環境化學考試題及答案

一、選擇題（1×15=15分）

1. 光化學煙霧是一個鏈反應，鏈引發反應主要是（  ）

A  丙烯氧化生成具有活性的自由基

B  HO2和RO2等促進了NO向NO2轉化

C  NO2的光解D  甲醛在光的照射下生成自由基

2. 屬於我國酸雨中關鍵性離子組分的是（  ）

A  NO3、SO4  B  SO4、Cl  C  SO4、NH4 D  SO4、Na

3. 在水體中顆粒物對重金屬的吸附量隨pH值升高而（  ）

A 增大  B 減少  C 不變D  無法判斷

4. 有一個垂直湖水，pE隨湖的深度增加將（  ）

A 降低  B 升高  C 不變  D 無法判斷

5. 降低pH值，水中沉積物重金屬的釋放量隨之（  ）

A 升高  B降低C 無影響 D無法判斷

6. 具有温室效應的氣體是（  ）

A甲烷、H2O  B甲烷、SO2  C  O3、CO  D  CO2、SO2

7. 倫敦煙霧事件成為  ，美國洛杉機煙霧成  。

A  光化學煙霧 B  酸性煙霧 C  硫酸性煙霧 D  鹼性煙霧

8. 大氣逆温現象主要出現在______。

A  寒冷的夜間B  多雲的冬季

C  寒冷而晴朗的冬天D  寒冷而晴朗的夜間

9. 五十年代日本出現的痛痛病是由______污染水體後引起的。

A  CdB  Hg  C  Pb  D  As

10 大氣中重要自由基是（  ）

A  HO  HO2 B  HO  RC  RRO2 D  R  HO2

11. 在某個單位系的含量比其他體系高得多，則此時該單位體系幾乎等於混合複雜體系的PE，稱之為“決定電位”。在一般天然水環境中， 是“決定電位”物質。

A  溶解CO2  B  溶解氧C  溶解SO2 D  溶解NO2

12. 有機污染物一般通過、 、 、光解和生物富集和生物降解等過程在水體中進行遷移轉化。

A 吸附作用  B 配合作用  C 揮發作用  D 水解作用

13. 土壤的可交換性陽離子有兩類，一類是致酸離子；另一類是鹽基離子，下面離子中屬於致酸離子是。

A  H、Ca  B  H、MgC  Na、AI D  H、AI+2++2+ +3++3+ -2-2--2-+2-+

14. 光化學物種吸收光量子後可產生光化學反應的初級過程和次級過程。下面氯化氫的光化學反應過程中屬於次級過程的是  。

AHCl + hv → H + Cl (1)

BH + HCl → H2 + Cl (2)

CCl + Cl → M(3)

