硫氮在自然界的循环
33硫循环和氮循环(件)
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。
+5
+2
NO3-
NO
+1
0
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
-3NH3NaN3+4N
NO
NO2
+5 HNO3
+5 NO3-
自然界中的氮循环图示
自然界中通过这种固氮所形成的含氮化合物很少，大 部分是来自生物固氮。生物固氮酶将空气中的氮气还 原为氨，溶于水后产生铵根离子，被植物吸收.
氮和硫的循环
大气中的氮 生物体 动物 细 菌 分 解 矿石中 的氮 细 菌 分 解 各种 固氮 途径
海洋
植物
土壤 铵盐,硝酸盐,亚硝酸盐) (氨,铵盐,硝酸盐,亚硝酸盐)
大洋 深处
二,硫元素在自然界的循环
煤或石油中的硫 含硫 矿物 海洋 生物体 大气 植物 (通过食物链分布于生物圈 通过食物链分布于生物圈) 通过食物链分布于生物圈
人
陆地 海洋
�
土壤
三,人类在自然界循环中的作用
自然界中,陆地,海洋, 自然界中,陆地,海洋,大气中的硫 元素和氮元素通过循环建立了平衡, 元素和氮元素通过循环建立了平衡,从而 形成了自然界的自净能力. 形成了自然界的自净能力. 大气
Байду номын сангаас陆地
海洋
新的发展思路:
建立人与自然的和谐关系, 建立人与自然的和谐关系,保持经济发展 与维护生态的协调,走可持续性发展的道路. 与维护生态的协调,走可持续性发展的道路. 大气
硫氮知识点总结人教版
硫氮知识点总结人教版一、硫的性质和用途硫是一种常见的化学元素，化学符号为S，原子序数为16，在自然界中以硫矿及其化合物形式广泛存在。
硫的性质表现为：黄色固体，常温下质地较软，熔点为115.21℃，沸点为444.6℃。
硫是一种六价非金属元素，具有很强的还原性和氧化性。
在化合物中，硫的价数往往为-2, +4和+6。
在常温下，硫可以溶解于一些有机溶剂，如苯和四氯化碳，但不溶于水。
硫主要用于制造硫酸、化肥、农药和橡胶等工业品。
二、硫的循环1. 大气中的硫大气中的硫是从硫化物、硫酸盐和溶解在水中的气态硫化氢中释放出来的。
氮氧化物和挥发性有机化合物是硫化氢的氧化产物, 二氧化硫在大气中与水汽和氧气结合形成硫酸雾, 形成酸雨. 酸雨对环境和人类的健康危害很大。
2. 地球内部的硫地球内部的硫主要存在于地壳中的硫化物和硫酸盐中。
火山喷发是地球内部硫释放的主要方式。
火山喷发时，大量的硫化氢和二氧化硫会排放到大气中。
3. 海洋中的硫海水中的硫主要以硫酸盐的形式存在。
海水中的硫通过生物作用和海洋地质活动，以及大气中的硫化氢和硫酸雾的沉降进入海洋。
三、硫的环境影响1. 环境污染酸雨是硫的环境影响之一。
酸雨对土壤和水体中微生物、植物等生物造成了严重的危害。
此外，酸雨还会对建筑物、桥梁和汽车等基础设施造成腐蚀。
2. 生态环境硫对生态环境的影响主要是通过酸雨，造成土壤和水体的酸化，影响植物的生长，同时还影响了水中微生物的生存，对捕食者造成影响。
3. 人类健康硫对人类健康的主要影响是酸雨对人体的影响。
酸雨会导致室外的硫化氢和二氧化硫浓度升高，对人们的呼吸系统造成危害。
四、氮的性质和用途氮是一种广泛存在于自然界的化学元素，化学符号为N，原子序数为7。
氮的性质表现为：氮气呈无色、无味、无毒的气体，密度比空气小，不易与其他元素发生化学反应，熔点为-210℃，沸点为-196℃。
氮在大气中占据78%的成分。
氮主要用于合成氨、硝酸、硝酸盐和其他重要的化学品。
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。
硫循环0
美国每年国酸雨造成的损失达250亿美元。我国重 庆市与南京市自然条件相似，但重庆是酸雨侵蚀比较严 重的地区，电视塔及建筑机械的维修、路灯及电线的更 换频率比南京快1．5倍。嘉陵江大桥的钢梁每年锈蚀 0．16毫米，如此下去用不了30年，就会因钢梁锈坏而 发生危险。
我国三大酸雨区包括(我国酸雨主要是：硫酸型）
硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地 面中矿物质，供植物吸如酸度过高，pH值降 到5.6以下时，就会产生严重危害。它可以直 接使大片森林死亡，农作物枯萎；也会抑制土 壤中有机物的分解和氮的定，淋洗与土壤离子 结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化； 还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底 泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；加速建筑 物和文物古迹的腐蚀和风化过程；可能危及人 体健康。
燃料的高温燃烧是大气中氮氧化物的主要 来源。主要来自汽车尾气和供热供电用燃 料燃烧的产物。在1200℃或更高温度（内 燃机内部能达到的温度可超过2000℃）， 空气中的N2（氮气）和O2（氧气）可生 成可检出量的NO（一氧化氮），后者慢 慢与氧气反应而生成NO2（二氧化氮）， 降水时形成硝酸（HNO3）而进入水中形 成酸雨。
