环境化学期中考试试卷_09环科

1、华侨大学环境化学期中考试试卷系别 化工学院 09环境科学 考试日期 年 月 日姓名 学号 成绩 一、填空题（共24分）1、（2分）POPs 指具有 性、 性和 性，在环境中 ，能在大气环境中长距离迁移甚至到极地，并能沉降回地表，对人类健康和环境造成严重危害的有机污染物质。2、（2分）大气中SO2的控制浓度为150g/m3，相当于_ppm（0和1.013105Pa下计）。3、（2分）对于垂直方向上不稳定的大气，其垂直递减率（）和干绝热直减率（d）的关系是_。发生逆温现象时 （是否）有利于污染物的扩散。4、（3分）清洁大气中HO自由基的来源为 的光离解。烷烃与大气中的HO自由基发生 反应，生成 。

2、5、（2分）酸雨是指pH _的雨、雪或其它形式的降水，我国酸性降水中的关键性离子组分有_、_和_。6、（4分）到达地球表面的太阳辐射最短波长为290nm，则1mol该波长的光量子能量为 J/mol。大气中SO2分子在吸收该波长光量子后， （能否）引起分子中S-O键断裂。（普朗克常数为6.62610-34Js；S-O键的键能为5.64105 J/mol）7、（3分）大气颗粒物的消除方式通有两种，分别为 、 ，前者存在的两种机制分别为 、 ；后者存在的两种机制分别为 、 。8、（2分）已知氮气在干空气中含量为78%。查表得25 时水蒸气分压P(H2O)= 0.03167105 Pa，KH(N2)=

3、 6.410-9 mol/(LPa)，则氮气在1.0130105 Pa、25饱和水中的溶解度为 mg/L。9、（4分）胶体的等电点（ZPC）的含义为 。土壤的活性酸度是指 ，而潜性酸度是指 。二、简答题（共60分）1、（6分）说明环境污染物迁移、转化的概念及举例。2、（8分）简述光化学反应的概念及一般过程。并说明为什么红外光一般不能引起光化学反应？3、（10分）列表给出伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。4、（8分）平流层臭氧消耗的一般机理是怎样的？5、（8分）天然水体碳酸平衡在开放体系与封闭体系中有什么异同点？6、（6分）在一个视作封闭体系的25水样中，加入少量下列物质时总碱度如何变化：(1)

4、HCl ；(2)NaOH；(3)CO2； (4)Na2CO3； (5)NaHCO3； (6)Na2SO47、（8分）什么是土壤的阳离子交换性能，这种性能有什么环境作用？8、（6分）土壤中重金属的存在形态分哪几种？它们对重金属在土植物体中迁移的有何影响？三、计算题（共16分）1. （8分）为了减轻温室效应，有关专家提出可用人工方法多量繁殖海洋藻类，以通过其光合作用来摄取大气中CO2。如果在光照条件下生物固碳的速率是10gC/(m2d)，那么要将1985年全年释入大气的CO2(4979106t/a)从大气中全部除去，需要培育多少以受光面积计的高效能藻类? 2、（8分）总碱度为2.0010-3mol

5、 H+ /L的25水样，其pH=7.00，试计算水样中CO2 (aq)、HCO3- 、 CO32-的浓度值。（已知25时H2CO3的一级和二级电离常数分别为K1=4.4510-7和K2=4.6910-11）华侨大学环境化学期中考试试卷答案一、填空题（共22分）1、（2分）POPs 指具有半挥发性、 生物蓄积 性和 高毒 性，在环境中 长期存留 ，能在大气环境中长距离迁移甚至到极地，并能沉降回地表，对人类健康和环境造成严重危害的有机污染物质。2、（3分）大气中SO2的控制浓度为150g/m3，相当于_0.0525ppm（0和1.013105Pa下计）。3、（2分）对于垂直方向上不稳定的大气，其垂

6、直递减率（）和干绝热直减率（d）的关系是 d 。发生逆温现象时 否 （是否）有利于污染物的扩散。4、（3分）清洁大气中HO自由基的来源为 O3 的光离解。烷烃与大气中的HO自由基发生氢原子摘除反应，生成 烷基自由基和水 。5、（2分）酸雨是指pH 5.6的雨、雪或其它形式的降水，我国酸性降水中的关键性离子组分有SO42-、Ca2+ 和 NH4+。6、（4分）到达地球表面的太阳辐射最短波长为290nm，则1mol该波长的光量子能量为4.12105 J/mol。大气中SO2分子在吸收该波长光量子后， 否（能否）引起分子中S-O键断裂。（普朗克常数为6.62610-34Js；S-O键的键能为5.64

7、105 J/mol）7、（3分）大气颗粒物的消除方式通有两种，分别为 干沉降 、 湿沉降 ，前者存在的两种机制分别为 重力沉降 、 碰撞沉降 ；后者存在的两种机制分别为 雨除 、 冲刷 。6、（2分）已知氮气在干空气中含量为78%。查表得25 时水蒸气分压P(H2O)= 0.03167105 Pa，KH(N2)= 6.410-9 mol/(LPa)，则氮气在1.0130105 Pa、25饱和水中的溶解度为 13.72 mg/L。9、（4分）胶体的等电点（ZPC）的含义为 胶体物质表现出两性(既能解离出OH，也能解离出H+)，当其解离出阴阳离子的数量相等时，胶体所处溶液的pH值 。土壤的活性酸度

