1、環境化學（A）一.填空（每空1分）1.環境問題是在 工業化 過程中產生的，具體原因包括污染物 排放 和過度開發 資源 ；2.可持續發展的戰略思想是經濟、社會和環境保護 協調 發展，其核心思想是：經濟發展不能超過資源和環境的 承載力 ；3在大氣對流層中污染物易隨空氣發生 垂直 對流運動，在平流層中污染物易隨地球自轉發生 水平 運動；4.逆溫層不利于污染物的 傳輸 。5.當3.01105 J/mol故可引起NO鍵斷裂。2、設大氣壓力為1.0130105Pa（25），空氣中水蒸氣的分壓為0.03167105Pa（25），氧溶于水的亨利常數為1.26108,計算氧氣在水中的溶解度。（10分）解：PO2

2、=(1.01325-0.03167)1050.21 =0.2056105(pa) O2(aq)=KHPO2=1.261050.205610-8 =2.610-4(mol/l) O2(aq)= 2.610-4321000 =8.32(mg/l)3、 具有2.0010-3mol/L堿度的水，pH為7.0, 請計算H2CO3*、HCO3-、CO32-的濃度各是多少？已知下表數據：pH 0 1 27.00 0.1834 0.8162 3.82810-4解:當pH = 7.00時,CO3-的濃度與 HCO3-的濃度相比可以忽略,查表pH = 7.00時, = 1.224,則HCO3- = 堿度 = 2.

3、0010-3mol/l/l。H+ = OH- = 10-7 mol/l。HCO3 = H+HCO3-/K1 = 1.0010-72.0010-3/(4.5510-7) = 4.4910-4mol/l。CO3- = K2HCO3-/H+ = 4.6910-112.0010-3/(1.0010-7) = 9.3810-7 mol/l。4、在厭氧消化池中，和pH值7.0的水接觸的氣體含65的CH4和35的CO2，已知 , pE0=2.87，請計算pE和Eh（10分）解pE=pE0+1/n lg(反應物/生成物) =2.87+lgPCO20.125H+/PCH40.125=2.87+lg 0.350.

4、12510-7/0.650.125=2.87+lg 0.87710-7/0.948=2.87+lg 0.9257=4.16Eh=0.059pE=-4.160.059=0.2465、一個有毒化合物排入至pH8.4，T25的水體中，90的有毒化合物被懸浮物所吸著，已知酸性水解速率常數Ka=0，堿性水解速率常數Kb=4.910-7L/(d.mol), 中性水解速率常數Kn=1.6d1.請計算化合物的水解速率常數。（5分）解：Kh =Kn+w(KaH+ KbOH-) =1.6+0.1（0+4.910-710-5.6）=1.6d-16、用Langmuir方程描述懸浮物對溶質的吸附作用，假設溶液平衡濃度為

5、3.010-3mol/L，溶液中每克懸浮固體吸附溶質為0.510-3mol/L，當平衡濃度降至1.010-3mol/L時，每克吸附劑吸附溶質為0.2510-3mol/L，問每克吸附劑可以吸附溶質的吸附限量是多少？（5分） 解：G=0.510-3= （1）0.2510-3= （2）2=2A+6.010-3=3.0（A+1.010-3）2A+6.010-3=3.0A+3.010-3A=3.010-3G0=1.010-3（mol/Lg）1. 在一個pH為7.0，總堿度為1.6mmol/L的水體中，如加入碳酸鈉使其堿化，問需加多少mmol/L的碳酸鈉才能使水體pH上升至8.0？如用NaOH強堿進行堿化

6、，又需加多少堿？（pH=7.0時，0=0.1834，1=0.8162，2=3.82810-4，=1.224；pH=8.0時，0=0.02188，1=0.9736，2=4.56610-3，=1.018）（本小題10分）解：總堿度KW/ H+ + CT(1 + 22) - H+CT總堿度 + H+ - OH-令當pH在59范圍內、堿度10-3mol/L時, H+、OH-項可以忽略不計,得到簡化式：CT堿度當pH7.0時，10.8162，23.82810-4，則1.224，CT 堿度1.9584mmol/L若加入碳酸鈉將水的pH升至8.0，此時CT值與堿度值均有變化。設加入的碳酸鈉量為CO32-，則

