环境化学课后题Word文件下载.docx
- 文档编号:14983241
- 上传时间:2022-10-26
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:252.15KB
环境化学课后题Word文件下载.docx
《环境化学课后题Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《环境化学课后题Word文件下载.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
R+O2→RO2
NO+RO2→NO2+RO
③上一步生成的RO可进一步与O2反应,O2从RO中靠近O的次甲基中摘除一个H,生成HO2和相应的醛:
RO+O2→R’CHO+HO2
HO2+NO→HO+NO2
④HO和RO也可与NO直接反应生成亚硝酸或亚硝酸酯:
HO+NO→HNO2
RO+NO→RONO
而HNO2和RONO都极易光解产生NO2。
10、大气中有哪些重要的碳氢化合物?
它们可发生哪些重要的光化学反应?
①甲烷
②石油烃
③?
(这个字电脑上找不着)类:
④芳香烃:
11、碳氢化合物参与的光化学反应对各种自由基的形成有什么贡献?
12、说明光化学烟雾现象,解释污染物与产物的日变化曲线,并说明光化学烟雾产物的性质与特征。
含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气,在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物,这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾。
由污染物与产物的日变化曲线可以看出,烃和NO的最大值发生在早晨交通繁忙时刻,这时NO2浓度很低。
随着太阳辐射的增强,NO2、O3的浓度迅速增大,中午时已达到较高浓度,它们的峰值通常比NO峰值晚出现4~5h。
由此可以推断NO2、O3和醛是在阳光照射下由大气光化学反应而产生的,属于二次污染物。
早晨由汽车排放出来的尾气是产生这些光化学反应的直接原因。
傍晚交通繁忙时刻,虽然仍有较多汽车尾气排放,但由于日光已较弱,不足以引起光化学反应,因而不能产生光化学烟雾现象。
用光化学烟雾形成的机制解释图中各条曲线。
清晨,大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他污染源排放到大气中,由于夜间NO被氧化的结果,大气中已存在少量的NO2。
在日出时,NO2光解生成O,随之发生一系列次级反应。
所产生的HO开始氧化碳氢化合物,进而与空气中的O2作用而生成HO2、RO2和RC(O)O2等自由基。
它们有效地将NO氧化为NO2,于是NO2浓度上升,碳氢化合物与NO浓度下降。
当二氧化氮浓度达到一定值时,O3开始积累。
又由于自由基与NO2所发生的终止反应使NO2增长受到限制,当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时,NO2浓度达到极大。
此时O3仍不断地增加着。
当NO2浓度下降到一定程度时,其光解而产生的O量不断减少,于是就会减少O3生成速度。
当O3的增加与其消耗达到平衡时,O3浓度达到最大。
下午,因日光减弱,NO2光解受到限制,于是反应趋于缓慢,产物浓度相继下降。
光化学烟雾是高浓度氧化剂的混合物,也称为氧化烟雾。
光化学烟雾的特征是:
烟雾呈蓝色,具有强氧化性,能使橡胶开裂,刺激人的眼睛,伤害植物的叶子,并使大气能见度降低。
其刺激物浓度的高峰在中午和午后,污染区域往往在污染源的下风向几十到几百公里处。
13、说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。
(回答得较简单)
在光化学反应中,自有基反应占很重要的地位,自由基的引发反应主要是由NO2和醛光解而引起的。
而碳氢化合物的存在是自由基转化和增值的根本原因。
14、何谓有机物的反应活性?
如何将有机物按反应活性分类?
