Question

下图是自然界中氮元素循环示意图。

请据图回答：
（1）图中③④作用的名称是③____________，④______________，土壤中有一种微生物中能完成图中过程，该微生物为____________。
（2）闪电条件下固氮时可能涉及的反应为______________、______________、_____________；雷雨天时会造成______________，它可直接危害陆生植物的______器官。
（3）农作物生产中，常大量施用工业合成的铵盐、硝酸盐等化肥，其中1/3未被农作物利用而进入生物圈。过量NO₃^-进入河流、湖泊后对水体和生物造成的危害是______________________________。
（4）大豆、花生等可以利用氮气自身提供含氮肥料。如果小麦、水稻等也能自行固氮，将会给人类带来的益处是_______________________________。

Answer 1

^{（1）硝化作用；反硝化作用；硝化细菌
（2）N₂+O₂2NO；2NO+O₂=2NO₂；3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；酸雨；叶、芽 
（3）会造成水体富营养化，藻类植物过度繁殖，它们死亡后，先被需氧微生物分解，使水中含氧量减少，又被厌氧微生物分解产生H₂S、CH₄等物质，致使鱼及其他水生生物大量死亡
（4）减少使用氮肥的费用，降低粮食成本；减少氮肥生产，从而节省能源；避免氮肥过多，造成水体富营养化}

【试题分析】
解析：本题以氮元素在自然界中的循环为背景材料，考查了以下知识点：①生物学中的硝化作用，反硝化作用等；②化学中的合成氨；③环境污染中的水体富营养化；④农业生产中化学肥料的使用问题。
雷雨天气时，在放电作用下，N₂和O₂可化合生成NO，这个反应是典型的自然界固氮的过程，涉及的化学反应方程式有：N₂+O₂2NO，2NO+O₂=2NO₂，3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO 。可见雷雨天时，该反应过多会造成酸雨的发生，它对陆生植物的叶、芽组织有损害作用。
农业生产中，常大量施用工厂合成的铵盐、硝酸盐等化肥，其中1/3未被农作物利用而进入生物圈，这些化合态的氮元素进入河流、湖泊中会造成水体富营养化，藻类植物过度繁殖，它们死亡后，先被需氧微生物分解，使水中含氧量减少，又被厌氧微生物分解产生H₂S、CH₄等物质，致使鱼及其他水生生物大量死亡。
使土壤中的氨或铵盐转化成亚硝酸盐和使亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程称为硝化作用，前者是亚硝化细菌的作用，后者是硝化细菌的作用。微生物还原硝酸盐、亚硝酸盐为分子氮的过程为反硝化作用。
某些植物如大豆和花生，其根瘤菌可实现将N₂直接转化为化合态的过程，所以这些植物不需要施用氮肥。如果小麦、水稻等也能自行固氮，将会给人类带来很多好处，例如，减少使用氮肥的费用，降低粮食成本；减少氮肥生产，从而节省能源；避免氮肥过多，造成水体富营养化。