2025年大学《应用化学》专业题库- 应用化学在环保企业中的应用

2025年大学《应用化学》专业题库——应用化学在环保企业中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）1.下列哪种环境化学过程主要涉及化学键的断裂和形成？（）A.污染物通过土壤颗粒的物理吸附B.挥发性有机物（VOCs）的挥发C.水中溶解性有机物的光化学降解D.重金属离子在废水中的沉淀2.在废水处理中，使用铁盐（如FeCl3）进行混凝沉淀，其核心化学机制主要是（）。A.氧化还原反应B.酸碱中和反应C.沉淀反应与电性中和D.催化反应3.下列关于烟气脱硝（SCR）技术的描述，错误的是（）。A.通常在高温条件下进行B.常使用氨水作为还原剂C.其主要化学反应是氧化反应D.需要选择合适的催化剂4.对于水体富营养化问题，化学磷（化学需氧量中CODcr的一部分）的去除，常用的化学方法是（）。A.活性污泥法B.混凝沉淀法C.生物膜法D.膜分离法5.将废塑料通过化学方法分解为单体或小分子化合物，属于（）。A.物理回收B.化学回收C.能源化利用D.土地填埋6.在环境样品（如水样）的化学分析中，为了消除基质干扰或提高检测灵敏度，常采用（）。A.直接滴定法B.离子选择性电极法C.化学衍生化技术D.电解法7.下列哪种物质不属于典型的挥发性有机化合物（VOCs）？（）A.甲醛(HCHO)B.甲苯(C7H8)C.二氧化碳(CO2)D.乙酸(CH3COOH)8.“绿色化学”原则中，旨在从源头上减少或消除有害物质生成的原则是（）。A.原子经济性原则B.使用更安全的化学品原则C.预防性原则D.实现物质循环利用原则9.土壤淋洗修复技术中，常使用酸性溶液或螯合剂，其主要目的是（）。A.促进植物吸收B.溶解或mobilize固体污染物C.杀灭土壤微生物D.改善土壤结构10.大气中SO2的主要来源是（）。A.植物光合作用释放B.汽车尾气排放C.燃烧含硫化石燃料D.海浪飞沫蒸发二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）1.水处理中，混凝沉淀主要去除水中的______和______物质。2.大气污染物SO2在大气中经过氧化后形成的酸雨，其主要的酸性物质是______和______。3.固体废物根据其危险特性可分为______废物和______废物。4.环境化学中的______原理指出，污染物在水、气、固三相间的分配取决于各相的性质和污染物本身的性质。5.常用于测定水中化学需氧量（COD）的方法是______法，其基本原理是模拟强酸性条件下的______氧化。6.VOCs的无组织排放控制措施包括加强密闭、设置______和使用活性炭吸附等。7.化学氧化法处理难降解有机废水，常用的氧化剂有______、臭氧(O3)和芬顿试剂等。8.土壤修复技术主要包括物理修复、化学修复和______修复三大类。9.绿色化学的十二项原则中，提倡使用______的催化剂。10.环保法规中，常以______和______来表征水体和大气环境的质量状况。三、简答题（每题5分，共15分）1.简述活性炭吸附技术处理废水中有机污染物的基本原理及其主要影响因素。2.简述光化学氧化技术（AOPs）在处理难降解有机废水中的应用优势。3.简述危险废物固化/稳定化处理技术的目的及其常用的化学材料类型。四、计算题（每题10分，共20分）1.某工业废水处理厂，每日处理废水10000m³，进水中COD浓度为250mg/L。采用某化学氧化法处理，处理后出水COD浓度降为80mg/L。假设该化学氧化过程符合一级动力学，反应速率常数k=0.2h⁻¹。求：(1)每天去除的COD总量（kg）。(2)该废水在处理厂内的平均停留时间（假设为完全混合反应器）。(3)若要求处理后出水COD浓度达到50mg/L，理论上该化学氧化过程的反应速率常数k需达到多少？