自然界中元素的循環(huán)

◇ 江西 張雄輝

碳、氮、硫等元素是構(gòu)成生物體的主要元素，這些元素在自然界中不停地轉(zhuǎn)化、循環(huán)，構(gòu)成了生機(jī)盎然的物質(zhì)世界.

1 自然界中硫元素的循環(huán)

在自然狀態(tài)下，大氣中的二氧化硫，有的被綠色植物吸收，有的與大氣中的水、氧氣結(jié)合，轉(zhuǎn)化成硫酸隨降水落入土壤或水體中，植物根系吸收后轉(zhuǎn)變成蛋白質(zhì)等有機(jī)物；動(dòng)植物被消化、分解后，又將硫元素釋放到土壤或大氣中，形成一個(gè)完整的循環(huán)回路.

例1如圖1所示，關(guān)于自然界中硫的循環(huán)，下列說法不正確的是( ).

圖1

A.①和②中硫元素均被氧化

B.自然界中只能通過①形成酸雨

C.硫元素可以在無機(jī)物和有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化

D.減少SO2排放的方法之一是減少化石燃料的使用

分析看清楚元素轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中箭頭指向的物質(zhì)，判斷元素被氧化還是被還原.①和②中硫元素化合價(jià)均升高，因此均被氧化，選項(xiàng)A 說法正確；NO、NO2也能形成酸雨，選項(xiàng)B 說法錯(cuò)誤；根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知蛋白質(zhì)中的硫可轉(zhuǎn)化為SO2，選項(xiàng)C 說法正確；化石燃料燃燒可以產(chǎn)生SO2，選項(xiàng)D 說法正確.

2 自然界中氮元素的循環(huán)

氮元素在自然界中的循環(huán)，一方面是大氣中的氮元素經(jīng)微生物等作用被動(dòng)、植物所利用，另一方面通過雷電等的作用最終將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為硝酸降落到地面被植物吸收最終又在微生物的參與下返回大氣中，如此反復(fù)循環(huán).

例2自然界的氮循環(huán)如圖2所示，下列說法不正確的是( ).

圖2

A.氧元素參與了氮循環(huán)

B.②中合成氨屬于人工固氮

C.①和③中氮元素均被氧化

D.含氮有機(jī)物和含氮無機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化

分析轉(zhuǎn)化關(guān)系中氮?dú)馔ㄟ^雷電作用生成一氧化氮，可見氧元素參與了氮循環(huán)，選項(xiàng)A 說法正確；合成氨的反應(yīng)是氮?dú)夂蜌錃饣仙砂睔猓獜挠坞x態(tài)到化合態(tài)，屬于人工固氮，選項(xiàng)B說法正確；氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成一氧化氮，氮元素被氧化，細(xì)菌通過分解動(dòng)植物體內(nèi)的硝酸鹽釋放出N2，氮元素被還原，選項(xiàng)C說法錯(cuò)誤；含氮有機(jī)物和含氮無機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化，選項(xiàng)D 說法正確.

3 自然界中氧元素的循環(huán)

動(dòng)植物的呼吸作用及燃燒都需要消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳.但植物的光合作用卻能吸收二氧化碳，釋放氧氣，如此構(gòu)成了生物圈的氧循環(huán).

圖3

例3自然界的氧循環(huán)如圖3，下列說法不正確的是( ).

A.O2和O3是同素異形體

B.汽車尾氣中的NO 能破壞臭氧層

C.大氣中的O3具有漂白作用

D.植物的光合作用是消耗氧氣

分析O2和O3都是氧元素構(gòu)成的單質(zhì)，互為同素異形體，選項(xiàng)A 說法正確；汽車尾氣中的NO 能與O3反應(yīng)：O3→O2＋O，NO＋O3→NO2＋O2，NO2＋O→NO＋O2，破壞臭氧層，選項(xiàng)B說法正確；O3具有強(qiáng)氧化性，具有漂白作用，選項(xiàng)C 說法正確；植物的光合作用是釋放氧氣，選項(xiàng)D 說法錯(cuò)誤.

元素循環(huán)中存在單質(zhì)和化合物之間的轉(zhuǎn)化，同時(shí)也有氧化還原反應(yīng)，答題的根據(jù)是圖示物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系.