Question

【題目】氮是生命的基礎(chǔ)，由于存在著氮的循環(huán)，生命世界才能像我們所見到的那樣生機勃勃，充滿活力．如圖是自然界中氮的循環(huán)圖，請分析此圖并回答有關(guān)問題．

（1）大氣中的氮以_____（填化學(xué)式）形式存在。圖中共表示了_______種固氮的途徑。

（2）由圖可知，動植物體內(nèi)的氮主要存在于蛋白質(zhì)中，當(dāng)動植物尸體發(fā)生腐敗時，往往會產(chǎn)生一種含氮的氣體，其電子式為___________。土壤中的硝酸鹽會被細(xì)菌分解。有一種脫氧硫桿菌能夠利用土壤中的硫化物來分解硝酸鹽，其主要化學(xué)原理如下：K2S+KNO3+H2ON2+K2SO4+KOH

（3）上述反應(yīng)中涉及1~18號元素的原子半徑從大到小的順序是_________________。屬于共價化合物的反應(yīng)物（或生成物）的結(jié)構(gòu)式是_____________。

（4）配平上述反應(yīng)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目_____________。上述反應(yīng)的氧化劑是_________________，被氧化的元素是____________________。

（5）上述過程的發(fā)生改變了土壤的成分，從而對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生一定的不利影響，請選擇任一角度進(jìn)行簡要說明：_______________________。

（6）工業(yè)合成氨的簡易流程如下圖，通過循環(huán)Ⅰ可利用的氣態(tài)物質(zhì)是_____________

a.催化劑 b.只有N2 c.只有H2 d.N2和H2

Answer 1

【答案】 N2 3 S>N>O>H H—O—H 各物質(zhì)系數(shù)5 8 4 4 5 8 轉(zhuǎn)移電子數(shù)目40e KNO3 土壤中氮元素流失，肥力下降（合理即可） d

【解析】（1）大氣中的氮以N2形式存在。圖中共表示了3種固氮的途徑，分別是閃電作用使N2被氧氣氧化為NO，人工固氮及細(xì)菌的作用固氮；

（2）當(dāng)動植物尸體發(fā)生腐敗時，往往會產(chǎn)生一種含氮的氣體NH3，其電子式為；

（3）上述反應(yīng)中涉及1~18號元素有H、N、O、S，其中H原子半徑最小，S為第三周期原子半徑最大，N、O同周期，核電荷數(shù)大原子半徑小，則四種元素的原子半徑從大到小的順序是S>N>O>H；反應(yīng)物中的水為共價化合物，其結(jié)構(gòu)式是H—O—H；

（4）在K2S + KNO3 + H2O N2 + K2SO4 + KOH中S元素化合價從-2價升高為+6價，升8價，而N元素從+5價降為0價，每生成一個N2，降低10價，根據(jù)電子守恒可知，升高與降低化合價總數(shù)相等，則8和10的最小公倍數(shù)為40，即K2S前系數(shù)為5，而KNO3前系數(shù)為8，再結(jié)合原子守恒可得此反應(yīng)方程式為5K2S + 8KNO3 + 4H2O 4N2 + 5K2SO4 + 8KOH；此反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為40，用單線橋分析轉(zhuǎn)移電子數(shù)目及方向為；此反應(yīng)中N元素化合價降低，則KNO3是氧化劑，S元素化合價升高，被氧化；

（5）上述過程的中KNO3被還原為N2，土壤中氮元素流失，肥力下降，另外產(chǎn)物為KOH，使土壤堿性化，不易作物生成；

（6）N2、H2在高溫高壓的條件下反應(yīng)生成NH3，由圖可知：流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)，故答案為d。