环境化学试题及答案大全.pdf
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1、 环境化学试题及答案大全 Last revised by LE LE in 2021 环境化学(A)题号 一 二 三 四 五 六 七 八 得分 评阅人 复查人签名 合分人签名 一.填空(每空 1 分)得分 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105 J/mol 故可引起 NO 键断裂。2、设大气
2、压力为105Pa(25),空气中水蒸气的分压为105Pa(25),氧溶于水的亨利常数为108,计算氧气在水中的溶解度。(10 分)得分 解:PO2=105(pa)O2(aq)=KHPO2=10510-8 =10-4(mol/l)O2(aq)=10-4321000 =(mg/l)3、具有10-3mol/L 碱度的水,pH 为,请计算H2CO3*、HCO3-、CO32-的浓度各是多少已知下表数据:pH 0 1 2 10-4(10 分)得分 解:当 pH=时,CO3-的浓度与 HCO3-的浓度相比可以忽略,查表 pH=时,=,则HCO3-=碱度=10-3mol/l/l。H+=OH-=10-7 mol
3、/l。HCO3=H+HCO3-/K1=10-710-3/10-7)=10-4mol/l。CO3-=K2HCO3-/H+=10-1110-3/10-7)=10-7 mol/l。4、在厌氧消化池中,和 pH 值的水接触的气体含 65的 CH4和 35的 CO2,已知 eCHO281 OCHH244181,pE0=,请计算 pE 和 Eh(10 分)得分 解 pE=pE0+1/n lg(反应物/生成物)=+H+/=+lg 10-7/=+lg 7=Eh=5、一个有毒化合物排入至 pH,T25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=10-7L/,
4、中性水解速率常数 Kn=1.请计算化合物的水解速率常数。(5 分)得分 解:Kh=Kn+w(KaH+KbOH-)=+(0+10-7)=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10-3mol/L,溶液中每克悬浮固体吸附溶质为10-3mol/L,当平衡浓度降至10-3mol/L 时,每克吸附剂吸附溶质为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=CACG0 10-3=3100.33100.30AG (1)10-3=3100.13100.10AG (2)2=3100.33100.3A3100.13100.1A 2A+10-3
5、=(A+10-3)2A+10-3=3.0A+10-3 A=10-3 G0=10-3(mol/Lg)1.在一个 pH 为,总碱度为 L 的水体中,如加入碳酸钠使其碱化,问需加多少mmol/L 的碳酸钠才能使水体 pH 上升至如用 NaOH 强碱进行碱化,又需加多少碱(pH=时,0=,1=,2=10-4,=;pH=时,0=,1=,2=10-3,=)(本小题 10 分)解:总碱度KW/H+CT(1+22)-H+CT2121总碱度+H+-OH-令 2121 当 pH 在 59 范围内、碱度10-3mol/L 时,H+、OH-项可以忽略不计,得到简化式:CT碱度 当 pH时,1,210-4,则,CT 碱
6、度L 若加入碳酸钠将水的 pH 升至,此时 CT值与碱度值均有变化。设加入的碳酸钠量为 CO32-,则有 CT+CO32-碱度+2CO32-解得,CO32-mmol/L 若加入氢氧化钠将水的 pH 升至,其 CT值并不变化,可得:碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量:OH-mmol/L 2.含镉废水通入 H2S 达到饱和并调 pH 值为,请计算水中剩余镉离子浓度(已知CdS 的溶度积为10-27,H2S 离解常数 K1=10-8,K2=10-15,饱和水溶液中)。(本小题 7 分)解:H2SH+HS-Ka1=H+HS-/H2S HS-=Ka1H2S/H+HS-H+S2-Ka2=H+S2-/HS
7、-=H+2S2-/Ka1H2S S2-=Ka1*Ka2H2S/H+2=10-810-15(10-8)2=10-7mol/l CdSCd2+S2-Ksp=Cd2+S2-Cd2+=Ksp/S2-=10-27/10-7=10-20 mol/l 3一个有毒化合物排入至 pH,T25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=10-7L/,中性水解速率常数 Kn=1.请计算化合物的水解速率常数。(6 分)解:已知 Ka=0,H+=Kn=Kb=10-7 Kh=KaH+Kn+KbKw/H+=0+10-7=(d-1)T1/2=Kh=2011 环境化学专业考
8、研测试题及答案 2010-10-27 14:09:00 来源:(北京)一、名词解释 1 气温垂直递减率 2 光化学反应 3 吸附等温线 4 盐基饱和度 5 生物放大 6 天然水的碱度 7Kow 8 标化分配系数 二、回答下列问题 1 过氧自由基 HO2 的主要来源有哪些 2 简述大气污染物汇的机制。3 简述环境污染物的三致作用。4 简述土壤的缓冲性能及其原理。5 水中有机污染程度的指标是什么并分别加以说明。6 简要回答河流中的泥沙对重金属的迁移转化的影响,并举例加以说明。三、计算题 有如下两个单体系,其中一个是 Cu2+、Cu+(pE0=,Cu2+=10-5mol/L,Cu+=10-4mol/