有机物反应活性表示某有机物通过反应生成产物的能力。
可以用有机化合物与HO之间的反应速度常数来反映碳氢化合物的反应活性。
15、简述大气中SO2氧化的几种途径。
(1)SO2的气相氧化:
①SO2的直接光氧化:
低层大气中SO2吸收紫外光后形成激发态的SO2分子,直接氧化成SO3;
②SO2被自由基氧化;
③SO2被氧原子氧化。
(2)SO2的液相氧化:
SO2被水吸收后,①被O3、H2O2氧化:
②金属离子对SO2液相氧化具有催化作用。
16、论述SO2液相氧化的重要性,并对各种催化氧化过程进行比较。
大气中存在着少量的水和颗粒物。
SO2可溶于大气中的水,也可被大气中的颗粒物所吸附,并溶解在颗粒物表面所吸附的水中。
在水中,SO2被氧化而生成硫酸,从而形成酸雨或硫酸烟雾。
硫酸与大气中的NH4+等阳离子结合生成硫酸盐气溶胶。
当pH低于4或5时,H2O2是使S(Ⅳ)氧化为硫酸盐的重要途径。
pH≈5或更大时,O3的氧化作用比H2O2快10倍。
而在高pH下,Fe和Mn的催化氧化作用可能是主要的。
在所研究的浓度范围内,HNO2(NO2-)和NO2在所有pH条件下对S(Ⅳ)的氧化作用都不重要。
17、说明酸雨形成的原因。
大气中的SO2和NOx经氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亚硝酸,这是造成降水pH降低的主要原因。
(回答得较简单,不知是否全面)
18、确定酸雨pH界限的依据是什么?
在未被污染的大气中,可溶于水且含量比较大的酸性气体是CO2,如果只把CO2作为影响天然降水pH的因素,根据CO2的全球大气浓度330mL/m3与纯水的平衡:
CO2(g)+H2OCO2·
H2O
CO2·
H2OH++HCO3-
HCO3-H++CO32-
式中:
KH——CO2水合平衡常数,即亨利系数;
K1,K2——分别为二元酸CO2·
H2O的一级和二级电离常数。
它们的表达式为:
各组分在溶液中的浓度为:
[CO2·
H2O]=KH
按电中性原理有:
[H+]=[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-]
将[H+]、[HCO3-]和[CO32-]代入上式,得:
[H+]3-(Kw+KHK1)[H+]-2KHK1=0
——CO2在大气中的分压;
Kw——水的离子积。
在一定温度下,Kw、KH、K1、K2、都有固定值,并可测得。
将这些已知数值代入上式,计算结果得pH=5.6。
多年来国际上一直将此值看作未受污染的大气水pH的背景值。
把pH为5.6作为判断酸雨的界限。
PH小于5.6的降雨称为酸雨。
19、论述影响酸雨形成的因素。
(1)酸性污染物的排放及其转化条件:
降水酸度的时空分布与大气中SO2和降水中SO42-浓度时空分布存在着一定的相关性。
即某地SO2污染严重,降水中SO42-浓度就高,降水的pH就低。
(2)大气中的氨:
降水pH决定于硫酸、硝酸与NH3以及碱性尘粒的相互关系。
NH3是大气中唯一的常见气态碱。
由于它易溶于水,能与酸性气溶胶或雨水中的酸起中和作用,从而降低了雨水的酸度。
在大气中,NH3与硫酸气溶胶形成中性的硫酸铵或硫酸氢铵。
SO2也可由于与NH3反应而减少,从而避免了进一步转化成硫酸。
有人提出,酸雨严重的地区正是酸性气体排放量大并且大气中NH3含量少的地区。
(3)颗粒物酸度及其缓冲能力:
颗粒物对酸雨的形成有两方面的作用:
一是所含的金属可催化SO2氧化成硫酸;
二是对酸起中和作用。
如果颗粒物本身是酸性的,就不能起中和作用。
研究结果表明,无酸雨地区颗粒物的pH和缓冲能力均高于酸雨地区。
(4)天气形势的影响:
如果气象条件和地形有利于污染物的扩散,则大气中污染物浓度降低,酸雨就减弱,反之则加重。
20、什么是大气颗粒物的三模态?
如何识别各种粒子模?