7、有CT + CO32-堿度 + 2CO32-解得，CO32-1.9248 mmol/L若加入氫氧化鈉將水的pH升至8.0，其CT值并不變化，可得：堿度增加值就是應加入的氫氧化鈉強堿量：OH-1.92481.60.3248 mmol/L2.含鎘廢水通入H2S達到飽和并調pH值為8.0，請計算水中剩余鎘離子濃度（已知CdS的溶度積為7.910-27，H2S離解常數K1=8.910-8，K2=1.310-15，飽和水溶液中）。（本小題7分）解：H2SH+HS- Ka1=H+HS-/H2S HS-= Ka1H2S/H+HS-H+S2- Ka2=H+S2-/HS-=H+2S2-/ Ka1H2SS2-=

8、Ka1* Ka2H2S/H+2=8.910-81.310-150.1/(10-8)2=1.15710-7mol/lCdSCd2+S2- Ksp= Cd2+S2-Cd2+= Ksp/S2-=7.910-27/1.15710-7=6.810-20 mol/l3一個有毒化合物排入至pH8.4，T25的水體中，90的有毒化合物被懸浮物所吸著，已知酸性水解速率常數Ka=0，堿性水解速率常數Kb=4.910-7L/(d.mol), 中性水解速率常數Kn=1.6d1.請計算化合物的水解速率常數。（6分）解：已知 Ka = 0, H+ = 10-8.4 Kn = 1.6 Kb = 4.910-7Kh = Ka

9、H+ + Kn + KbKw/H+ = 0 + 1.6 + 4.910-710-5.6 = 1.6 (d-1)T1/2=0.693/Kh=0.693/1.6=0.43d2011環境化學專業考研測試題及答案1、 名詞解釋1氣溫垂直遞減率：氣溫隨高度的變化通常以氣溫垂直遞減率()表示，即每垂直升高100m，氣溫的變化值： =-d/dzT絕對溫度，K；Z高度。2光化學反應：光化學反應:一個原子、分子、自由基或離子吸收一個光子所引發的反應，稱為光化學反應。3吸附等溫線：在恒溫等條件下，吸附量Q與吸附物平衡濃度c的關系曲線稱為吸附等溫線，其相應的數學方程式稱為吸附等溫式。適用于水體顆粒物對污染物的吸附等

10、溫式有Henry型、弗萊特利希(Freundlich)和朗格繆爾(Langmuir)三種等溫式。4鹽基飽和度：鹽基飽和度（）交換性鹽基總量/陽離子交換量X1005生物放大：同一食物鏈上的高營養級生物，通過吞噬低營養級生物蓄積某種元素或難降解物質，使其在機體內的濃度隨營養級數提高而增大的現象6天然水的堿度：指水中能與強酸發生中和作用的全部物質，亦即能接受質子H+的物質總量。7Kow：辛醇-水分配系數，既化學物質在辛醇中濃度和在水中濃度的比例。8標化分配系數：表示有機毒物在沉積物（或土壤）與水之間的分配系數，以有機碳為基礎。Koc=Kp/Xoc。二、回答下列問題1過氧自由基HO2?的主要來源有哪些

