2025年大学《化学》专业题库- 环境化学中的大气污染物分析

2025年大学《化学》专业题库——环境化学中的大气污染物分析考试时间：______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题后的括号内）1.下列哪种大气污染物属于二次污染物？(A)二氧化硫(B)一氧化碳(C)氮氧化物(D)可吸入颗粒物2.造成伦敦烟雾事件的主要污染物是？(A)氮氧化物和二氧化硫(B)氧化碳和可吸入颗粒物(C)挥发性有机物和二氧化硫(D)氮氧化物和挥发性有机物3.光化学烟雾的主要成分是？(A)二氧化硫(B)一氧化碳(C)臭氧(D)氮氧化物4.下列哪种颗粒物对人体健康危害最大？(A)PM10(B)PM2.5(C)TSP(D)可吸入粉尘5.大气中硫酸盐的主要前体物是？(A)氮氧化物(B)挥发性有机物(C)二氧化硫(D)一氧化碳6.下列哪种监测技术常用于实时监测PM2.5浓度？(A)β射线吸收法(B)离子色谱法(C)热解吸-气相色谱法(D)质谱法7.末端烟气脱硫常用的方法之一是？(A)催化转化(B)文丘里洗涤器(C)布袋除尘(D)选择性催化还原8.大气污染物通过干沉降作用主要依赖于？(A)水汽凝结(B)化学转化(C)重力作用(D)颗粒物吸附9.挥发性有机物（VOCs）在大气中主要来源于？(A)植物排放(B)汽车尾气(C)工业过程(D)以上都是10.空气质量指数（AQI）主要用于反映哪种污染物的影响？(A)二氧化硫(B)一氧化碳(C)臭氧(D)可吸入颗粒物二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）1.大气污染物按来源可分为______污染源和______污染源。2.光化学烟雾的形成需要阳光、______和______三个基本条件。3.PM2.5是指大气中空气动力学当量直径小于或等于______微米的颗粒物。4.酸雨是指pH值低于______的降水。5.大气污染物的主要危害包括对人体健康、______、______和______等方面的影响。6.常用的烟气除尘技术有______和______。7.大气污染物从排放源到受体区域的过程称为______。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述大气中臭氧（O3）的生成过程。2.简述大气污染物湿沉降的主要途径。3.简述汽车尾气中氮氧化物的主要形成机理。4.简述大气污染物监测网络的基本功能。四、计算题（每题8分，共16分）1.某城市某日测得大气中SO2浓度为150微克/立方米，请将其换算成ppb（百万分率）。（已知：SO2分子量约64，空气平均分子量约29，标准状况下1摩尔气体体积为22.4升）2.已知某区域大气中NOx（以NO计）的浓度为40ppb，假设其在光照下转化为NO2的转化速率为0.05h⁻¹，计算8小时内NO2的生成浓度（以ppb表示）。（忽略其他因素影响）五、论述题（10分）试论述大气污染物PM2.5的主要来源及其对人体健康的主要危害，并提出至少两种有效的控制策略。试卷答案一、选择题1.C2.A3.C4.B5.C6.A7.B8.C9.D10.D二、填空题1.自然，人为2.氮氧化物，挥发性有机物3.2.54.5.65.作物生长，水体，建筑物6.布袋除尘，电除尘7.大气传输三、简答题1.解析思路：光化学烟雾中的臭氧主要由大气中的氮氧化物（NOx）和挥发性有机物（VOCs）在阳光（特别是紫外线）作用下发生光化学反应生成。具体过程包括：NOx在阳光下分解产生NO2自由基；NO2吸收阳光分解产生O原子；O原子与O2结合生成臭氧（O3）；生成的O3可进一步参与反应，并最终导致光化学烟雾的形成。2.解析思路：湿沉降是指大气中的污染物通过降水（雨、雪、雾等）过程被清除到地面的现象。主要途径包括：污染物气体（如SO2,NOx,NH3,VOCs等）被云滴或雨滴吸收溶解；污染物颗粒物被云滴或雨滴包裹、冲刷；污染物气体与水反应生成可溶性化合物后被降水带走。硫酸盐、硝酸盐等是湿沉降的主要化学成分。3.解析思路：汽车尾气中氮氧化物的形成主要是在高温、高压的发动机燃烧室条件下，空气中的氮气（N2）和氧气（O2）发生化学反应生成。这个过程称为热力硝化反应，其化学方程式主要为：N2+O2→2NO。此外，在汽车三元催化转化器附近，未完全燃烧的碳氢化合物（HCs）和一氧化碳（CO）与空气中的氮氧化物（NOx）发生还原反应，生成氮气和水，这个过程称为化学还原法（CRDe）或选择性还原。4.解析思路：大气污染物监测网络的基本功能在于：1）实时或定期监测区域内多种大气污染物的浓度变化；2）收集和传输监测数据至数据中心；3）对监测数据进行分析处理，评估空气质量状况和污染水平；4）发布空气质量信息（如AQI）；5）为大气污染溯源、预警预报、污染控制和环境管理提供科学依据。四、计算题1.解析思路：将质量浓度转换为体积分数浓度（ppb）。首先根据理想气体状态方程PV=nRT，计算单位体积气体中污染物摩尔数，再根据其分子量换算为质量，最后转换为ppb。或直接利用公式：ppb=(C×M/(M_air×22.4))×10⁹，其中C为质量浓度(µg/m³)，M为污染物摩尔质量(g/mol)，M_air为空气平均摩尔质量(g/mol)，22.4为标准状况下摩尔体积(L/mol)。代入数据计算。答案：0.65ppb2.解析思路：NOx转化为NO2是一个一级反应，其浓度随时间变化的规律遵循指数衰减公式：C(t)=C₀*exp(-kt)，其中C(t)为t时刻NO2浓度，C₀为NOx初始浓度，k为反应速率常数，t为时间。题目要求计算8小时后NO2的生成浓度，即计算8小时后NOx的转化量。利用公式：转化量=C₀*(1-exp(-kt))。代入数据计算。答案：28.8ppb五、论述题解析思路：该题要求全面回答PM2.5的来源、危害和控制策略。来源部分需涵盖固定源（工业排放、燃煤电厂等）、移动源（汽车尾气、扬尘等）和面源（农业活动、扬尘等）。危害部分需重点阐述对呼吸系统（如哮喘、支气管炎、肺癌）和心血管系统（如