环境化学复习题

1、环境化学辅导2012年4月 到6月第一章1以下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2 环境化学的研究内容包括（ ABD ） A污染物在环境中的存在形态； B污染物在环境中的迁移转归； C污染物的控制技术； D污染物的生态效应3污染物在环境中的最重要的迁移方式是（ B ）A. 机械迁移； B.物理-化学迁移； C.生物迁移； D.多介质迁移转化4污染物在环境中所发生的空间位移及其所有引起 富集 、分散和消失的过程称为污染物的迁移。5环境化学的研究对象是 环境污染物/化学污染物 。P126污染物在环境中迁移的方式有三种，其中 物理-化学迁移

2、是最重要的迁移形式 。7环境化学研究的核心内容是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。P58有机污染物可通过生物体的吸收、代谢、生长、死亡等过程实现迁移。对于某些污染物可通过食物链传递产生 放大积累作用 ，这是生物迁移的一种重要表现形式。P149污染物在环境中的迁移、转化和 归趋 以及它们对生态系统的效应是环境化学的重要研究领域。P1610造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占 _C_。A. 50-60%; B. 30-40% ; C. 80-90%; D.90-100%;11 化学污染物的环境效应与危害包括（ ABCDEFG ）A. 毒性; B. 腐蚀; C.

3、 氧化反应性 ; D. 耗氧性; E. 富营养化; F. 破坏生态平衡; G. 三致效应.12. 环境问题：由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件，就叫环境问题。13. 环境污染：是指由于自然或人为的（生产和生活）的原因往原先处于正常状态的环境中附加了物质、能量或生物体，其数量和强度超过了环境的自净能力，使环境质量变差，并对人们的健康或环境中某些有价值的物质产生有害影响者。 P214. 环境化学：是一门研究有害物质在环境介质中的存在形态、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。P4 15 化学污染物：是指由人类活动产

4、生的与天然环境化学组分共存和相互作用又可能产生不良生态效应或健康效应的化学物质。P1116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。 P1317.广义的环境化学和狭义的环境化学之间的区别与联系是什么？答：环境化学是一门研究有害物质在环境介质中的存在形态、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个重要分支。广义：还包括用化学方法、原理和技术来分析、监测和治理控制环境污染：分为：环境分析化学和环境监测、环境污染化学、污染控制化学、化学物质的生态效应（近年）四个方面。18.环境化学的

5、研究对象及特点？P4,P5答：环境化学的研究对象并非环境中的所有化学现象，而是被确认为污染物质的那些化学物质在环境中的变化规律，实质是由污染物及环境背景共同构成的综合体系。 环境化学的研究特点：多组分、多介质和多变的复杂开放体系 化学污染物质的浓度偏低 (ppm， ppb,ppt) 从微观的原子、分子水平来阐明宏观的环境问题，从深层的机制去理解和解决问题。综合性强，涉及方方面面的学科领域应用性强，涉及的是与人类生存发展息息相关的问题。19.请举例说明各个环境单元中主要的化学污染物？答：水体有害金属（如Cd ， Cr ， Cu ， Hg ， Pb,Zn ） 有害阴离子（ CN-,F-,Cl-,B

6、r-,S2-,SO42-等） 营养物质（ NH4+,NO2-,NO3-,PO43-等 有机物（酚、醛、农药、表面活性剂、多氯联苯、脂肪酸，有机卤化物等） 放射性物质（ 3H ， 32P ， 90Sr ， 131I ， 144Ce ， 232Th,238U） 大气 SO2 ， NOx ， CO ， Pb化物,悬浮物等 土壤农药、重金属20 当前，我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关有哪些？P10答：当前，我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有机污染为主的水质污染；以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。P10 国际动向2

7、1 判断题： 环境问题就是环境污染；？第二章1以下关于海陆风空气流向说法正确的是（ A C ）A白天，冷空气由海洋吹向近地面的陆地，形成海风；B白天，热空气由海洋吹向近地面的陆地，形成海风；C夜晚，近地面的冷空气由陆地吹向海洋，形成陆风；D夜晚，近地面的热空气由陆地吹向海洋，形成陆风；2在光化学烟雾中，由汽车尾气中碳氢化合物转化而成的化合物有（ A C ）P95A. 过氧酰基硝酸酯； B.O3；C. 醛类化合物； D.烯烃化合物；E.NO2.3在光化学烟雾中,以下的成分中会随时间出现锋值后再下降的是( C ) P93A. 烃类； B. NO；C. NO2； D. PAN；4以下物质会造成臭氧耗