11、？HO2?的主要來源是大氣中甲醛(HCHO)的光分解：HCHO+hH?+HC?OH?+O2HO2?HC?O+O2CO+HO2?2簡述大氣污染物的匯的機制重力沉降，與植物、建筑物或地面(土壤)相碰撞而被捕獲(被表面吸附或吸收)的過程，統稱為干沉降。大氣中的物質通過降水而落到地面的過程稱為濕沉降。污染物在大氣中通過化學反應生成其他氣體或粒子而使原污染物在大氣中消失的過程，稱為化學去除3簡述環境污染物的三致作用。致突變作用；致癌作用；致畸作用。4簡述土壤的緩沖性能及其原理。答：定義：土壤緩沖性能是指土壤具有緩和其酸堿度發生激烈變化的能力，它可以保持土壤反應的相對穩定，為植物生長和土壤生物的活動創造比

12、較穩定的生活環境。溶液的緩沖作用：無機酸（碳酸等）+有機酸（腐殖酸、其他）酸酸和堿膠體的緩沖作用：對酸的緩沖作用：膠體-M+HCl膠體-H+MCl,對堿的緩沖作用：膠體-H+MOH膠體-M+H2O, Al離子對堿的緩沖作用：pH5.55水中有機污染程度的指標是什么？并分別加以說明。答：水體中有機污染物的種類繁多、組成復雜，現代分析技術難以分別測定它們的含量。因此，只能利用它們共同的特點，用一些指標間接反映水體中有機物的污染程度。常見的指標有：溶解氧、生化需氧量、化學需氧量、總有機碳和總需氧量。6簡要回答河流中的泥沙對重金屬的遷移轉化的影響，并舉例加以說明。答：（1）河流泥沙中主要有蒙脫石、高嶺

13、石、伊利石等，其中粒徑小于50m的占82%；研究表明，泥沙的粒徑越小，比表面越大，吸附重金屬的量也越大；當重金屬濃度不變時，隨著河流泥沙量增大，對重金屬的吸附量增大；河流泥沙對重金屬離子的吸附符合弗萊特利希等溫線；（2）泥沙對重金屬離子的吸附量隨pH的升高而增大；河水pH8.3左右，重金屬離子在此條件下有不同程度的水解、沉淀、配合和被懸浮物吸附，控制了河水中可溶性重金屬離子的濃度；（3）泥沙中有機質含量隨季節而變化，懸浮物中有機質大于沉積物中有機質的含量，泥沙中重金屬的吸附量與有機質的含量呈正相關；重金屬在河水、懸浮物、沉積物中的分配比是：懸浮物大于沉積物，而沉積物和懸浮物遠遠大于河水中重金屬

14、含量。由此可見，河流中泥沙對重金屬的遷移轉化有很大的影響。四、分析論述題1某市一家鉛鋅冶煉廠的含鉛廢水經化學處理后排入水體中，排污口水中鉛的含量為0.30.4mg/L，而在下流500m處水中鉛的含量只有34g/L，試分析其原因？(1)含鉛廢水的稀釋、擴散；（2）水體中膠體物質對重金屬的吸附作用：無機膠體：次生黏土礦物；鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物；有機膠體：蛋白質、腐殖質。(3）氧化還原轉化：各價態之間的相互轉化；（4）溶解和沉淀反應：（5）配合反應:無機配體：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-,有機配體:氨基酸、糖、腐殖酸生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA、農藥等6）生物甲基

15、化作用.（7）生物富集作用3下圖是C3H6、NO、空氣(O2、N2)混合物經紫外線照射后的時間成分關系圖。從圖中可知，隨NO和C3H6等初始反應物的氧化消耗，NO2和醛量增加；當NO耗盡時，NO2出現最大值。此后，隨著NO2的消耗(濃度下降)，O3和其他氧化劑如過氧乙酰硝酸酯(PAN)產生了。試利用大氣環境化學原理分析可能發生的環境現象，并闡述其機制。答：光化學煙霧：汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等一次污染物在陽光中紫外線照射下發生光化學反應生成一些氧化性很強的O3、醛類、PAN、HNO3等二次污染物。人們把參與光化學反應過程的一次污染物和二次污染物的混合物