1。西南酸雨区：是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。 2。华中酸雨区：目前它已成为全国酸雨污染范围最大，中心强度 最高的酸雨污染区 . 3。华东沿海酸雨区：它的污染强度低于华中、西南酸雨区。 我国对酸雨研究较晚，1972年开始了对酸雨的监测，1982年 进行了酸雨普查，其中重庆、贵阳雨水的PH小于5。现在以重庆、 贵阳为中心的酸雨区已在西南地区逐步扩大，并扩展到长江下游。 长江以北在青岛已发现过酸雨。
自然界的硫循环
• 自然界硫循环的基本过程是：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；
《硫循环和氮循环》 知识清单
《硫循环和氮循环》知识清单一、硫循环硫是一种重要的生命元素，在自然界中存在着多种形态，并在生物、地球化学和生态系统中不断循环。
1、硫的存在形式硫在自然界中主要以无机硫和有机硫两种形式存在。
无机硫包括硫酸盐（如硫酸钙、硫酸镁等）、硫化物（如硫化氢、硫化亚铁等）和单质硫。
有机硫则存在于生物体内的蛋白质、氨基酸（如半胱氨酸、甲硫氨酸）等化合物中。
2、硫循环的过程（1）硫的释放火山喷发会将大量的硫化物释放到大气中。
此外，微生物对含硫有机物的分解也会产生硫化氢等含硫气体。
（2）大气中的硫大气中的硫主要以二氧化硫（SO₂）和硫化氢（H₂S）的形式存在。
二氧化硫可能来自于化石燃料的燃烧、工业生产过程等。
（3）硫的沉降大气中的含硫化合物经过一系列化学反应，会形成硫酸盐颗粒，并通过降水（湿沉降）或直接沉降（干沉降）回到地面。
（4）土壤和水体中的硫进入土壤和水体的硫，会被植物吸收，用于合成含硫有机物。
在土壤和水体中，微生物也会参与硫的转化，如硫酸盐还原菌可以将硫酸盐还原为硫化物。
3、人类活动对硫循环的影响人类的许多活动对硫循环产生了显著影响。
例如，大量燃烧含硫化石燃料，如煤和石油，导致二氧化硫的排放量增加。
这不仅会造成酸雨，对生态系统和建筑物造成损害，还会影响人类健康。
4、硫循环的生态意义硫对于生物的生长和代谢具有重要作用。
它是某些蛋白质和酶的组成成分，参与了细胞的能量传递和物质代谢过程。
二、氮循环氮是构成生命物质（如蛋白质、核酸）的重要元素，氮循环在维持生态系统的稳定和功能方面发挥着关键作用。
1、氮的存在形式氮在自然界中主要有三种存在形式：氮气（N₂），占大气的 78%左右；无机氮化合物，如氨（NH₃）、铵盐（NH₄⁺）、硝酸盐（NO₃⁻）等；有机氮化合物，存在于生物体内的蛋白质、核酸等物质中。
2、氮循环的过程（1）固氮作用大气中的氮气不能被大多数生物直接利用。
一些特殊的微生物，如根瘤菌和固氮菌，能够将氮气转化为氨，这个过程称为生物固氮。
《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（）。
自然环境知识：生态系统的氮、硫和磷循环
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。
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14
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 元素怎样 自然循环 才能循环
常见非金属元素还有哪些循环？
氯 NaCl
起点
SiO2
CO2 碳
自然 动力 自发
硅
回归
氧 O2
15
学生课后作品展示 碳 循 环
16
4 教学过程
教师活动
创设情境 引入课题
为何学习 硫氮循环
学生活动
体会感受 课题的价值和意义
提供素材 建立氮的循环图
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 自然循环
学生活动
体会感受 课题的价值和意义
思考绘制 价态类别二维图
拓展应用 循环要素
引导分析 人类对循环影响
其它元素 怎样循环
人类如何 影响循环
类比迁移 画出碳的循环图
例举描述 打破循环的行为和危害
设计意图
影响环境的不是“化学”自身
而是人类的某些活动
25
5 教学反思
知识线
课内知识 生活知识 社会知识
能力线
单一思维 多元思维 关联思维
情感线
元素观 转化观 平衡观 价值观
26
化学的魅力在于它是 看物质世界的“慧眼”
27
硫氮在自然界的循环
教学反思 5
教学分析
1
2 教学目标
教学过程 4
3 教学思路
2
1 教学分析
认识研究化学 物质的基本方法
氧化还原知识
基 本
物质组成与分类
理
论
初中
高一下第五章
氧气 氮气
非金属元素化学知识
氮及其化合物
高一上第二章
氯及其化合物
高一下第五章
硫及其化合物
3
2 教学目标
知 识
1.掌握硫氮在自然界循环的基本知识
例举描述 打破循环的行为和危害
讨论探究 治理SO2污染方案22
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 自然循环
元素怎样 才能循环
元素 价态
从源头上消除
人类如何 影响循环
怎样回复 自然循环
治理环境污染
+6
物理吸附
SO42-
氧化法
CaSO4
CaSO3 复