15. 氣塊在大氣中的穩定度與大氣垂直遞減率（Г）和幹絕熱垂直遞減率（Гd）兩者有關。大氣垂直遞減率是指  ，若  表明大氣是穩定的。

A  Г=-dT/dz B  Г=dT/dz C  Г＜Гd  D  Г＞Гd

二、判斷題（答在答體紙上，對的打“√” ，錯的打“×”，1×15=15分）

1、對於揮發性較小的毒物，可以忽略其揮發作用。

2、一般金屬化合物在水中的溶解度大，遷移能力也大。

3、水中的無機氮在較低的pE值時（pE＜5）、NO3是主要形態。

4、在pH為6的土壤裏，鋁離子對鹼的緩衝能力較大。

5、土壤的活性酸度與潛性酸度是同一個平衡體系的兩種酸度。二者可以互相轉化。

6、光解作用是有機污染物真正的分解過程 。

7. 分子的離解能越大，自由基越不穩定。

8. 自由基具有強還原性，容易去氫奪氧。

9. 大氣中重要自由基是HO 、HO2自由基，它們的濃度夏天高於冬天。

10. 控制臭氧濃度，可以緩解光化學煙霧。  -

11. pE越大，體系奪電子能力低，體系中重金屬還原態形式存在。

12. 生物降解有機物存在兩種代謝模式，一種是生長代謝，另一種是共代謝。

13. 鋁離子對鹼緩衝作用，聚合度越大，Ｈ離子越少，對鹼緩衝能力低。

14. 重金屬在天然水體中主要以腐殖酸配合形式存在。

15. 配體有單齒配體和多齒配體，多齒配合物的穩定性高於單齒配合物。

三、名詞解釋（2×5=10分）

1. 吸附等温線： 2. 温室效應：  3. 共代謝4. 標化分配係數

5. 離子交換吸附

四、簡答題 （4×5=20分）

1. 大氣中的CFCs能破壞臭氧層，寫出有關化學反應式。

2. 簡述土壤膠體的性質。

3. 試述酸雨的主要成分、成因及寫出有關化學反應式。

4. 大氣中HO主要來源有哪些？寫出相關方程式。

5. 簡述水體沉積物中重金屬的釋放的.影響因素

五、計算題（20分）

1. O3的鍵能為101.2 kJ/mol,，計算可以使O3分子光化學反應裂解成O和O2的最大波長。（光速c = 3.0×108 m/s，普朗克常數h = 6.63×10-34J.s/光量，阿伏加德羅常數N0=6.02×1023）。(7分)

2. 某有機物分子量是為192，溶解在含有懸浮物的水體中，若懸浮物的80%為細顆粒，有機碳含量為10%，其餘粗顆粒的有機碳含量為4%，已知該有機物在水中的溶解度為0.08mg/L，求Kp。（8分）

-3 * -2--3. 具有3.00×10mol/L鹼度的水，pH為8.00，請計算[H2CO3]、[HCO3]、[CO3]和[OH]的濃

度各是多少？(5分)

-7 -11 K1  =  4.45×10； K2  =  4.69×10

六、論述題（2×10=20）

1．結合臭氧層破壞機理，提出保護臭氧層的對策。 +

2.根據水體重金屬遷移轉化分析某市一家鉛鋅冶煉廠的含鉛廢水經化學處理後排入水體中，排污口水中鉛的含量為0.3～0.4mg/L，而在下流500 m處水中鉛的含量只有3～4μg/L，試分析其原因？

《環境化學》標準答案

一、選擇題（1×15=15分）

1 C  2 C 3 A 4 A 5 A  6 A7 CA8 D9 A10 A11 B  12ACD 13D 14 BC 15 AC

二、判斷題（1×15=15分）

1.（√） 2.（√） 3.（×）4.（√）5.（√）6（√） 7（√）8（×）

9（√）10（√）11（×）12 （√）13（×） 14 （√）15（√）

三、名詞解釋（2×5=10分）

1.吸附等温線：在恆温等條件下，（1分) 吸附量Q與吸附物平衡濃度c的關係曲線稱為吸附等温線，其相應的數學方程式稱為吸附等温式。

2．温室效應：像 CO2如温室的玻璃一樣，它允許來自太陽的可見光射到地，也能阻止地面中的CO2吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留於大氣之中，從而使大氣温度升高，這種現象稱為温室效應。

3.共代謝：某些有機污染物不能作為微生物的唯一碳源，必須有另外的化合物存在提供微生物碳源時，該有機物才能被降解，這種現象稱為共代謝。

4.標化分配係數：有機碳為基礎表示的分配係數成為標化分配係數。用 Ko表示。Koc=Kp/Xox。

5.離子交換吸附：環境中大部分膠體帶負電荷，容易吸附各種陽離子，在吸附過程中，膠體每吸附一部分陽離子，同時也放出等量的其他陽離子，此吸附稱為離子交換吸附

四、簡答題 （4×5=20分）

1.大氣中的CFCs能破壞臭氧層，寫出有關化學反應式。

答：F-11(CFCl3)和F-12(CF2Cl2)等氟氯烴。它們在波長175~220nm的紫外光照射下會產生Cl：

l  CFCl3?h??CFCl2?Cl  CFl??h?C2FC?l  C2C2

光解所產生的Cl可破壞O3，其機理為： Cl?O3?ClO?O2ClO?O?Cl?O2

總反應 O3?O?2O2

2.簡述土壤膠體的性質 (4分)

答：1）土壤膠體具有巨大的比表面和表面能（1分）

2） 土壤膠體具有雙電層，微粒的內部稱微粒核，一一般帶負電荷，形成負離子層，其外

部由於電性吸引而形成一個正離子層，而形成雙電層。（1分）

3)土壤膠體的凝聚性和分散性：由於膠體的比表面和表面能都很大，為減小表面能，膠體具有相互吸引、凝聚的趨勢，這就是膠體的凝聚性。但是在土壤溶液中膠體常帶負電荷，即具有負的電動電位，所以膠體微粒又因相同電荷而相互排斥，電動電位越高，相互排斥力越強，肢體微粒呈現出的分散性也越強。