8、竭的物质包括( ABC ) A. NOX; B. 氯氟烃; C. 哈龙; D. SO2.5 硫酸烟雾中可导致SO2转化的反应有( ACD ) A. SO2的自由基氧化; B.微生物氧化; C. SO2的液相氧化在颗粒物表面的催化氧化.; D. SO2 的直接光氧化6我国酸雨中关键性离子组分是（ ABCD ）A. SO42-； B. NO3-；C. Ca2+； D. NH4+；7一般通过湿沉降过程去除大气中颗粒物的量约占总量的 80-90 %。P1308积聚模多为二次污染物，其中 硫酸盐 占80%以上。P1329不论雨除或冲刷，对半径为 2 m 左右的颗粒物都没有明显的去除作用。P13010 只

9、有被体系吸收的光，且波长在 100-700 n m范围的光才可引起光化学反应。11雨除对半径 1 m的颗粒物的去除效率较高。12 气温变暖在全球不同地域有明显的差异，北半球高纬度和极地 地区的温度上升的幅度比较大。P12213辐射逆温在平静而晴朗的夜晚，因为地面因强烈辐射而冷却，使近地面空气的温度自下而上逐渐降低，上面的空气比下面的空气冷却慢所形成。P4814积聚模 Dp在0.05-2 m范围内，主来源于爱根核膜的凝聚，燃烧过程所产生蒸汽冷凝、凝聚，以及由大气化学反应所产生的各种气体分子转化成的二次气溶胶等。 P132积聚膜的粒子不易被干、湿沉降去除，主要的去除途径是扩散。这两种膜合称为细粒子

10、。15光化学烟雾碳氢化合物和NOx等一次污染物在强烈太阳光作用下发 生光化学反应而生成一些氧化性很强的二次污染物（如O3、PAN,硝酸等），这些反应物（一次污染物）和产物（二次污染物）的混合物（其中有气体和颗粒物）所形成的烟雾，称为光化学烟雾。P9116大气中重要的吸光物质有哪些？重要的自由基又有哪些，举出一些自由基形成的反应式？ 答：大气中重要的吸光物质有：NO2 ，HNO2，HNO3, RC(O)H, H2CO, O3 。大气中常见的自由基有：HO、 HO2、R、R0O、RCOOO等。 OH的来源：1)O3+hv ( 320nm) O2+O(1D)（=0.88-1.00） 10% O(1D

11、)+H2O 2OH2) HONO+hv ( 400nm) OH+NO（=0.88-1.00） H2O2+hv ( 360nm) OH+OHHO2的来源： HCHO+hv ( 370nm) H+HCO（=0.00-0.78） H+O2 HO2 HCO+O2 HO2+CO ROOR+ h RO+RO17请比较光化学烟雾与硫酸烟雾的不同之处。 P1081. 特征2. 二氧化硫污染类型3. 光化学烟雾污染类型4. 首次记录5. 20世纪前6. 20世纪40年代中7. 一次污染物8. SO2，煤烟颗粒9. 有机物，NOX10. 二次污染物11. H2SO4，气溶胶，硫酸盐，亚硫酸等12. O3，过氧乙酰

12、硝酸酯，HNO3，醛类，颗粒物，硝酸盐，硫酸盐等13. 温度14. 冷15. 热16. 相对湿度17. 高，通常多雾18. 低，通常热和干燥19. 转化类型20. 发散21. 下沉22. 污染锋值时间23. 早晨24. 中午18请用化学反应式表示臭氧消耗的原因，及其主要的催化物及其来源。P123-125 请用化学反应式表示臭氧消耗的原因，及其主要的催化物及其来源。答：臭氧损耗的化学反应通式：Y+O3YO+O2 （1） YO+O（O3）Y+O2 （2） (限速步骤) O（O3）+O3O2+O2 （3）Y=NOX(NO,NO2)、HOX(H,OH)、 ClOX(Cl,ClO), BrOX,Y由各种

