环境化学复习内容文档格式.docx
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错
2.大气中存在量最多的烷基是甲基。
对
4.碳酸钙对酸雨有缓冲作用。
5.光化学烟雾是还原型烟雾。
6.酸性降水就是酸雨。
10.向某一含有碳酸的水体中加入重碳酸盐,水体的CO2酸度增加。
11.HO自由基最高浓度出现在热带。
12.硫酸烟雾是氧化型烟雾。
13.HNO3在大气中光解速度很慢。
14.pE越小,电子浓度越低,体系提供电子的倾向就越强。
15.生物体内污染物积累部位与毒性作用部位一致。
16.生物积累是指在同一食物链上的高营养级生物,通过吞食低营养级生物蓄积某种污染物质,使其在机体内的浓度随营养级数的提高而增大的现象。
19.天然水的pE值随水中溶解氧的减少而增大,随pH降低而降低。
三、选择题
1.联合国已将每年的_C_定为“世界水日”,提醒人们注意水资源的开发、管理和保护。
A4.22
B3.28
C3.22
D6.22
2.属于环境化学效应的是C
A热岛效应B温室效应C土壤的盐碱化D噪声
3.引起水俣病的环境污染物是(D)。
A铬B镉C二氧化硫D有机汞
4.(A)年,联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议,通过了《人类环境宣言》。
A1972B1992C1963D1978
5.臭氧层主要存在于(C平流层)层。
A高空对流层B中间层C平流层D对流层
6.由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到ABCD的影响。
A风B湍流C天气形式D地理地势
7.酸雨是指pH__C____的雨、雪或其它形式的降水。
A<
6.0
B<
7.0
C<
5.6
D<
5.0
8.辐射一定时间产生的__B____量可以衡量光化学烟雾的严重程度。
AO3
BNO2
C碳氢化合物
DSO2
9.大气逆温现象主要出现在_D_____。
A寒冷的夜间
B多云的冬季
C寒冷而晴朗的冬天
D寒冷而晴朗的夜间
10.大气中OH自由基的来源有ACD的光离解。
AO3BH2COCH2O2DHNO2
11.烷烃与大气中的OH自由基发生氢原子摘除反应,生成BC。
AROBR自由基CH2ODHO2
12.大气中还原态气体(如H2S)主要被__B____氧化。
AO2
BOH
CO3
D高价金属离子
13.根据Whittby的三模态模型,粒径小于_A____um的粒子称为爱根核模。
A0.05
B0.1
C1
D2
15.催化剂对SO2氧化有影响,下列四种物质中__C____的催化效果最好。
ANaCl
BCuSO4
CMnCl2
DMnSO4
16.气溶胶中粒径____D____um的颗粒,称为飘尘。
A>
10
5
C>
15
D<
10
19.组成水体酸度的物质有(B)。
ANH3BFeCl3CCaCO3DNaCl
20.引起伦敦烟雾事件病的环境污染物是(C)。
A铬B碳氢化合物C二氧化硫D氮氧化物
21.(B)年,在巴西的里约热内卢召开了联合国环境与发展大会。
A1972B1992C1963D1978
22.风、雨、雷、电等复杂的天气现象发生在(D)层。
A高空对流层B中间层C平流层D对流层
24.在封闭体系中,随着体系pH的变化,(D)始终保持不变。
A[H2CO3]B[HCO3-]C[CO32-]DCT
25.组成水体碱度的物质有(BD)。
ACO2BFeCl3CCaHCO3DNaCl
27.某一氧化还原体系的标准电极电位为0.771,其pEo为__C____。
A13.50B13.35C13.05D12.80
28.下列各种形态的汞化物,毒性最大的是__A____。
AHg(CH3)2BHgOCHgDHg2Cl2
29.影响水环境中颗粒物吸附作用的因素有BCD。
A溶解氧含量B颗粒物粒度C温度DpH
30.根据半数致死量,一般将化学物质的急性毒性分成(D)级。
A1级B2级C3级D4级
31.微生物利用水中溶解氧对有机物进行有氧降解,分解产物不可能存在(D)。
AH2OBCO2CNH3DNO3-
32.污染物联合作用的毒性等于其中各毒物成分单独作用毒性的总和,称为(D)。
A协同作用B拮抗作用C独立作用D相加作用
33.臭氧光解产生O原子,大气中(D)不断消耗O,导致臭氧层损耗。
ASO2BCO2CCH4DNO2
34.(A)模型较好地反映了浅水湖泊总磷含量的变化规律。
AOECD模型B合田健模型CS-P模型DDillon模型
35.大气污染物的迁移转化过程主要发生在(A对流层)中。