3.試述酸雨的主要成分、成因及寫出有關化學反應式。

答：酸雨的主要成分是硫酸和硝酸。從污染源排放出來的SO2和NOx經氧化形成硫酸、硝酸和亞硝酸和亞硝酸，這是造成酸雨的主要原因。其形成過程用方程表示如下：

SO2+[O]?SO3  SO3+H2O?H2SO4  SO3+H2O?H2SO3

H2SO3+[O]? H2SO4NO+[O]? NO2  2NO2+ H2O?HNO3+ HNO2  (3分)

4. 大氣中HO主要來源有哪些？寫出相關方程式。

1）O3的光解：對於清潔大氣，O3的光解是大氣中HO自由基的重要來源：

2)HNO2和H2O2的光解：對於污染大氣，亞硝酸和H2O2光解是大氣中HO重要來源

5. 簡述水體沉積物中重金屬的釋放的影響因素

1）鹽濃度升高：鹼金屬或鹼土金屬能把吸附在固體顆粒上的金屬離子釋放出來。這是金屬從沉積物中釋放的主要途徑。

2）氧化還原條件的變化：湖泊、河口及近岸沉積物中含有較多的好氧物質，使一定深度下的氧化還原電位降低，鐵、錳等全部或部分溶解，被其吸附的或與之共存的重金屬離子也被解析出來。

3）降低pH值

降低pH值，使碳酸鹽和 氫氧化物溶解， H+的競爭增加了金屬離子的解析量。（1分）

4）增加水中配合劑的含量：天然或人為的配合劑使用量的增加，可使金屬離子形成可溶性配合物，使重金屬從固體顆粒上解吸下來。

五、計算題（20分）

1. O3的鍵能為101.2 kJ/mol，計算可以使O3分子光化學反應裂解成O和O2的最大波長。（光速c = 3.0×108 m/s，普朗克常數h = 6.63×10-34J.s/光量，阿伏加德羅常數N0=6.02×1023）。

解：  E =N0h?= N0hchc ?= N0-348?6.63?10J.s?3.0?10?=6.02?10

101.2 kJ/mol?10J/ kJ23 m/s =1.183×10-6m =118.3nm

答: 使O3分子裂解成O和O2最大波長為118.3 nm。

2. 某有機分子量為192，溶解在含有懸浮物的水體中，若懸浮物中80%為細顆粒，有機碳含量為10%，其餘粗顆粒有機碳含量為4%，已知該有機物在水中溶解度為0.08mg/L，求分配係數（Kp）。(8分)

解： ㏒Kow=5.00-0.670㏒(SW?103/M)

㏒Kow=5.00-0.670㏒(0.08?103/192)=5.25

則Kow=1.78?105 Koc=0.63?Kow=0.63?1.78?105=1.12?10

f53=1.1210[0.2(1-0.80)(0.01)+0.850.05] =9.1410Kp?Koc[0.2(1?f)XS?fX]???OCOC

答：該有機物的分配係數Kp是6.63?103。

3. 具有3.00×10mol/L鹼度的水，pH為8.00，請計算[H2CO3]、[HCO3]、[CO3]和[OH]的濃度各是多少？(5分) K1  =4.45×10; K2  =  4.69×10-7 -11 -3 * -2--

2--答：根據平衡方程求各種碳酸物百分比確定，當pH=8.00時，CO3的濃度與HCO3濃度相比

可以忽略，此時鹼度全部由HCO3-貢獻。

[HCO3]=[鹼度]= 3.00×10mol/L  [OH]=1.00×10mol/L

根據離解常數K1，可以計算出的[H2CO3]濃度：

[H2CO3]=[H][HCO3]/K1 =1.00×10×3.00×10/4.45×10=6.75×10mol/L

代入K2的表示式計算[CO3]:

[CO3]= K2[HCO3]/[H]  =4.69×10×3.00×10/1.00×10

六、論述題（2×10=20）

1．結合臭氧層破壞機理，提出保護臭氧層的對策。

1）破壞機理：水蒸汽、氮氧化物、氟氯烴等能加速臭氧耗損過程，破壞臭氧層的穩定狀態，這些物質顆催化臭氧的分解。

a) 氮氧化物的破壞作用  b) HO.自由基對臭氧的破壞作用

2--+-11-3 -6 2-* --6-3-7-5 * --3 --6 =1.41×10 mol/L-5