13、不溶于水且寿命长的分子（如CH3Cl, N2O, CFCl3(CFC-11), CF2Cl2(CFC-12)，甲烷CH4等）输送进入平流层后再释放出来。具体说来，HOX主要是由CH4，H2O（g）或H2与O反应生成。NOX(x=1,2)主要来源是土壤中发生的N2O升至上空后与O反应的产物，其次是高空超音速飞机排气。CFC和Halons在对流层难降解，可以进入平流层发生光解。19 请结合反应式或图示论述酸雨的主要成分、形成机理与过程，并解释重庆地区酸雨频率高，而北京酸雨频率低的原因。P130,P117-119答:1）SO2通过各种途径被氧化成SO3：SO2与O2 、O、O3直接光气相氧化， O3

14、-NO2同时存在时SO2的气相氧化，SO2的间接光氧化自由基氧化；SO2的液相氧化； SO2在颗粒物表面被金属离子催化氧化；SO2被强氧化剂(O3,H2O2,NO2和HONO) 氧化。SO3溶于水形成H2SO4。2）NO 被HO2氧化成NO2， NO 和NO2被OH氧化或溶于水成HNO3。3）所形成的酸性物质参与了成云过程，作为云滴的凝结核，或者在云层下部被雨水捕集等途径形成酸性降水迁移到地表的过程。4）影响降水酸度的因素：酸性污染物的排放及其转化条件，大气中的氨和颗粒物的酸碱性，天气形势的影响。5) 西南地区煤中含硫量高，并且很少经脱硫处理；西南地区大气中NH3含量相对较少的地区；西南地区的

15、颗粒物偏酸性，而北京地区的颗粒物偏碱性；西南地区潮湿多雨和多山的地形不利于污染物的扩散。1在大气对流层中污染物易随空气发生 垂直 对流运动，在平流层中污染物易随地球自转发生 水平 运动；2 .逆温层不利于污染物的 传输 。3 .当0.02mg/L 2分所以 水中对鱼类有毒性NH3浓度超出了三级地面水质标准。1分8.用氯气消毒某饮用水源，处理后水的pH=7.0，并已知HClO的酸离解常数Ka=10-7.5，试通过计算来确定消毒杀菌的效果是否良好，假定HClO的杀菌效力为ClO-的100倍。1）pH=7.0时， ClO-/HClO=Ka/H+=10-7.5/10-7.0=0.29ClO-=0.29

16、HClO=HClO/ HClO+ ClO-=HClO/ HClO+ 0.29HClO=0.775也就是说绝大部分（76%）是以杀菌效果好的HClO形态存在，所以有较好的杀菌效果。9. 若在pH=7.0时的用氯剂量（以Cl2计）为1mg/L，为达到同样的消毒杀菌效果且处理水的pH=8.5时，问需要多大剂量的Cl2？已知HClO H+ClO- Ka=2.9*10-8, 并假定HClO效率为ClO-的100倍。解：1)pH=7.0时，Cl2=1mg/L=0.0143mmol/L, HClO+ClO-=0.0143mmol/L;pH=7.0时,因ClO- H+/HClO = 2.9*10-8, 故Cl

17、O- /HClO=0.29;令ClO-=X, 则HClO=(1/0.29)*X=3.45X;ClO-+HClO=3.45X+X=0.0143, 所以ClO-=X=0.0032mmol/LHClO=3.45X=0.011mmol/L总毒效=100HClO+ClO-=1.10+0.0032=1.1032 3分2) pH=8.5时,代入ClO- H+/HClO = 2.9*10-8, 故ClO- /HClO=9.164;令HClO=Y, 则ClO-=9.164Y; 则总毒效=100HClO+ClO-=100Y+9.164Y=1.1064, 所以Y=0.010mmol/L;所需Cl2量Cl2= HCl

18、O+ClO-=0.010+9.164*0.010=0.10164mmol/L=7.2mg/L. 4分 3）所以为达到同样的消毒杀菌效果且处理水的pH=8.5时，需要7.2mg/L的Cl2。10.用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用，假设溶液平衡浓度为3.00*10-3mol/L, 溶液中每克悬浮物固体吸附溶质为0.50*10-3mol/L, 当平衡浓度降至1.00*10-3mol/L, 每克吸附剂吸附溶质0.25*10-3mol/L，问每克吸附剂可吸附溶质的限量是多少？ 解：1）公式 =mCeq/(A+Ceq) 2分 2）0.50*10-3=m3.00*10-3/(A+3.00*1