Whitby等人依据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模,并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿。
按这个模型,可将大气颗粒物表示成三种模结构:
即爱根核模(<
0.05m)、积聚模(0.05m<
<
2m)和粗粒子模(>
2m)。
爱根核模主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒物,以及气体分子通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物。
由于它们的粒径小,数量多,表面积大而很不稳定,易于相互碰撞凝结成大粒子而转入积聚模。
也可在大气湍流扩散过程中狠快被其他物质或地面吸收而去除。
积聚模主要由核模凝聚或通过热蒸汽冷凝再凝聚而长大。
这些颗粒物多位二次污染物,其中硫酸盐占80%以上。
它们在大气中不易由扩散或碰撞而去除。
以上两种模的颗粒物合称为细粒子。
粗粒子模的粒子称为粗粒子,它们多由机械过程所产生的扬尘、液滴蒸发、海盐溅沫、火山爆发和风沙等一次颗粒物所构成,因而它们的组成与地面土壤十分相近,这些粒子主要靠干沉降和湿沉降过程而去除。
从各种模粒子的形成过程可看出,细粒子和粗粒子之间一般不会相互转化。
21、说明大气颗粒物的化学组成以及污染物对大气颗粒物组成的影响。
(内容太多,很麻烦)
22、大气颗粒物中多环芳烃的种类、存在状态以及危害性如何?
多环芳烃(PAH)是由若干个苯环彼此稠合在一起或是若干个苯环和戊二烯稠合在一起的化合物。
它们的蒸汽压由分子中环的多少决定,环多的蒸汽压低,环少的蒸汽压高。
因而环少的易于以气态形式存在,环多的则在固相颗粒物中。
大气颗粒物中含量较多,并已证实有较强致癌性的PAH为苯并(a)笓(BaP),其他活化致癌的PAH有苯并(a)蒽、苯并(e)笓、茚并(1,2,3-cd)荜等。
PAH大多出现在城市大气中,其中代表性的致癌PAH含量大约为20g/m3,有些特殊的大气和废气中含量更高。
大气中的PAH是由存在于燃料或植物中较高级的烷烃在高温下分解而形成的。
这些高级烃可裂解为较小的不稳定的分子和残渣,它们再进一步反应便可生成PAH。
PAH几乎只在固相中出现。
PAH能同大气中的臭氧、氮氧化物等相互作用而形成二次污染物,甚至有些多环芳烃本身既不致癌,又不致突变,但在可引起光化学烟雾形成的条件下,生成了致癌、致突变化合物。
23、何谓温室效应和温室气体?
CO2如温室的玻璃一样,它允许来自太阳的可见光射到地面,也能阻止地面重新辐射出来的红外光返回外空间。
因此,CO2起着单向过滤器的作用。
大气中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光,把能量截留于大气之中,从而使大气温度升高,这种现象称为温室效应。
能够引起温室效应的气体,称为温室气体。
24、说明臭氧层破坏的原因和机理。
臭氧层破坏的原因:
人类活动范围扩大到平流层,超音速飞机向平流层中排放出水蒸气、氮氧化物等污染物;
制冷剂、喷雾剂等惰性物质的广泛应用,会使这些物质长时间地滞留在对流层中,在一定条件下,会进入平流层从而破坏臭氧层。
臭氧层破坏的机理:
臭氧层的消耗过程,其一为光解,主要是吸收波长为210nm<
290nm的紫外光的光解:
另一个消耗过程是:
正常情况下,臭氧的损耗和生成过程同时存在,处于动态平衡,臭氧浓度保持恒定。
然而,由于水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等污染物进入平流层,它们能加速臭氧损耗过程,破坏臭氧层的稳定状态。
这些污染物在加速O3损耗过程中起催化作用。
将直接参加破坏O3的物种称为活性物种或催化活性物种,已知的这类物种有:
NOx(NO、NO2)、HOx(H、HO、HO2)、ClOx(Cl、ClO)。
超音速飞机排放的NO是平流层中NOx的人为来源,它破坏臭氧层的机理为:
总反应
平流层中的HOx主要是由H2O、CH4或H2与O反应而生成的:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 环境 化学 课后