环境化学试题及答案

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题号得分

评阅人复查人签名合分人签名一.填空（每空1分）

得分一二三四五六七八总分1.环境问题是在工业化过程中产生的，具体原因包括污染物排放和过度开发资源；

2.可持续发展的战略思想是经济、社会和环境保护协调发展，其核心思想是：经济发展不能超过资源和环境的承载力；3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；4.逆温层不利于污染物的传输。5.当Γ得分答：腐殖质可分为腐殖酸、富里酸、腐黑物。在环境中的作用：①对河流中的汞有显著的流出效应②抑制金属从水中沉降③减弱重金属毒性④在给水消毒中产生THMs⑤遇Ca2+、Mg2+产生沉淀。

7、写出S-P模型的两个微分方程，并说明每一个变量的意义（10分）

得分uu

?L?x?C?x??2L?x2—K1L

?—K1L+K2(Cs—C)

式中L—BOD，X—河水滚动方向的距离，u—河水平均流速，Ex—离散系数K1——好氧系数，C—溶解氧，K2—复氧系数，Cs—饱氧溶解氧浓度

8、写出大气平流层中臭氧层吸收太阳辐射紫外线的化学反应式及臭氧层被大气污染物破坏的催化反应式。（10分）

得分1O3﹢hv→O﹢O2O﹢O2﹢M→O3﹢M2Y﹢O3→YO﹢O2YO﹢O→Y﹢O2

总O3﹢O→2O2

9、将以下农药的商品名和化学名联线。（5分）

得分DDTP,P’-二氯二苯基三氯乙烷林丹硫代磷酸酯敌敌畏磷酸酯乐果六氯环己烷敌百虫膦酸酯

1对a2对d3对c4对b5对e

10、简要说明碳氢化合物在光化学烟雾中所起的作用。

答：碳氢化合物与自由基反应，发生一系列自由基转化和增殖的链反应，在此过程中产生的氧化性自由基将NO氧化成NO2，替代了O3使之越积越多，同时产生大量污染物如过氧乙酰硝酸脂。

1.在“在硝酸盐氮的测定〞试验中，试说明氯化物和亚硝酸盐氮如何影响试验结果，怎样去除氯化物和亚硝酸盐氮的干扰？

（1）少量氯化物能引起硝酸盐的损失，使结果偏低;参与硫酸银使其生成氯化银沉淀，过滤去除，可消除氯化物的干扰

（2）亚硝酸盐氮含量超过0.2ūg/ml，使结果偏高；参与高锰酸钾将亚硝酸盐氧化成硝酸盐，可消除亚硝酸盐氮的干扰，从测定结果中减去眼硝酸盐的含量即可

2.为什么排放到大气中的CFCs能破坏臭氧层，写出有关化学反应式并举例说明。

由于CFCs可催化O3分解，使O3转变成O2，如F-11(CFCl3)和F-12(CF2Cl2),它们在波长为75-220nm紫外光照射下会产生ClCFCl3+hν→CFCl2+Cl

CF2Cl2+hν→CF2Cl+Cl

光解产生的Cl可破坏O3。其机理为Cl+O3→ClO+O2ClO+O→Cl+O2总反应O3+O→2O2

3.试述有机磷农药在土壤中迁移转化的主要过程。

主要过程包括

（1）有机磷农药的非生物降解过程a吸附催化水解b光降解（2）有机农药的生物降解

4.影响沉积物中重金属释放的主要因素有哪些？

主要因素有（1）盐浓度

（2）氧化还原条件（3）pH值

(4)水中配位剂含量(5)生物化学过程

三、计算题

1、到达地球表面的太阳辐射最短波长为290nm，问大气中NO2分子在吸收该波长光量子后，能否引起分子中N-O键断裂？已知N-O的键能为3.01×105J/mol，Planck常数为6.626×10-34J.s，光速为3.0×108m/s。（10分）得分

解：E=N0

hc??6.626?10?34290?10?9×3.0×108=6.85×10-19J

E’=NE=6.02×10×6.85×10=4.12×10

E’>3.01×105J/mol

故可引起N—O键断裂。

5

23-19

2、设大气压力为1.0130×105Pa（25℃），空气中水蒸气的分压为0.03167×105Pa（25℃），氧溶于水的亨利常数为1.26×10,计算氧气在水中的溶解度。（10分）得分

解：PO2=(1.01325-0.03167)×10

5

8

×0.21

=0.2056×10(pa)

O2(aq)=KH×PO2=1.26×105×0.2056×10-8=2.6×10-4(mol/l)

O2(aq)=2.6×10-4×32×1000=8.32(mg/l)

3、具有2.00×10-3mol/L碱度的水，pH为7.0,请计算[H2CO3*]、[HCO3-]、[CO32-]的浓度各是多少？已知下表数据：

pHα0α1α

2

5

7.000.18340.81623.828×10-4（10分）得分解:当pH=7.00时,CO3-的浓度与HCO3-的浓度相比可以忽略,查表pH=7.00时,α=1.224,