8、是指土壤溶液中游离H+表现出的酸度。而潜性酸度是指 土壤胶体所吸附的可代换性H+、Al3+通过离子交换作用进入溶液使土壤溶液中增加的H+浓度而表现的酸度。二、简答题（共60分）1、（6分）说明环境污染物迁移、转化的概念及举例。污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程为污染物的迁移。污染物的转化是指污染物在环境中通过物理、化学或生物作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。例如：大气中，污染物通过扩散和被气流搬运而迁移，通过光化学氧化或催化氧化反应而转化。（可举其他例子）2、（8分）简述光化学反应的概念及一般过程，并说明为什么红外光一般不能引起光化学反应？光化学反应：分子

9、、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应。 一般有如下过程:（1）引发反应：A + h A* A为基态； A*为A的激发态；h为光量子(能量)。随后，A*可能发生如下后续反应：（2）发生荧光或磷光，回到基态A：A*A + h（3）碰撞失活，回到A：A*+ MA + M*（1分）（4）解离成新物质：A*B1+B2+（5）与其它分子反应，生成新物质：A*+CD1+D2+红外光一般不能引起光化学反应：通常化学键的键能大于167.4kJ/mol（相应波长715nm），红外光波长大于760nm，光子的能量远低于化学键能，因而不能引起光化学反应。3、（10分）列表给出伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。

10、伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别见下表（每小点2分，基本答对意思即可得分）伦敦烟雾洛杉矶光化学烟雾根源燃煤燃油，主要汽车尾气污染物一次：SO2，颗粒物，二次：SO3 ，硫酸(盐)气溶胶一次:CH，NOx，CO二次: NO2,O3,自由基,PAN,醛等化学性质、色还原型，黄（灰甚至黑）色氧化型，浅蓝或白色气象条件及季节低温，高湿，弱日光；冬季易发生高温，低湿，强日光；夏秋易发生日发生时间昼夜连续白天4、（8分）平流层臭氧消耗的一般机理是怎样的？导致臭氧层破坏的催化反应过程：假定可催化O3分解的物质为Y，它可使O3转变成O2，而Y本身不变Y + O3YO + O2YO + OY + O2总反应 ：

11、 O3+ O 2O2 其中O 也是O3光解的产物。 已知的Y有: NOx (NO、NO2)、HOx (H、HO、HO2)、ClOx (Cl、ClO)，活性物种或催化活性物种。 5、（8分）天然水体碳酸平衡在开放体系与封闭体系中有什么异同点？在天然条件下，开放体系是实际存在的，而封闭体系是计算短时间内溶液组成的一种方法，即把其看作是开放体系趋于平衡过程的一个微小阶段，是相对稳定的，便于计算。在封闭体系中，H2CO3* 、 HCO3-和CO32-等随pH值变化而改变，总的CT 不变。在开放体系中，HCO3- 、CO32-和CT 均随pH值变化而改变，但H2CO3* 总保持与大气相平衡。相同点：但两

12、种体系的形态分布图的交界点是一致的，如pH=6.35，H2CO3* =HCO3-；pH=10.33时，HCO3- =CO32-。6、（6分）在一个视作封闭体系的25水样中，加入少量下列物质时碱度如何变化：(1)HCl ；(2)NaOH；(3)CO2； (4)Na2CO3； (5)NaHCO3； (6)Na2SO4答：碱度=HCO3-+2CO32-+OH-H+所以，加:（1）HCl时，碱度降低；（2）加NaOH时，碱度增加；（3）加CO2时，碱度不变；（4）加Na2CO3时，碱度增加；（5）加NaHCO3时，碱度增加；（6）加Na2SO4时碱度不变。（每小题1分）7、（6分）什么是土壤的阳离子交

13、换性能，这种性能有什么环境作用？土壤的阳离子交换性能是指土壤胶体吸附的阳离子，可与土壤溶液中的阳离子进行交换。环境作用：直接或通过影响土壤溶液的酸碱度而影响阳离子（如一些金属离子）的迁移转化性能，土壤溶液中的溶解态阳离子易于迁移至地下水或易被植物吸收，土壤颗粒吸附阳离子则使阳离子的迁移转化性能减弱。影响土壤对不同阳离子的吸附量，从而改变土壤的性质和结构。对土壤环境的改变具有重大意义。8、（6分）土壤中重金属的存在形态分哪几种？它们对重金属在土植物体中迁移的有何影响？答：土壤中重金属的存在形态分：水溶态、交换态或吸附交换态、碳酸盐态、铁锰氧化物结合态、有机结合态及硫化物态、残渣/留态，这几种形态

14、按前述顺序使重金属从土壤到植物体中迁移迁移能力和活性(毒性)降低。三、计算题（共16分）1. （8分）为了减轻温室效应，有关专家提出可用人工方法多量繁殖海洋藻类，以通过其光合作用来摄取大气中CO2。如果在光照条件下生物固碳的速率是10gC/(m2d)，那么要将1985年全年释入大气的CO2(4979106t/a)从大气中全部除去，需要培育多少以受光面积计的高效能藻类? 解： 10gC/(m2d) =10 （44/12）gCO2/(m2d) = 36.67 g CO2/(m2d) = 1.34 10-2 t CO2/(m2a) （4分）故所需面积A = (4979106t/a)/(1.34 10-2t/(m2a) = 3.72 1011m2=3.72 105km2 （4分）2、（8分）总碱度为2.0010-3mol H+ /L的25水样，其pH=7.00，试计算水样中CO2 (aq)、HCO3- 、 CO32-的浓度值。（已知25时H2CO3的一级和二级电离常数分别为K1=4.4510-7和K2=4.6910-11）解：pH=7.00时，碱度2.0010-3mol/L全由HCO3-贡献， 即 HCO3-=2.0010-3mol/L （1）由公式K1=HCO3- H+