A对流层B中间层C平流层D电离层
36.有机物进入水体后,引起水体溶解氧变化,在氧垂曲线的分解区,将发生()的情况。
A耗氧和复氧速率相等B细菌个数增加C有机物厌氧分解D溶解氧含量上升
37.在一个封闭体系中加入强酸,该体系的总碳酸量(C)。
A增加B降低C不变
38.土壤有机质的来源有ABC。
A树脂B腐殖酸C腐黑物D矿物质
39.在土壤中,下列离子C的交换吸附能力最强。
ACa2+BNa+CFe3+DH+
40.生物富集是指生物通过(非吞食)方式,从周围环境蓄积某种元素或难降解的物质,使其在超过周围环境中浓度的现象。
41.LD50表示C
(A半数有效剂量;
B半数有效浓度;
C半数致死剂量;
D半数致死浓度)。
四、概念题
2.光化学烟雾:
含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,叫做光化学烟雾。
5.温室效应:
大气中的二氧化碳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,这种现象成为温室效应。
8.生物放大:
在同一食物链上的高营养级生物蓄积某种元素或难降解物质,使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。
11.决定电位:
若某个单体系的含量比其他体系高得多,则此时该单体系点位几乎等于混合复杂体系的pE,称之为决定点位。
13.土壤潜在酸度:
是由土壤胶体吸附的可代换性H+、Al3+离子造成的。
H+、Al3+致酸离子只有通过离子交换作用产生H+离子才显示酸性,因此称潜性酸度。
14.间接光解:
水体中存在的天然物质被阳光激发,又将激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。
五、思考题
1.大气中有哪些重要污染物?
答:
含硫化合物:
SO2、H2S、SO3、H2SO4、SO42-、CS2、COS、Me2S、Me2S2、HSMe、C2H5SH,其中最主要的是硫化氢、二氧化硫和硫酸盐。
氮氧化物:
N2O、NO、NO2、NH3、HNO2、HNO3、N2O3、N2O4、NO3、N2O5、NO3-
碳氧化物:
CO、CO2
碳氢化合物:
甲烷、非甲烷烃。
含卤素化合物。
2.大气中有哪些重要的自由基?
其来源如何?
重要自由基有:
HO、HO2、、R、RO、RO2、CH3O
HO来源:
对于清洁大气,O3的光解是清洁大气中HO的重要来源。
对于污染大气,HNO2,H2O2
的光解是重要来源。
HO2来源:
醛类尤其是甲醛的光解。
R、RO、RO2:
乙醛、丙酮的光解是主要来源。
CH3O的主要来源:
是甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解。
3.试分析酸雨的形成原因?
有哪些影响因素?
如何界定降水是否酸化?
如何控制酸雨?
影响因素:
酸性污染物的排放及其转化条件、大气中的氨、颗粒物酸度及其缓冲能力、天气形势的影响。
如何控制:
使用低硫燃料、改进燃烧装置、烟道气脱钙脱硫、控制汽车尾气排放;
从政策上鼓励低硫、惩治高含量硫排放。
4.什么是电子活度pE,以及pE和pH的区别。
pE只水溶液中电子活度的负对数。
5.简述土壤的缓冲作用,并举例说明其作用原理。
土壤溶液的缓冲作用:
土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其它有机酸及其盐类,构成很好的缓冲体系。
特别某些有机酸是两性物质,如:
蛋白质、氨基酸、胡敏酸等。
有机酸的缓冲作用:
NH2NH3Cl
R-CH+HClR-CH
COOHCOOH
R-CH+NaOHR-CH+H2O
COOHCOONa
土壤胶体的缓冲作用:
土壤胶体中存在有代换性阳离子
土壤胶体|-M++HCl→土壤胶体|-H++MCl(缓冲酸)
土壤胶体|-H++MCl→土壤胶体|-M++HCl(缓冲碱)
土壤胶体的数量和盐基代换量越大,土壤的缓冲能力越强;
代换量相当时,盐基饱和度越高,土壤对酸的缓冲能力越大;
反之,盐基饱和度减小,土壤对碱的缓冲能力增加。
铝离子对碱的缓冲作用:
酸性土壤中单独存在的Al3+也起缓冲作用
10.简述影响大气中污染物迁移的主要因素。
空气的机械运动,如风、湍流;
污染源本身的特性;
天气形势及地理地势,如辐射逆温、海陆风、城郊风、山谷风。
11.阐述大气中NO转化为NO2的途径。
①NO被诸多氧化性物质氧化成NO2,如NO+O3——NO2+O2
②R.与空气中O2结合生成RO2,将NO氧化成NO2.
