大学化学复习要点介绍.doc

第一章1972联合国在瑞典首都斯德哥尔摩召开了人类环境会议人类环境宣言1987发表我们共同的未来1992年6月在巴西里约召开联合国环境与发展大会，里约环境与发展宣言 21世纪议程环境化学：是在化学科学的传统理论和方法的基础上发展起来的是以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。第二节1. 环境污染物的概念环境污染物是指进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质。它是环境化学研究的对象。2.当前世界范围最关注的化学污染物主要是：持久性有机污染物 、 “三致”化学污染物 和 环境内分泌干扰物 。 3.环境效应：自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，称为环境效应。划分为环境物理效应，环境化学效应，环境生物效应。4.污染物的迁移：指污染物在环境中所发生的空间位移及其引起的富集、分散和消失的过程。污染物的转化：指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。5.优先污染物：世界各国都筛选一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制。我国：68种。挥发性氯代烃、苯系物、多环芳烃类、氯化物、亚硝酸类第二章1.大气层的结构：对流层：(1)气温随高度增加而降低 每上升100m，温度降低0.6 (2)空气具有强烈的对流运动。 强弱随地理位置和季节发生变化，低纬度、夏季较强；高纬度、冬季较弱。(3)气体密度大。 大气总质量的3/4。(4)天气现象复杂多变。平流层：(1)垂直对流运动很小，平流运动占主导(2)大气透明度高，很少出现天气现象(3)存在臭氧层（在高15-60km范围内，厚约20km）(4)温度随海拔增加而增加中间层：(1)气温随高度增加而迅速降低。(2)对流运动非常激烈。热层(1)气温随高度增高而普遍上升， 温度最高可升至1200。(2)空气处于高度电离状态逃逸层(外层大气)2.一次污染物直接从污染源排放的污染物质，CO,SO2,NO3.二次污染物由一次污染物经化学反应形成的污染物质,臭氧、硫酸盐颗粒物4.大气垂直递减率（ ）：随高度升高气温的降低率。 表达式：= -dT/dz 此式可表征大气的温度层结： 当0时，称为正常层或递减层； =0时，称为等温层； 0，即气温随高度增加而降低，但在一定情况下会出现反常现象，即气温随高度增加而增加，这种现象称为逆温。 5. 辐射逆温：是地面因强烈辐射而冷却降温所形成。形成条件：平静而晴朗的夜晚 过程（课本50）6.影响大气污染物迁移的因素：（1）空气的机械运动：风和湍流； l 风使污染物向下风向扩散 湍流使污染物向各风向扩散 l 对流使污染物垂直扩散 浓度梯度使污染物发生质量扩散 l 风和湍流是影响污染物迁移最直接、最本质的因素。 （2）天气形势和地理地势影响：逆温现象； 天气形势的影响：大范围气压分布状况。 下沉逆温l 世界上较大的污染事件大多是在逆温的天气形势下形成的。 l 地理形势的影响：不同地形地面的物理性质差异导致大气热状况在水平方向上分布不均，产生局地环流。 海陆风山谷风 城郊风。（3）污染源本身的特性；7.自由基定义： 由于共价键均裂而生成的带有未成对电子的碎片。 大气中常见的自由基如HO ，HO2，RO，RO2等。 自由基特点：(1) 起强氧化剂作用。(2) 链式反应的倾向8. 自由基反应可分为：单分子自由基反应、自由基-分子相互作用以及自由基-自由基相互作用三种类型。自由基链反应 链反应有三个历程：引发、增长、终止9.大气中存在的重要自由基有HO、HO2、R、RO、RO2等。HO 和HO2的来源： HO 的来源：清洁大气：O3的光解O3 + h O+ O2 O+ H2O 2HO 污染大气：HNO2 + hHO+ NO H2O2 + h 2 HO 其中HNO2的光解是污染大气中HO的重要来源。 HO2 的来源：大气中醛的光解尤其是甲醛的光解是HO2的主要来源 R 的来源 甲基：乙醛和丙酮的光解，生成大气中含量最多的甲基，同时生成两个羰基自由基. 烷基： O和HO与烃类发生H摘除反应生成烷基自由基。 RO 的来源：甲氧基：甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解产生甲氧基 RO2的来源：烷基与空气中的氧结合形成过氧烷基10.光化学烟雾特征：蓝色烟雾，强氧化性，具有强刺激性，使大气能见度降低，在白天生成傍晚消失，高峰在中午。1.NO和CH浓度在早晨交通繁忙时增大； 2.随着NO浓度的降低，NO2浓度逐渐升高； 3.随着太阳辐射的增强，O3、醛类等浓度达到最高；（1）白天生成，傍晚消失，高峰在中午 （2）NO2，O3和醛由光化学反应产生，属二次污染物 （3）直接原因-汽车尾气光化学烟雾形成反应是一个链反应，链的引发主要是NO2的光解。