16、(其中有氣體和顆粒物)所形成的煙霧，稱為光化學煙霧。可以認為上述反應是大大簡化了的光化學煙霧形成的基本反應。1986年Seinfeld用12個化學反應概括了光化學煙霧形成的整個過程：引發反應：NO2+hNO+OO+O2+MO3+MNO+O3NO2+O2鏈傳遞反應：RH+?OHRO2?+H2ORCHO+?OHRC(O)O2?+H2ORCHO+hRO2?+HO2?+COHO2?+NONO2+?OHRO2?+NONO2+RCHO+HO2?RC(O)O2?+NONO2+RO2?+CO2終止反應：?OH+NO2HNO3RC(O)O2?+NO2RC(O)O2NO2RC(O)O2NO2RC(O)O2?+NO

17、2一 填空題(每空0.6分,共30分)15 向某一含碳酸的水體加入重碳酸鹽，總酸度_增加_、無機酸度_減少_、CO2酸度_不變_、總堿度_增加_、酚酞堿度_不變_和苛性堿度_減少_。16 硝化細菌為_化能自養型_型細菌，嚴格要求_高水平的_氧；反硝化的重要條件是_氧分壓較低，為兼_氧。17 水環境中污染物的光解過程可分為_直接光解_ 、 _敏化光解 、 _氧化反應_ 三類。18 光子能量公式為_E=hc/_ ，通常波長大于_700_nm的光就不能引起光化學離解，此時對應的化學鍵能是_167.4_KJ/mol。(h = 6.626*10-34J.s/光量子, c = 2.9979*1010cm/

18、s)19 土壤堿化度為_ Na+離子飽和度，其產生過程為 _交換性陽離子的水解作用_ 作用 。20 受氫體包括_分子氧_ 、 _有機物轉化的中間產物_ 、 _某些無機含氧化合物_ 。21 有機磷農藥的降解途徑一般有_吸附催化水解_、_生物降解_、_光降解_。22 我國酸雨的關鍵性離子組分為_ SO42-，Ca2+，NH4+_。23 毒作用的生物化學機制包括_酶活性的抑制_ 、 _致突變作用_ 、 _致癌作用_ 、 _致畸作用_。24 有毒有機物的生物轉化反應的主要類型有_氧化_ 、 _還原_ 、 _水解_ 、_結合_。25 大氣顆粒物的去除過程可分為_干沉降_ 、 _濕沉降_。26 含碳化合物

19、的厭氧分解過程中，在_產酸_細菌的作用下，生成_有機酸、醇等_中間產物，然后在_產氫菌、產乙酸菌及產甲烷細菌_細菌的作用下，生成_乙酸、甲酸、氫氣和二氧化碳及甲烷_。27 鹽基飽和度為100%的土壤，其潛性酸度為_0_。28 丙酮酸在有氧條件下，通過_輔酶A _輔酶，轉化為_乙酰輔酶A _，然后與_草酰乙酸_反應生成_檸檬酸_，進入_三羧酸_循環過程。16 物質通過生物膜的方式有_膜孔過濾_ 、 _被動擴散 、 _被動易化擴散_ 、 _主動轉運_ 、_胞吞或胞飲_。17導致臭氧層耗損的典型物質有 NOx，HOx，ClOx，CFCs 。二 名詞解釋(每題2分,共18分)專屬吸附：專屬吸附現象是用

20、來解釋吸附過程中表面電荷改變符號，甚至使離子化合物吸附在同號電荷表面的現象，它是指在吸附過程中，除了化學鍵的作用，尚有加強的憎水鍵和范德華力或氫鍵在起作用。共代謝：某些有機污染物不能作為微生物的唯一碳源與能源，必須有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源時，該有機物才能被降解，這種現象稱為共代謝。b氧化途徑：飽和脂肪酸與輔酶A結合，形成脂酰輔酶A，羧基的位上的碳原子經歷脫氫-加羥-羰基化等氧化過程，然后與輔酶A結合，形成乙酰輔酶A和少兩個碳原子的脂酰輔酶A的過程.大氣顆粒物的三模態：依據空氣動力學直徑Dp來分，愛根（Aitken）核模（Dp0.05m）、積聚模（ 0.05m Dp2m）DLVO理