19、0-3) (1) 2分 0.25*10-3=m1.00*10-3/(A+1.00*10-3) (2) 2分 (1) (2)联合求解得 A=3*10-3，吸附限量m=1.00*10-3mol/L 2分11. 作业题25、从湖水中取出深层水，其pH=7.0,含溶解氧质量浓度为0.32 mg/L，请计算pE好Eh。 （ pE=13.2 Eh=0.78 V）解： O2 +H+e H2O pEo =20.75pE= pEo + lg =O2aq /KH =1.010-5 /1.2610-8 =0.79103 PapE= pEo + lg =20.75-7.0-0.53=13.22Eh=0.059pE=0

20、.05913.22=0.78 V12. 作业题26、在无氧消化池中和pH=7.0的水接触的气体含65%的CH4 和35%的CO2 ，请计算pE和Eh。（pE=-4.16,Eh=-0.25V）解： CO2 +H+e CH4 + H2O pEo =2.87 PCO2 =0.35P大气压 P CH4 =0.65P大气压pE= pEo + lg =2.87+lg7/13-7.0=-0.03375-4.13=-4.16Eh=-4.160.059=-0.25 V13. 26、在一个pH为10.0的SO42- 、HS- 体系中（25），其反应为SO42- +9H+ +8e- HS-+4H2O（l），已知其标

21、准自由的Gf o值为SO42-：-742.0kJ/mol；HS-：12.6 kJ/mol，H2O（l）：-237.19 kJ/mol。水溶液中质子和电子的Gf o 为0。(1) 请给出该体系的pEo (pE=4.25)(2) 如果体系化合物的总浓度为1.0010-4mol/L，那么请给出下面(1)、(2)、 (3)和 (4)的C-pE的关系式。解：G=-4237.2+12.6+742.0=-194.2 kJ/molG=-nEF； pEo =E/0.059=194.21000/8964000.059=0.25/0.059=4.24pE= pEo + lg当pE= pEo 时 SO42- =HS-

22、 当pEpEo 时 SO42- HS- SO42- =10-4mol/LpE= pEo + lg =4.25+ lg-94- lgHS- lgHS- =60-8pE当pEpEo 时 SO42- pE15.36-4/3pH范围内；如当pH=7.0时，只有当体系的6.50pE6.03时，NO2-才是主要形态；16.已知Fe3+ + e Fe2+, E=0.77v (1)Fe(OH)2 Fe2+ + 2OH- , Ksp1=6.0 10-15 (2)Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH- , Ksp2=2.0 10 38 (3)求 Fe(OH)3 + e Fe(OH)2(s) + OH- 的pE0值

23、。解1) pE(Fe(OH)3/Fe(OH)2)=pE0(Fe(OH)3/Fe(OH)2)+lg1/OH-;2) pE(Fe(OH)3/Fe(OH)2)=pE0(Fe3+/Fe2+)+lg(Fe3+/Fe2+) =pE0(Fe3+/Fe2+)+lgKsp2/OH-3*OH-2/Ksp1=pE0(Fe3+/Fe2+)+lg(Ksp2/Ksp1)+lg(1/OH-)=0.77/0.059+lg2.0*10-38/6.0*10-15+ lg(1/OH-)=-9.43+ lg(1/OH-)pE0(Fe(OH)3/Fe(OH)2)=-9.43 1分3)17.从pH为7.4的水样中测得Cr()=0.5nm

24、ol/L, Cr()=0.3nmol/L, 求处于平衡状态时的pE0值和pE值。已知铬的两种形态间转换反应为： CrO42-+6H+3e Cr(OH)2+2H2O; K =1066.1 (1)解：1） 根据（1）式， pE0=(1/n)*lgK=(1/3)*66.1=22.03 4分2） pE=pE0+(1/3)*lgCrO42-*H+6/Cr(OH)2+= 7.16 4分在天然水中Mn()和Mn()间的反应如下： MnO2(S) + 4H+ + 2e = Mn2+2H2O E=1.28V设河水中pH=7.0,DO=8mgl-1，海水pH=8.3，DO=7mgl-1,试求从河水到海水锰离子浓度