分
+4
SO2 氨水
(NH4)2SO3 解
还原法
NaHSO3 法
教师提供素材
硫循环 10
学生作品展示 硫 循 环
11
为何学习 硫氮循环
陆地
何为硫氮 自然循环大气来自H2S SO2 SO42-
腐雨 败水
生物
海洋
S S2- SO42-
径流
沉积
自然界硫的平衡
S
S S2- SO42-
12
4 教学过程
教师活动
创设情境 引入课题
提供素材 建立氮的循环图
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 自然循环
4
3 教学思路 教学方法：讨论归纳法、类比迁移法
怎样回复自然循环 人类如何影响循环 元素怎样循环 什么是硫氮循环 为什么学习硫氮循环
5
4 教学过程
教师活动
创设情境 引入课题
为何学习 硫氮循环
硫——减缓老化并延长寿命的元素 氮——组成生命的重要元素
硫、氮——食物来源
学生活动
体会感受 课题的价值和意义
学生活动
体会感受 课题的价值和意义
思考绘制 价态类别二维图
8
为何学习 硫氮循环
元素 +5 价态
+4 +2
何为硫氮 自然循环
元素观
NO2 NO
转化观
循环要素 起点 动力 回归
HNO3
NO3-
硝
摄食
化
细
菌
0
N2
单质 氧化物
氢化物 酸
-3
根瘤菌
NH3
盐 物质
NH4+
类别
9
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 自然循环
硫氮生命活动 之必需元素
杏洋鱼仁葱
腰蒜蛋果
瘦山菠牛核菜肉桃 6
4 教学过程
教师活动
创设情境 引入课题
为何学习 硫氮循环
氮、硫——与环境关系
学生活动
体会感受 课题的价值和意义
硫氮化合物与 环境关系密切
7
4 教学过程
教师活动
创设情境 引入课题
提供素材 建立氮的循环图
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 自然循环
21
4 教学过程
教师活动
创设情境 引入课题
提供素材 建立氮的循环图
拓展应用 循环要素
引导分析 人类对循环影响
启发思考 治理环境方法
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 自然循环
其它元素 怎样循环
人类如何 影响循环
怎样回复 自然循环
学生活动
体会感受 课题的价值和意义
思考绘制 价态类别二维图
类比迁移 画出碳的循环图
学生活动
体会感受 课题的价值和意义
思考绘制 价态类别二维图
明确“硫氮”循环”
设计意图
将已有硫氮知识 进行“有机”整合
13
4 教学过程
教师活动
创设情境 引入课题
提供素材 建立氮的循环图
拓展应用 循环要素
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 自然循环
其它元素 怎样循环
学生活动
体会感受 课题的价值和意义
思考绘制 价态类别二维图
0 -2 氢化物
设计意图
S
单质 氧化物
酸
盐
从“化学”的视角解决环境问题
物质 类别
23
课后延伸
学生研究型课题：定量检测空气中SO2的含量
实验 原理
SO2 + I2 + 2H2O → H2SO4 + 2HI
淀粉 指示剂
配液
实验 装置
采样
24
5 教学反思
辩证的看待化学物质的“功”与“过” 建立循环的三个基本要素 拓展化学知识应用的能力
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 自然循环
其它元素 怎样循环
人类如何 影响循环
学生活动
体会感受 课题的价值和意义
思考绘制 价态类别二维图
类比迁移 画出碳的循环图
例举描述 打破循环的行为和危害
18
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 元素怎样 自然循环 才能循环
人类如何 影响循环
大气
H2S SO2 SO42-
陆地
生物
提供素材 建立氮的循环图
何为硫氮 自然循环
思考绘制 价态类别二维图
拓展应用 循环要素
其它元素 怎样循环
类比迁移 画出碳的循环图
设计意图
建立关联知识，解决新问题 对元素的循环有一个较为完整的认1识7
4 教学过程
教师活动
创设情境 引入课题
提供素材 建立氮的循环图
拓展应用 循环要素
引导分析 人类对循环影响
海洋
S
S S2- SO42- 自然界硫的平衡 S S2- SO4219
为何学习 硫氮循环
何为硫氮 元素怎样 自然循环 才能循环
人类如何 影响循环
大气
H2S SO2 SO42-
陆地
人类活动
海洋
S
S S2- SO42- 自硫然的界平硫衡的被平打衡破 S S2- SO4220
4 教学过程
教师活动
创设情境 引入课题
与
技
2.知道硫氮循环过程中的重要物质及其在
能
生态过程中的影响
重
点
过
1.建构以类别和价态为坐标的二维转化图
程
与 方 法
2.探究“什么是循环，怎样才能循环”， 研究如何控制人类活动对自然界循环影响
难 点
情与 感价
1.形成从化学视角出发，看待自然、社会和 化学学科的存在与发展的基本观点
态值 度观
2.认识化学物质的两面性，辩证地看待化学 的价值与局限性，树立可持续发展的观念