21、論：DLVO理論把范得華吸引力和擴散層排斥力考慮為僅有的作用因素，它適用于沒有化學專屬吸附作用的電解質溶液中，而且假設顆粒的粒度均等、球體形狀的理想狀態。這種顆粒在溶液中進行熱運動，其平均功能為3KT/2，兩顆粒在相互作用接近時產生幾種作用力，即多分子范得華力、靜電排斥力和水化膜阻力。總的綜合作用位能為：VT=VR+VA 式中：VA由范得華力所產生的位能； VR由靜電排斥力所產生的位能；生物濃縮系數(BCF)： BCF = Cb/CeCb：某種元素或難降解物質在機體中的濃度;Ce：某種元素或難降解物質在機體周圍環境中的濃度。 電子活度：pE是平衡狀態(假想)的電子活度，它衡量溶液接收或遷移電子

22、的相對趨勢，在還原性很強的溶液中，其趨勢是給出電子。pE越小，電子的濃度越高，體系提供電子的傾向就越強； pE越大，電子的濃度越低，體系接受電子的傾向就越強； 積累穩定常數：絡合反應中，逐級反應的穩定常數的乘積，表示所包括的逐級反應加和后的效果。 光量子產率：化學物種吸收光量子后，進行光化學反應的光子占吸收總光子數之比，稱為光量子產率F；F = 生成或破壞給定物種的摩爾數/體系吸收光子的摩爾數。四 簡答題(每題4分,共16分)1 大氣中丙烯與HO、O3的反應特征過程。（將加成、抽氫、二元自由基等特征表示出即可得滿分） 2 簡述汞的微生物轉化過程中輔酶的作用。微生物參與汞形態轉化的主要途徑是汞的

23、甲基化作用。輔酶為甲基鈷氨素，此輔酶把負甲基離子傳遞給汞離子形成甲基汞，本身變為水合鈷氨素，后者由于其中的鈷被輔酶FADH2還原，并失去水而轉變為五個氮配位的一價鈷氨素，最后，輔酶甲基四葉氫酸將正甲基離子轉于五配位鈷氨素，并從其一價鈷上取得二個電子，以負甲基離子與之絡合，完成甲基鈷氨素的再生，使汞的甲基化能夠順利進行。3 舉例說明有些氣體在水中的實際溶解量可以遠高于亨利定律計算結果的原因。舉溶解后發生離解反應的氣體，如CO2、SO2。這些氣體在液相中的分子形態可以和氣相分壓之間遵守亨利定律；但液相中的分子形態可以離解成離子形態，并建立平衡，增加了氣體在水中的溶解量。4 簡述光化學煙霧產生的條件

24、、機理和過程條件：有引起光化學反應的紫外線；有烴類特別是烯烴的存在；有NOx參加；大氣濕度低；強的陽光照射。機理和過程： A. 污染空氣中NO2的光解是光化學煙霧形成 的起始反應。 B. 碳氫化合物、HO 、O等自由基和O3氧化，導致醛、酮醇、酸等產物以及重要的中間產物RO2 、HO2 、 RCO等自由基生成。 C. 過氧自由基引起NO向NO2轉化，并導致O3和PAN等生成。在光化學污染區，烴和NO的最大值發生在早晨交通繁忙時刻，這時NO2的濃度很低；隨著太陽輻射的增強，NO2的濃度增大，在十點左右達到最大；此后，O3和醛類的濃度迅速增大，中午已達到較高濃度，它們的峰值通常比NO峰值晚出4-5h。六 綜合題(每題7分,共14分) 1 討論水體顆粒的分配、吸附、絮凝作用的特征與區別。分配作用：水溶液中，土壤有機質對有機化合物的溶解作用，而且在溶質的整