12.简述大气中重要的碳氢化合物,发生的重要光化学反应,以及对形成自由基的贡献。
13.简述烃类化合物在光化学烟雾形成过程中的重要作用。
14.简述大气中SO2的氧化途径。
15.简述确定酸雨pH界限的依据以及影响酸雨形成的因素。
16.简述臭氧层破坏的原因和机理。
17.简述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。
21.影响水体中胶体微粒聚沉的因素有哪些?
22.什么是决定电位?
水体中起决定电位作用的物质是什么?
六、计算题
1.从碳酸的解离常数K1及K2推导碳酸三种形态的分布系数α。
(1)封闭体系(溶解性CO2与大气没有交换)中存在下列平衡
CO2+H2O
H2CO3*pK0=1.46
H2CO3*
HCO3-+H+pK1=6.35
HCO3-
CO32-+H+pK2=10.33
其中K1=[HCO3-][H+]/[H2CO3*],K2=[CO32-][H+]/[HCO3-]
用α0、α1和α2分别表示三种碳酸化合态在总量中所占比例,得下面表达式
α0=[H2CO3*]/{[H2CO3*]+[HCO3-]+[CO32-]}
α1=[HCO3-]/{[H2CO3*]+[HCO3-]+[CO32-]}
α2=[CO32-]/{[H2CO3*]+[HCO3-]+[CO32-]}
把K1、K2的表达式代入以上三式,得
α0=(1+K1/[H+]+K1K2/[H+]2)-1
α1=(1+[H+]/K1+K2/[H+])-1
α2=(1+[H+]2/K1K2+[H+]/K2)-1
2.含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH为8.0,计算水中剩余镉离子浓度。
[Ksp(CdS=7.9X10-27)]
3.一个有毒化合物排入pH=8.4,T=25º
C水体中,90%的有毒物质被悬浮物所吸着,已知其Ka=0,Kb=4.9X10-7L/(d·
mol),Kh=1.6d-1,计算化合物的水解速率常数。
4.已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下:
Fe3++H2O
Fe(OH)2++H+lgK1=-2.16
Fe3++2H2O
Fe(OH)2++2H+lgK2=-6.74
Fe(OH)3(s)
Fe3++3OH-lgKso=-38
Fe3++4H2O
Fe(OH)4-+4H+lgK4=-23
2Fe3++2H2O
Fe2(OH)24++2H+lgK=-2.91
请用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系。
5.在一个pH为6.5,碱度为1.6×
10-3mol/L的水体中,
(1)需要加入多少mmol/L的碳酸钠才能使水体的pH上升到8.0?
(2)若用NaHO进行碱化,需要加入多少NaOH?
解:
pH=6.5,碱度=1.6×
10-3mol/L;
总碱度=CT(α1+2α2)+Kω/[H+]-[H+]=CT/α+Kω/[H+]-[H+]
1.6×
10-3=CT/1.71+10-14/10-6.5-10-6.5CT=2.74×
10-3mol/L
用强碱碱化至pH=8.0,CT不变,总碱度=2.74×
10-3/1.018+10-6-10-8=2.69×
10-3
ΔANaOH=2.69×
10-3–1.6×
10-3=1.09×
用Na2CO3碱化至pH=8.0,设加入Na2CO3量为xmol/L,该过程中,CT→CT+x
总碱度=1.6×
10-3+2x=(CT+x)/1.018,xNa2CO3=1.07×
6.有两个不同的水体系,体系1中[Cu2+]=10-5mol/L,[Cu+]=10-4mol/L,体系2中[Fe3+]=10-3mol/L,[Fe2+]=10-1mol/L。
(1)分别求出二体系的pE?
(2)若二体系等体积混合,求出混合体系的pE,并说明哪一体系的电位为决定电位?
Cu体系
;
Fe体系
等体积混合,
Fe体系的电位是决定电位。
7.具有2.00×
10-3mol/L碱度的水,pH为7.0,计算[HCO3]、[HCO3-]、[CO3-2]和[HO-]的浓度?
该条件下,[HCO3-]=碱度=2.00×
10-3mol/L
在pH=7.00时,[H+]=[HO-]=1.00×
10-7mol/L
根据;
K1=
=4.45×
10-7、[H+]和[HCO3-]浓度,求出[H2CO3]=4.49×
10-4mol/L
据K2=
=4.68×
10-11、[H+]、[HCO3-]浓度,求出[CO32-]=9.38×
10-7mol/L
6.水A的pH为7.5,其碱度为6.38mmol/L,水B的pH为9.0,其碱度为0.80mmol/L,等体积混合水A和水B,计算混合后水体的pH?