25、的变化(常温下)。18 已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下：Fe3+ + H2OFe(OH)2+ + H+(1)lgK1 - 2.16Fe3+ + 2H2OFe(OH)2+ + 2H+(2)lgK2 - 6.74Fe(OH)3(s) Fe3+ + 3OH-(3)lgK3 - 38Fe3+ + 4H2OFe(OH)4- + 4H+ (4)lgK4 - 232Fe3+ + 2H2OFe2(OH)24+ + 2H+(5)lgK5 - 2.91请写出上述各个形态的铁浓度与pH的关系的表达式解： 解：(1)由K3 得， K3 = Fe3+ OH-3 Fe3+ = H+3 =104H+3

26、lgFe3+ =4+3lgH+=4-3pH PFe3+ =3pH-4(2)由K1 得 K1 =Fe(OH)2+H+/Fe3+ Fe(OH)2+=K1 Fe3+/H+= K1 =101.84H+2 PFe(OH)2+=2pH-1.84(3)由K2 得K2 =Fe(OH)2+H+/Fe3+ Fe(OH)2+=K2 Fe3+/H+= K2=10-2.74-Ph lgFe(OH)2+=2.74+pH(4)由K4 得K4 =Fe(OH)4-H+4/Fe3+ Fe(OH)4-= K4 Fe3+/H+4 = K4=10-19/H+lgFe(OH)4-=19-pH(5)由K5 得K5 =Fe2(OH)24+H

27、+2/Fe3+ 2Fe2(OH)24+= K5Fe3+ 2/ H+2 =()2 K5/ H+2 PFe2(OH)24+=4 pH-5.19用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系如下：19.含Cd废水通入H2S达到饱和并调整pH为8.0，请算出水中剩余Cd2+浓度（已知CdS的溶度积为7.910-27 ）。Cd2+=6.810-20 mol/L）解： 饱和水溶液中，H2S浓度总在0.1mol/LH+2S2-=K1K2H2S=8.910-81.310-150.1=1.1610-23 S2- =1. 6110-23 /10-82 =1.1610-7 mol/LCd2+=K

28、sP/S2- = 7.910-27 /1.1610-7 =6.810-20 mol/L20.假设有一溶液，含未络合NTA浓度为1.00*10-2mol/L, Pb()的总浓度为1.00*10-5mol/L, pH=12.50, 问 (综合应用D)（1）溶液中NTA将以何种形式存在？（2）PbT-与Pb2+之比率为多大？Pb2+ 为多少？已知NTA的三级离解常数k1,k2,k3分别为：1.8*10-2, 1.12*10-3, 5.25*10-11Pb(OH)2 Pb2+2OH- (1) Ksp=1.61*10-20 Pb2+T3- PbT- (2) Kf=2.45*1011 解：1）根据离解常数

29、，可大致判断NTA主要以T3-形式存在于溶液中,T3-=1.00*10-2mol/L； 由（2）式得Kf= PbT-/(Pb2+T3-)所以PbT-/Pb2+=Kf*T3-=2.45*1011*1.00*10-2=2.45*109 3分3)pH= 12.50时,由Ksp=Pb2+OH-2, 得Pb2+=Ksp/OH-2=1.61*10-17mol/L 2分21. NTA（分子式为N（CH2COO-）3）是一个三元酸H3T，其pK1=1.66, pK2=2.95, pK3=10.28；NTA的离解态能溶解Pb(OH)2沉淀形成溶解态的络合物，问（1）pH=79时溶液中NTA将以何种形式存在？（2）pH=7和9时，PbT-与HT2-之比率分别为多大？已知：Pb(OH)2 Pb2+2OH- (1) Ksp=1.61*10-20 Pb2+T3- PbT- (2) Kf=2.45*1011 解：（1） 因为pK2+1.3 pH=79 pK3-1.3，所以pH=79时溶液中NTA将HT2-形式存在 （2分）（2）Pb(OH)2(s)+HT2- PbT-+OH-+H2O （1分）K=PbT-OH-/HT2-（1分）=KfPb2+T3- OH-/H+T3-/Ka3（