2.某烟气处理系统，处理含SO2的烟气流量为50000m³/h（标况），烟气中SO2浓度为500ppm（体积分数）。采用氨水作为还原剂，在催化剂存在下进行选择性催化还原（SCR）脱硝，同时将SO2转化为硫酸氢铵（NH4HSO4）。已知SO2的转化率为95%，烟气温度为320°C，压力为1.0atm。计算每小时需要消耗多少摩尔的氨气（NH3）？（假设烟气中其他组分对摩尔体积贡献不大，可近似视为SO2和NH3的混合气体，且反应在等温等压下进行）。五、论述题（15分）试以某城市污水处理厂产生的剩余污泥为例，论述其化学处理（如化学浓缩、化学调理、化学消化等）的主要目的、常用化学药剂及其作用原理，并分析化学方法在该污泥处理处置中的优势和局限性。试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.B5.B6.C7.C8.A9.B10.C二、填空题1.悬浮物；胶体2.硫酸(H2SO4)；亚硫酸(H2SO3)3.危险；一般4.相分配5.重铬酸钾；强氧化6.蒸发器7.高锰酸钾(KMnO4)8.生物9.高效、低毒10.一级污染物；二级污染物三、简答题1.原理：活性炭具有巨大的比表面积和发达的孔隙结构，以及丰富的含氧官能团，通过物理吸附（范德华力，基于分子间作用力）和化学吸附（活性炭表面含氧官能团与污染物分子发生化学键合）作用，将废水中的有机污染物从水中吸附到活性炭表面。影响因素：污染物性质（分子大小、极性、溶解度、官能团）、活性炭性质（比表面积、孔隙结构、种类）、水溶液性质（pH、离子强度）、环境条件（温度、共存物质）。2.优势：反应条件灵活（可利用紫外光、可见光、激光等），反应速率快，可降解多种难降解有机物（如酚类、氰化物、农药等），可矿化污染物生成CO2和H2O，操作相对简单，可现场处理。3.目的：降低危险废物的毒性、迁移性或反应性，使其稳定化，防止或延缓废物中的有害成分在环境介质中（水、空气、土壤）的浸出、迁移和扩散，达到安全处置或资源化利用的要求。化学材料：水泥、石灰、石膏、熔融盐、沸石、粘土矿物、合成聚合物（如环氧树脂、脲醛树脂）等。四、计算题1.(1)去除量=V₀*C₀*(1-exp(-kt))=10000m³/d*250mg/L*(1-exp(-0.2*1))=10000*250*(1-exp(-0.2))kg/d≈10000*250*0.1813kg/d≈453.25kg/d(2)停留时间τ=V₀/Q=10000m³/d/10000m³/d=1d(3)目标：Cₜ=50mg/L,C₀=250mg/L,k=?,τ=1dCₜ=C₀*exp(-kτ)50=250*exp(-k*1)exp(-k)=50/250=0.2-k=ln(0.2)k≈-(-1.6094)=1.6094h⁻¹2.(1)SO2摩尔浓度C(SO2)=500ppm/22.4mol/m³(标况下)=500/22400mol/m³≈0.02232mol/m³(2)SO2摩尔流量F(SO2)=C(SO2)*Q=0.02232mol/m³*50000m³/h≈1116mol/h(3)SO2转化率95%，则实际需要处理的SO2摩尔流量F'(SO2)=F(SO2)*(1-0.95)=1116mol/h*0.05=55.8mol/h(4)反应方程式：SO2+NH3+O2→NH4HSO4(简化，实际可能复杂些，但此处按1:1:1摩尔比考虑氨消耗)氨的摩尔流量F(NH3)=F'(SO2)=55.8mol/h五、论述题剩余污泥化学处理的主要目的包括：提高污泥的含水率以利于后续浓缩和脱水（化学浓缩），改变污泥的性质（如降低粘度、增加密度）以利于脱水（化学调理），以及通过化学方法促进污泥稳定化或资源化（如化学消化）。常用化学药剂及其原理：化学浓缩常用铝盐（如硫酸铝）、铁盐（如三氯化铁）；化学调理常用阳离子聚合物（如聚丙烯酰胺