一次污染物：丙烯、NOx、二次污染物：O3、PAN、醛自由基的引发主要是由NO2和醛的光解引起，碳氢化合物的存在是自由基转化和增值的根本原因11. 内陆5.0，海洋4.7为酸雨。SO42- 、NO3-、Cl-、 NH4+、 Ca2+、 H+其中起主要作用的是SO42-，其次是NO3-和Cl-，我国的酸雨主要是硫酸型影响酸雨形成的因素：1.酸性污染物的排放2大气中的NH3 3.颗粒物的酸度及其缓冲能力4、天气形势的影响（ 重庆、贵阳为强酸性降雨区）12.温室效应： 由于人类能源消耗、森林破坏致使大气中CO2等温室气体浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的“温室效应”温室气体：CO2、CH4、CO、O3、CFC-11、CFC-12、13. 臭氧层破坏的原因和机理由于人类活动的影响，水蒸汽、氮氧化物、氟氯烃等污染物进入了平流层，在平流层形成了HOx,NOx,和ClOx等活性基团，从而加速了臭氧的消除过程，破坏了臭氧层的稳定状态。 NOx消除O3的催化循环反应：NO + O3 NO2 + O2NO2 + O NO + O2 总反应：O3 + O 2O2 HOx消除O3的催化循环反应：H + O3 HO + O2HO + O H + O2 总反应：O3 + O 2O2 HO + O3 HO2 + O2HO2 + O HO + O2 总反应：O3 + O 2O2 ClOx消除O3的催化循环反应：Cl + O3 ClO+ O2ClO + O Cl + O2 总反应：O3 + O 2O214. 大气颗粒物的消除： 通常有两种消除方式：干沉降和湿沉降颗粒物的粒径分布 总悬浮颗粒物：粒径多在100m以下，特别是10m以下的微粒。 飘尘：其粒径主要是小于10m的颗粒物。 降尘：在TSP中粒径大于10m的粒子。 可吸入粒子：Dp10m的粒子。大气颗粒物的三模态：Aitken（爱根）核模、 积聚模、 粗粒子模（Dp2m大气颗粒物中的PM2.5n 1、大气中PM2.5的来源 天然：土壤扬尘、海洋气溶胶； 人为：机动车辆尾气。n 2、影响大气中PM2.5含量的因素 （1）污染物排放；（2）气候条件n 3、PM2.5的危害 （1）重金属和有机污染物的载体；（2）危害人体健康；（3）降低大气能见度大气污染物主要通过呼吸道进入人体 第三章1.八大离子：K + Na+ Ca2+ Mg2+ HCO3- NO3- Cl- SO42-2.亨利定律：一种气体在液体中的溶解度正比于液体所接触的该种气体的分压。（计算溶解性和气体分压）3. 封闭体系，未考虑溶解性CO2与大气的交换，CT不变，其余各浓度变化。开放体系中， HCO3-、CO32-、CT 随 pH 而变化，H2CO3 * 保持与气相平衡的数值4.富营养化：指生物所需的氮磷等物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，鱼类及其他生物大量死亡的现象发生主要机理：1. 流域污染物排入湖泊是湖泊富营养化发生最关键的因素之一2. 富营养化湖泊中水化学平衡发生变化 3. 湖泊生态遭到严重破坏，生物群落发生明显变化 4. 湖泊内源营养物质的释放 5. 吸附作用大体可分为：表面吸附、离子交换吸附、专属吸附 专属吸附作用可以使离子化合物吸附在中性表面甚至同号电荷的表面上。离子交换吸附大部分胶体带负电荷，容易吸附阳离子，并放出等量的其它阳离子。属于物理化学吸附。表面吸附：由于胶体具有巨大的比表面和表面能，固液界面存在表面吸附。属于物理吸附6. 氧化还原电位E与pE的关系 7.水中主要氧化剂：O2、Fe(III)、Mn(IV)、 S(VI)等，水中主要还原剂：有机物，Fe(II)、Mn(II)、 S(-II) 等8.决定电位：某个单体系的含量比其他体系高得多，该单体系的电位几乎等于混合体系的pE，被视作决定电位一般天然水体溶解氧是“决定电位”，而有机污染物积累的厌氧体系中有机物是“决定电位”9.腐殖质的特征：结构：含大量苯环，还含大量羧基、醇基和酚基，随亲水性基团含量的不同，腐殖质的水溶性不同，并且具有高分子电解质的特性，表现为酸性腐殖质是一种光敏剂,有利于促进发生光氧化反应,使水中部分有机物经过光化学氧化反应而降解10.有机物在土壤中的吸着存在着两种机理：分配作用、吸附作用有机物生物降解存在两种代谢模式：生长代谢、共代谢第四章（名词解释）1. 我国土壤质地分类标准分为三组：砂土组、两合土组（壤土）、黏土。盐基饱和土壤： 土壤胶体吸附的阳离子全部是盐基阳离子时，这种土壤称为盐基饱和土壤。土壤盐基饱和度和交换性离子的有效性密切有关，盐基饱和度越大，养分有效性越高，因此盐基饱和度是土壤肥力的指标之一。2.根据土壤中H+存在的形式，土壤酸度分为两大类：（1）活性酸度（ activity acidity，或有效酸度）：土壤溶液中氢离子浓度的直接反映出来的酸度，通常用pH表示（通常描述土壤性质时表示作土壤pH值）。