水A:
碱度=6.38mmol/L=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]-[H+]=[HCO3-]
[CO32-]=K2[HCO3-]/[H+]=4.69×
10-11×
6.38/10-7.5=9.46×
10-3mmol/L
[H2CO3*]=[H+][HCO3-]/K1=10-7.5×
6.38/(4.45×
10-7)=0.453mmol/L
[OH-]=10-6.5=3.16×
水B:
碱度=0.80mmol/L=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]-[H+]=[HCO3-]+2[CO32-]+10-5
[HCO3-]/10-9,[CO32-]=0.04mmol/L,[HCO3-]=0.76mmol/L,
[OH-]=10-5=0.01mmol/L,[H2CO3*]=0002mmol/L舍去)
水B+A:
B中的CO32-、OH-与A中的H2CO3反应生成HCO3-,
∴混合体系中[H2CO3*]=(0.453-0.04-0.01)/2=0.201mmol/L
[HCO3-]=(6.38+0.04×
2+0.01+0.76)/2=3.61mmol/L
8.根据Langmuir方程描述吸附作用,假设溶液平衡浓度为3.00×
10-3mol/L,溶液中每克悬浮物吸附溶质0.50×
10-3mol/L,当平衡浓度降至1.00×
10-3mol/L时,每克吸附剂吸附溶质0.25×
10-3mol/L,计算每克吸附剂可以吸附溶质的限量?
G=G0×
c/(A+c)
G0=1.00×
10-3A=3.00×
10-3(mol·
L-1g-1)
9.从湖水中取深层水的pH为7.0,含溶解氧浓度为0.32mg/L,计算pE和Eh值。
1/4O2+H++e→1/2H2OpE0=20.75
根据亨利定律:
[O2]=KH·
PO2=1.26×
10-8·
PO2=0.32mg/L×
10-3÷
32g/mol
∴PO2=793.65Pa,pE=pE0+lg[PO2]1/4[H+]
pE=20.75+1/4lg[793.65÷
(1.013×
105)]=13.22,由于pE=(1/0.059)E
∴E=0.059pE=0.059×
13.22=0.78(V)
10.某有毒化合物排入pH为8.4,温度为25℃的水体中,90%的有毒物质被水体悬浮物吸附,已知,酸性水解速率常数KA=0,碱催化水解速率常数KB=.9×
10-7L/(mold),中性水解速率常数Kh=1.6d-1,计算该化合物的水解速率常数?
Kh=KN+αwKA[H+]+αwKB[OH-]=1.6+0.1(0×
10-8.4+4.9×
10-7×
10-5.6)=1.6d-1
11.在试验水中牡蛎从水体吸收DDT的速率常数为69.09h-1,牡蛎消除DDT的速率常数为4.606×
10-3h-1,设水体中DDT浓度为0.01mg/L并保持恒定。
求:
(1)BCF;
(2)牡蛎体内DDT的最大浓度;
(3)牡蛎体内DDT浓度达到最大浓度的90%所需时间。
12:
(某有机物分子量M=192,溶解在含有悬浮颗粒物水体中,若悬浮物中85%为细颗粒,有机C含量为5%,其余粗颗粒有机C含量为1%,已知该有机物在水中溶解度为0.05mg/L,求kp。
lgKow=5.00-0.670lg(0.05×
103/192)=5.39
∴kow=2.46×
105
koc=0.63×
2.46×
105=1.55×
105
Kp=1.55×
105[0.2(1-0.85)(0.01)+0.85×
0.05]
=6.63×
103
第二章
二、几种逆温
逆温时气层稳定性强,对大气的垂直运动的发展起着阻碍作用。
根据逆温形成的过程不同,可分为两种:
自由大气的逆温和近地面层的逆温
辐射逆温产生的特点是①地面因强烈辐射而冷却降温所形成的。
②这种逆温层多发生在距地面100-150m高度内。
③最有利于辐射逆温发展的条件是平静而晴朗的夜晚。
④有云和有风都能减弱逆温。
⑤风速超过2-3m/s,逆温就不易性形成。
逆温的三种主要类型
类型
发生条件
出现的地区
辐射逆温
晴朗无云的夜间.
中高纬度
平流逆温
暖空气水平移动到冷的地面或气层上而成。
而成。
中纬度沿海地区
地形逆温
由于坡地散热快,冷空气循山坡下沉到谷底,谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升。
盆地和谷底
3、湍流逆温(高空逆温)
Ø
低层空气湍流混合而上层空气未混合情况下发生的高空逆温。
在下部湍流层,气团上升过程中,温度按干绝热递减
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