则[HCO3-]=[碱度]=2.00×10-3mol/l/l。[H+]=[OH-]=10-7mol/l。

[HCO3]=[H][HCO3]/K1=1.00×10×2.00×10/(4.55×10)=4.49×10mol/l。[CO3-]=K2[HCO3-]/[H+]=4.69×10-11×2.00×10-3/(1.00×10-7)=9.38×10-7mol/l。

※

+--7-3-7-4

4、在厌氧消化池中，和pH值7.0的水接触的气体含65％的CH4和35％的CO2，已知

18CO2?H??e

18CH4?14HO2,pE0=2.87，请计算pE

和Eh（10分）得分0解pE=pE+1/nlg([反应物]/[生成物])=2.87+lgPCO2[H]/PCH4

=2.87+lg0.350.125×10-7/0.650.125=2.87+lg0.877×10-7/0.948

=2.87+lg0.925—7=—4.16Eh=0.059pE=-4.16×0.059=—0.246

0.125

+

0.125

5、一个有毒化合物排入至pH＝8.4，T＝25℃的水体中，90％的有毒化合物被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常数Ka=0，碱性水解速率常数Kb=4.9×10-7L/(d.mol),中性水解速率常数Kn=1.6d－1.请计算化合物的水解速率常数。（5分）得分解：Kh=[Kn+?w(Ka[H+]+Kb[OH-])]=1.6+0.1（0+4.9×10-7×10-5.6）

=1.6d

-1

6、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3.0×10-3mol/L，溶液中每克悬浮固体吸附溶质为0.5×10-3mol/L，当平衡浓度降至1.0×10-3mol/L时，每克吸附剂吸附溶质为0.25×10-3mol/L，问每克吸附剂可以吸附溶质的吸附限量是多少？（5分）得分解：G=0.5×10-3=

G0CA?C

（1）（2）

G0?3.0?10?3A?3.0?10?30.25×10-3=2=

G0?1.0?10?3A?1.0?10?33.0?10?3A?1.0?10?3A?3.0?10?3×

1.0?10?32A+6.0×10-3=3.0（A+1.0×10-3）2A+6.0×10-3=3.0A+3.0×10-3A=3.0×10-3

G=1.0×10（mol/L·g）

0-3

1.在一个pH为7.0，总碱度为1.6mmol/L的水体中，如参与碳酸钠使其碱化，问需加多少

mmol/L的碳酸钠才能使水体pH上升至8.0？如用NaOH强碱进行碱化，又需加多少碱？（pH=7.0时，α0=0.1834，α1=0.8162，α2=3.828×10-4，α=1.224；pH=8.0时，α0=0.02188，α1=0.9736，α2=4.566×10，α=1.018）（本小题10分）

-3

解：总碱度＝KW/[H+]+CT(α1+2α2)-[H+]

CT＝

1?1?2?21{[总碱度]+[H+]-[OH-]}

令α＝

?1?2?2当pH在5～9范围内、[碱度]≥10-3mol/L时,[H+]、[OH-]项可以忽略不计,得到简化式：CT＝α[碱度]

当pH＝7.0时，α1＝0.8162，α2＝3.828×10-4，则α＝1.224，CT＝α[碱度]＝1.9584mmol/L若参与碳酸钠将水的pH升至8.0，此时CT值与碱度值均有变化。设参与的碳酸钠量为Δ[CO3]，则有

CT+Δ[CO32-]＝α′｛[碱度]+2Δ[CO32-]｝解得，Δ[CO32-]＝1.9248mmol/L

若参与氢氧化钠将水的pH升至8.0，其CT值并不变化，可得：碱度增加值就是应参与的氢氧化钠强碱量：Δ[OH-]＝1.9248－1.6＝0.3248mmol/L

2.含镉废水通入H2S达到饱和并调pH值为8.0，请计算水中剩余镉离子浓度（已知CdS的溶度积为7.9×10-27，H2S离解常数K1=8.9×10-8，K2=1.3×10-15，饱和水溶液中）。（本小题7分）

解：H2S→H++HS-Ka1=［H+］［HS-］/［H2S］［HS-］=Ka1［H2S］/［H+］HS-→H++S2-Ka2=［H+］［S2-］/［HS-］=［H+］2［S2-］/Ka1［H2S］

［S2-］=Ka1*Ka2［H2S］/［H+］2=8.9×10-8×1.3×10-15×0.1/(10-8)2=1.157×10-7mol/lCdS→Cd+SKsp=［Cd］［S］

［Cd2+］=Ksp/［S2-］=7.9×10-27/1.157×10-7=6.8×10-20mol/l

2+

2-2+

2-

2-

3．一个有毒化合物排入至pH＝8.4，T＝25℃的水体中，90％的有毒化合物被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常