（2）潜性酸度（potential acidity） ：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。 潜性酸度 ：代换性酸度、水解性酸度 3.植物对重金属产生耐性的几种机制：1.植物根系的作用2.重金属与植物的细胞壁结合3.酶系统的作用4.形成重金属硫蛋白或植物络合素4.土壤中农药的迁移：主要方式是通过扩散和质体流动扩散是由于热能运动引起分子的不规则运动而使物质分子发生由高浓度向低浓度方向转移的过程质体流动是由水或土壤微粒或是两者共同作用所致。第五章1.物质通过生物膜的方式：膜孔滤过、被动扩散、被动异化扩散、主动运输、胞吞和胞饮2.污染物质在机体内的转运包括吸收、分布、排泄和蓄积。3.生物富集：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，使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。4.生物放大：同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生物富集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。5.生物积累：生物从周围环境和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。 6.酶催化作用的特点：1、催化专一性高2、酶催化效率高3、酶催化需要温和的外界条件7. 糖类的微生物降解：1）多糖类的微生物降解糖水解成单糖2）单糖酵解成丙酮酸3）丙酮酸的转化脂肪的微生物降解：脂肪水解成脂肪酸和甘油甘油的转化丙酮酸 -丙酮酸的转化 脂肪水解成脂肪酸和甘油脂肪酸的转化 无氧、有氧氧化蛋白质的微生物降解：1）蛋白质水解成氨基酸 2）氨基酸脱氨脱羧成脂肪酸 3）脂肪酸的转化 8.同化：绿色植物和微生物吸收硝态氮和铵态氮，组成机体中蛋白质、核酸等含氮有机物质的过程。氨化：生物残体中的有机氮化合物，经微生物分解成氨态氮的过程。硝化：氨在有氧条件下通过微生物作用,氧化成硝酸盐的过程9. 汞的生物甲基化途径：汞的甲基化方程式表达： CH3CoB12 + Hg2+ + H2O H2OCoB12+ + CH3Hg+ 10. 急性：半数有效剂量（ED50，半数有效浓度（EC50，半数致死剂量（LD50，半数致死浓度（ LC50 ，ED50或EC50, LD50或LC50数值越小，受试物质毒性越高 11. 毒物的联合作用：协同作用、相加作用、独立作用、拮抗作用12.持久性有机污染物(POPs )是指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性,并通过各种环境介质(大气、水、土壤等)能够长距离迁移并对人类健康和环境造成严重危害的天然或人工合成的有机化合物特性：（1）能在环境中持久地存在（2）能蓄积在食物链中对有较高营养等级的生物造成影响（3）能够经过长距离迁移到达偏远的极地地区（4）在相应环境浓度下会对接触该物质的生物造成有害或有毒效应13.表面活性剂：是分子中同时具有亲水性基团和疏水性基团的物质14.绿色化学：是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除使用或产生对人类健康和环境有害物质的科学计算题作业为主1、 计算碳酸各形态浓度首先根据碳酸化合态分布图(图3-1，P152)，明确碱度的主要贡献者; 碱度的贡献者：OH-；CO32-；HCO3-； OH-和H+根据pH值得出（该忽略的忽略）；然后根据碱度得出一个碳酸组分的方程式 然后，根据解离常数K1和K2得出碳酸组分的其他方程式； H2CO3* = HCO3- + H+ K1=4.4510-7 HCO3- = CO32-+ H+ K2=4.6910-11 根据各个方程式，计算出各碳酸组分含量；例1.某水体的 pH 为 10.00，总碱度为 1.0010-3mol/L 时，求H2CO3*、HCO3-、CO32-和OH-。 已知: H2CO3* = HCO3- + H+ K1=4.4510-7 HCO3- = CO32-+ H+ K2=4.6910-11 首先根据碳酸化合态分布图(图3-1，P152)，明确碱度的主要贡献者： pH=10时，溶液中的主要碳酸组分为HCO3-和CO32-， 总碱度=OH-+HCO3-+2CO32-H+， OH-=10-4 mol/L, H+=10-10 mol/L(忽略) HCO3-+2CO32-=总碱度-OH-=1.0010-3-1.0010-4 mol/L=910-4 mol/L根据解离常数K1和K2得出碳酸组分的其他方程式： K1=H+HCO3-/H2CO3*HCO3-/H2CO3*=K1/H+=4.4510-3 K2=H+CO32-/HCO3- CO32-/HCO3-=K2/H+=46.9(3)根据各个方程式，计算出各碳酸组分含量；2、计算溶液碱化/酸化需要多少酸/碱 若加强酸或强碱