地球化学期末考试复习资料（A卷）.doc

地球化学期末考试复习资料（A卷）地球化学期末考试复习资料（A卷）本复习资料部分题目答案不完整，自己补充。计算题仅供参考，需另行复习。一、 名词解释（20分）：1、 元素地球化学亲和性（p56）：在自然体系中元素形成阳离子的能力和所显示的有选择地与某种阴离子结合的特征，称为元素的地球化学亲和性。2、 戈尔德施密特元素地球化学分类：（p83）亲石元素（lithophile ）：离子的最外层具有8个电子，与氧亲和力强，易溶于硅酸盐熔体，主要集中在岩石圈。亲铜元素（chalcophile ）：离子的最外层具有18个电子，与硫的亲和力强，易熔于硫化铁熔体，主要集中在硫化物-氧化物过度圈。亲铁元素（siderophile ）：离子的最外层具有8-18个电子过度型结构，易熔于铁，主要集中在铁-镍核。亲气元素（atmophile ）：原子最外层具有8个电子，具有挥发性或倾向形成易挥发的化合物，主要集中在大气圈。此外，戈氏还划分出“亲生物元素”， 主要集中在生物圈。3、相律(戈尔德施密特相律) （p145）相律是反映体系内自由度与组分数和相数间关系的数学表达式。戈尔德施密特相律：F2， K，F是自由度，F是自由度。（吉布斯相律 F=K-+2；F是自由度，指在一定范围内自由变化而不改变体系平衡的热力学参数的数目；K是独立组分数；是相数，相指体系内部有一定化学成分、与其他想之间存在物理化学界面的物质组分。）4、微量元素（p182）通常将自然体系中含量低于0.1%的元素称为微量元素。微量元素以低浓度（活度）为主要特征（相对含量单位常为10-6和10-9）；它们往往不能形成自己的独立矿物，而被容纳在由其他组分所形成的矿物固溶体、熔体或流体相中。5、镧系收缩（p192）REE的原子容积显示出逐渐和稳定地随原子序数增大而减小的趋势。这种原子容积的减小在化学上称之为“镧系收缩”。二、 简答题（28分）1、什么是元素克拉克值？（4分）试从找矿和地质环境对人类健康影响两个方面讨论元素克拉克值的地球化学意义（6分）。答：元素在地壳中的丰度（平均含量）叫元素克拉克值。元素克拉克值的地球化学意义：元素克拉克值可用于判断元素在地壳中富集成矿的能力。元素在矿床中的最低可采品位与克拉克值的比值，称为其浓度系数。浓集系数低的较容易富集成矿（但也不是绝对的，有的元素集中能力强）。现代人体的化学成分是人类长期在自然环境中吸收交换元素并不断进化、遗传、变异的结果。人体中某种元素的含量与地壳元素标准丰度曲线发生偏离，就表明环境中该种元素对人体健康产生了不良影响。环境的任何异常变化，都会不同程度地影响到人体的正常生理功能。如地方病，它是指具有严格的地方性区域特点的一类疾病。2、 元素在固相中的存在形式。（6分）（p86）答：独立矿物类质同象（结构混入物）超显微非结构混入物（超显微包裹体）吸附与有机质结合其他3、 目前已知大约有3000多种矿物，为什么常见的只有30多种？（6分）答：有些组合在化学上是不可能的；元素的相对丰度不容许更多。（PPT答案是英文：Some combinations are chemically impossible；Relative abundances of elements dont allow more）4、 地质体中常见哪些有机质？（6分）（p304）答：氨基酸脂类碳水化合物色素及其衍生物木质素腐殖酸与干酪酸。三、 计算题。（30分）计算题仅供参考，需另行复习。1、 关于溶液平衡。饱和指数I，溶度积 (K)。如IAP = KSP，SI = 0，那么说明该水体与相应的矿物饱和。如IAP KSP，SI KSP，SI 0，那么该水体对于这个矿物来说是过饱和的。 例：一个地下水的成分是： 5x10-2 mol L-1 Ca2+ ，7x10-3 mol L-1 SO42-。请问该地下水与无水石膏矿物是否饱和？（忽略活度系数） 通过查阅热力学数据，我们获得：Df GCa2+ = -553.6 kJ mol-1 Df GSO42- = -744.0 kJ mol-1 Df GCaSO4(s) = -1321.8 kJ mol-1 因此：DrG = -553.6 + (-744.0) - (-1321.8) = 24.2 kJ mol-1 KSP = 10-4.24 mol2 L-2IAP = (5x10-2)(7x10-3) = 3.5x10-4 = 10-3.45 mol2 L-2因此，SI 0（0.2）， IAP KSP，说明该溶液是过饱和的，应该有石膏矿的沉淀.2、 关于相图。pe-pH 相图 例如对于反应：Fe(OH)3(s) + 3H+ + e- Fe2+ + 3H2O(l)，求Fe(OH)3/Fe2+ 界限DGr = DGfFe2+ + 3DGfH2O - DGfFe(OH)3 = (-90.0) + 3(-237.1) - (-696.5)= -104.8 kJ mol-1假定 SFe a Fe2+ m Fe2+ =10-6 m ol L-1，Eh-pH 相图：则需要利用能施特等式 3、关于K-Ar定年根据放射性同位素衰变定律，在钾、钙、氩的封闭体系中，可用下式表达： 40Ar + 40Ca = 40K (et - 1) 其中40Ar占总衰变量为e/，因此有： 40Ar = (e / ) 40K (et - 1) 式中：t是由40K衰变成40Ar所积累的时间，氩同位素广泛存在于空气和各种岩石矿物中，为了把由40K衰