顷农田的氮肥投入成本差异。假设传统化肥的价格为3元/kg，生物固氮剂的成本为8元/kg。讨论生物固氮技术对促进社会可持续发展的意义。答案：成本差异计算：传统化肥方法下的成本：120生物固氮技术方法下的成本：60成本差异：480 讨论：尽管从表面上看，生物固氮技术的成本高于传统化肥，但它在促进社会可持续发展方面有着不可忽视的作用。首先，它能够显著减少化肥的使用量，减轻对土壤和水体的污染，有助于保护生态环境。其次，生物固氮技术的应用有助于提高土壤肥力，长期来看有利于维持或提高农作物的产量，保障食品安全。最后，通过减少化肥依赖，可以降低农业生产成本，增加农民收入，促进农村经济的发展。因此，从长远的角度考虑，生物固氮技术对于实现农业生产的可持续性、改善生态环境以及推动经济社会的和谐发展具有重要意义。解析：本题旨在考察学生对于氮素在农业生产中作用的理解，以及如何通过科学的方法解决实际问题的能力。通过对比分析两种不同施肥方法的成本效益，不仅可以让学生认识到生物固氮技术的优势，也能激发他们思考如何利用科学技术解决现实生活中的问题，进而培养学生的社会责任感和环保意识。第二题题目：氮循环在生态系统中的作用及其对环境的影响。一、氮循环概述简述氮循环的主要环节。举例说明氮循环中氮的固定、硝化和反硝化等过程。二、氮循环的作用解释氮循环在生态系统中的重要性，包括对植物生长、土壤肥力和生物多样性的影响。三、氮循环对环境的影响分析氮循环对环境可能产生的负面影响，如酸雨、水体富营养化等。四、案例分析阅读以下案例，分析氮肥过量使用对环境的影响，并提出相应的解决措施。案例：某农业区域，由于大量使用氮肥，导致土壤中氮素含量过高，进而引起以下问题：（1）水体富营养化现象严重，导致水质恶化；（2）大气中氮氧化物含量增加，形成酸雨；（3）土壤结构变差，肥力下降。答案：一、氮循环的主要环节：氮的固定：将大气中的氮气转化为植物可以利用的氮化合物。氮的转化：包括硝化作用和反硝化作用，将氨氮转化为硝酸盐氮和氮气。二、氮循环的作用：氮循环对生态系统的重要性体现在以下几个方面：促进植物生长，是植物体内蛋白质、核酸等生物大分子的组成元素。维持土壤肥力，氮素是土壤有机质的重要组成部分。保障生物多样性的维持，氮循环的平衡对生物多样性有重要影响。三、氮循环对环境的影响：氮循环对环境的负面影响主要包括：水体富营养化：氮素过剩导致水体藻类大量繁殖，水质恶化。酸雨：大气中氮氧化物与水汽结合，形成酸性物质，降落地面形成酸雨。四、案例分析：案例分析及解决措施：（1）水体富营养化：控制氮肥施用量，推广有机肥使用，改善灌溉方式。（2）大气中氮氧化物含量增加：减少化石燃料的燃烧，推广清洁能源，加强大气污染治理。（3）土壤结构变差，肥力下降：合理施用氮肥，增施有机肥，改善土壤结构，提高土壤肥力。第三题题目：氮元素在农业生产中具有重要作用，请结合所学知识，分析氮肥过量使用对农业生产和生态环境可能产生的影响，并提出相应的解决措施。答案：影响：对农业生产的影响：土壤酸化：氮肥过量使用会导致土壤中的酸性物质增加，使土壤酸化，从而影响土壤微生物的活动和植物的生长。氮素流失：过量施用氮肥会导致氮素通过地表径流、地下渗漏等形式流失到水体中，造成水体富营养化。作物品质下降：过量施用氮肥会使作物生长过旺，导致植物体内蛋白质含量降低，从而影响作物的品质和产量。对生态环境的影响：水体富营养化：氮素流失到水体中，会导致水体富营养化，使水体中的藻类过度繁殖，消耗大量氧气，导致水质恶化，危害水生生物的生存。大气污染：氮肥施用过程中，部分氮素会转化为氮氧化物，排放到大气中，造成大气污染。解决措施：合理施用氮肥：根据作物需肥规律和土壤肥力状况，科学确定氮肥施用量。采用测土配方施肥技术，根据土壤中氮素含量和作物需肥量，合理施用氮肥。推广有机肥：增加有机肥的使用比例，减少化肥施用量。利用秸秆、畜禽粪便等有机物料，提高土壤有机质含量，改善土壤结构。发展节水灌溉技术：推广节水灌溉技术，减少氮肥流失。采用滴灌、喷灌等节水灌溉方式，提高水分利用效率。解析：本题为综合应用题，要求考生结合所学知识，分析氮肥过量使用对农业生产和生态环境的影响，并提出相应的解决措施。解答时，首先分析氮肥