地球上氮气占78%,为什么人类却只能吸收到氧气而生存?

作者&投稿:武章 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

氧气的化学性质比氮气活泼很多,生物利用氧气作为呼吸气体时效率更高,也更容易实现。

  在地球大气中,氮气的体积含量为78%,氧气为21%,其他气体只占1%,地球上的生物基本都选择了氧气作为呼吸气体,而不是氮气,比如植物在白天可以进行光合作用,同时植物会消耗氧气进行呼吸作用,只有少数的厌氧菌不需要氧气生存。

  其中的原因,与氧气和氮气的化学性质有关,我们先来看两者的基本性质:

  

  氧气(O2):无色无味,熔点-218.4℃,沸点-182℃,微溶于水,化学性质活泼,能与绝大部分元素发生氧化反应,几乎能与所有的有机化合物反应。

  氮气(N2):无色无味,熔点-210℃,沸点-195.8℃,难溶于水,化学性质非常稳定,常温常压下只能与极少数活泼物质反应,比如与活泼金属锂生成氮化锂(Li3N)。

  氮气分子拥有三个化学键,并且键能很大,而氧气分子只有两个化学键,键能相对小,所以氮气分子比氧气分子稳定很多。

  

  生物的呼吸作用,本质上就是利用了气体的化学反应,如果使用氮气作为呼吸气体,那么对储能物质的要求非常高;相反使用氧气作为呼吸气体时,能够利用的储能物质更多,也更容易实现呼吸作用,这样能大大提高生物体的化学能量利用率。

  

  如果从地球生物进化历程来看,地球生物起源于海洋,氧气在水中的溶解度更高,氮气在水中的溶解度非常差,即便还有二氧化碳、氨气等可供生物选择,但是氧气在各方面的化学性质是最容易利用的,所以人类祖先还在海洋中时,就把氧气作为了呼吸气体。



因为氧气很容易跟碳元素发生化学反应,而人类主要是由碳组成的,所以人类只能依靠氧气生存,而氮气虽然所占含量多,但是具有惰性。

因为人体的生命必须要有氧气才能维持各项生命活动,因此氧气是非常至关重要的

因为人类无法固定氮气,即使氮气进入人体也没有什么作用,无法变成化合物

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为什么二氧化碳浓度10%人就会死,氮气浓度达78%人也能生存?
答:和氮气都是无毒气体,但为什么二氧化碳更致命?首先要明白高浓度二氧化碳对人体的致死原理:CO2是人体代谢的重要产物,可以通过肺泡进行气体交换,且极易溶于血浆当中。而人体内主要是形成碳酸钠与碳酸氢钠的缓冲溶液起到调节血液pH的作用,吸入的二氧化碳可以通过转换成碳酸氢盐与红细胞中的血红蛋白结合,构成...

为什么人需要空气?
答:由于地球有了大气,人类和各种生物才能呼吸。地球大气中氮气(N2)比重最大,约占78%,它是植物生长不可缺少的肥料来源;其次是氧气(O2)约占 21%,人类和一切生物只有依赖它才能进行呼吸,它也是燃烧的要素;占第三位的是氩气(Ar),另外还有极少量的二氧化碳、氖、氦、甲烷、二氧化氮、氢等,它们...

因为空气氮气占78%,而氮气的物理性质是无色刺激性气味,为什么我们在...
答:刺激性气味的气体的分子都是极性分子,刺激人的味觉神经;而氮气是惰性气体,分子呈隋性,不会刺激人的味觉神经,所以生活中感觉不到氮气的味道。

人体吸入空气中占比78%的氮气,而呼出的气体中氮气只占75%,为什么?
答:空气中的氧气只占1/5,吸口气只有1/5的是氧气,其他是非氧气。说人吸入氧气,那是氧气能在人体内进行血液循环,与血红蛋白结合,释放二氧化碳。所以呼出的氮气也跟着在人体内转换为残渣的元素。这就是氮气的百分比会变少的原因。

地球大气的氮气占比78%,氧气仅有21%,氮气是氧气的3.7倍
答:大气层的存在可以有效保护地球表面的环境免受宇宙辐射的巨大影响,而地球大气的组成对于生命的演化起到了重要的作用。可能在一些朋友看来,地球表面的动物包括人类,呼吸都需要氧气,认为地球大气中,氧气的含量是最高的。可事实上,在地球大气的组成中,氧气仅占到21%,更多的还是氮气,占到了78%,含量是...

人类开始观测以来,空气中氧气的含量基本上是没有变化的。()
答:人类开始观测以来,空气中氧气的含量基本上是没有变化的。(正确)空气中氧气一般占21%,氮气占78%,虽历经沧海桑田,斗转星移,但其比例基本保持恒定。其原因主要有以下几点:首先,整个大气系统的量非常大,而人类的数量虽然增加很多,但我们知道吸入的空气含氧量为21%呼出气中的氧含量也有16%左右,因此...

地球大气中为什么氮气和氧气特别多
答:人类生活在大气底层,可以说没有大气就没有生命、没有人类。现在地球大气中,氮气占整个大气容积的78.09%,氧气占20.95%,其他所有的气体加起来仅占0.96%。这种大气组成成分给地球上的生物创造了一个很理想的环境。为什么地球大气中的氮气和氧气特别多呢?据科学家研究,地球现在以氮、氧为主的大气...

为什么在地球46亿年中,氮气始终含量最高?
答:人每时每刻都要呼吸,呼吸是生命得以存在的基础。不过人类赖以生存的氧气并不是地球上含量最高的气体,地球上含量最高的气体是氮气。在地球的大气之中,氮气的含量占到了78%,而氧气的含量排名第二,约为21%。我们经常会提到的温室气体二氧化碳其实在大气中的占比并不高,二氧化碳和氩气等气体加在一...

氮气的相对原子质量比空气小 为什么却飘在我们周围而不是往上飘?
答:因为自然界的物质变化趋势,一个是向能量降低的方向发展,如水往低处流;一个是向混乱度增大的方向发展,比如盐溶于水。氮气和氧气分子由于热运动,会向着混乱度增大的方向,也就是相互混合均匀的方向发展,所以氮气的相对原子质量比空气小,却飘在我们周围而不是往上飘。这就是“熵增”原理。

为什么人吸入氮气,然后呼出时氮气会变少?
答:\r\n氮气的化学性质不活泼,常温下很难跟其他物质发生反应,所以常被用来制作防腐剂。但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化,用来制取对人类有用的新物质。\r\n氮气在常况下是一种无色无味的气体,占空气体积分数约78%(氧气约21%),1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气。氮气是难液化...