9、L),另一个是 Fe3+、Fe2+(pE0=,Fe3+=10-3mol/L,Fe2+=L)。如果各取 1 升,将其成为一个混合体系,并假定 Fe3+被 Cu+还原完全,试计算哪个体系是决定电位 四、分析论述题 1某市一家铅锌冶炼厂的含铅废水经化学处理后排入水体中,排污口水中铅的含量为L,而在下流 500m 处水中铅的含量只有 34g/L,试分析其原因 2确定酸雨 pH 界限的依据是什麽 3下图是 C3H6、NO、空气(O2、N2)混合物经紫外线照射后的时间成分关系图。从图中可知,随 NO 和 C3H6 等初始反应物的氧化消耗,NO2 和醛量增加;当 NO耗尽时,NO2 出现最大值。此后,随着
10、NO2 的消耗(浓度下降),O3 和其他氧化剂如过氧乙酰硝酸酯(PAN)产生了。试利用大气环境化学原理分析可能发生的环境现象,并阐述其机制。参考答案 一、名词解释 1 气温垂直递减率:气温随高度的变化通常以气温垂直递减率()表示,即每垂直升高 100m,气温的变化值:T绝对温度,K;Z高度。2 光化学反应:光化学反应:一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的反应,称为光化学反应。3 吸附等温线:在恒温等条件下,吸附量 Q 与吸附物平衡浓度 c 的关系曲线称为吸附等温线,其相应的数学方程式称为吸附等温式。适用于水体颗粒物对污染物的吸附等温式有 Henry 型、弗莱特利希(Freundli
11、ch)和朗格缪尔(Langmuir)三种等温式。4 盐基饱和度:盐基饱和度()交换性盐基总量/阳离子交换量 X100 5 生物放大:同一食物链上的高营养级生物,通过吞噬低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质,使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象 6 天然水的碱度:指水中能与强酸发生中和作用的全部物质,亦即能接受质子H+的物质总量。7Kow:辛醇-水分配系数,既化学物质在辛醇中浓度和在水中浓度的比例。8 标化分配系数:表示有机毒物在沉积物(或土壤)与水之间的分配系数,以有机碳为基础。Koc=Kp/Xoc。二、回答下列问题 1 过氧自由基 HO2 的主要来源有哪些 HO2 的主要来源是大气中
12、甲醛(HCHO)的光分解:HCHO+hH+HCO H+O2HO2 HCO+O2CO+HO2 2 简述大气污染物的汇的机制 重力沉降,与植物、建筑物或地面(土壤)相碰撞而被捕获(被表面吸附或吸收)的过程,统称为干沉降。大气中的物质通过降水而落到地面的过程称为湿沉降。污染物在大气中通过化学反应生成其他气体或粒子而使原污染物在大气中消失的过程,称为化学去除 3 简述环境污染物的三致作用。三致作用定义;致突变作用;致癌作用;致畸作用。4 简述土壤的缓冲性能及其原理。答:定义:土壤缓冲性能是指土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力,它可以保持土壤反应的相对稳定,为植物生长和土壤生物的活动创造比较稳定的生
13、活环境。溶液的缓冲作用:无机酸(碳酸等)+有机酸(腐殖酸、其他)酸酸和碱 胶体的缓冲作用:对酸的缓冲作用:胶体-M+HCl 胶体-H+MCl 对碱的缓冲作用:胶体-H+MOH 胶体-M+H2O Al 离子对碱的缓冲作用:5 水中有机污染程度的指标是什么并分别加以说明。答:水体中有机污染物的种类繁多、组成复杂,现代分析技术难以分别测定它们的含量。因此,只能利用它们共同的特点,用一些指标间接反映水体中有机物的污染程度。常见的指标有:溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。6 简要回答河流中的泥沙对重金属的迁移转化的影响,并举例加以说明。答:(1)河流泥沙中主要有蒙脱石、高岭石、伊利石等
14、,其中粒径小于 50m 的占 82%;研究表明,泥沙的粒径越小,比表面越大,吸附重金属的量也越大;当重金属浓度不变时,随着河流泥沙量增大,对重金属的吸附量增大;河流泥沙对重金属离子的吸附符合弗莱特利希等温线;(2)泥沙对重金属离子的吸附量随 pH 的升高而增大;河水左右,重金属离子在此条件下有不同程度的水解、沉淀、配合和被悬浮物吸附,控制了河水中可溶性重金属离子的浓度;(3)泥沙中有机质含量随季节而变化,悬浮物中有机质大于沉积物中有机质的含量,泥沙中重金属的吸附量与有机质的含量呈正相关;重金属在河水、悬浮物、沉积物中的分配比是:悬浮物大于沉积物,而沉积物和悬浮物远远大于河水中重金属含量。由此可
15、见,河流中泥沙对重金属的迁移转化有很大的影响。三、计算题 有如下两个单体系,其中一个是 Cu2+、Cu+(pE0=,Cu2+=10-5mol/L,Cu+=10-4mol/L),另一个是 Fe3+、Fe2+(pE0=,Fe3+=10-3mol/L,Fe2+=L)。如果各取 1 升,将其成为一个混合体系,并假定 Fe3+被 Cu+还原完全,试计算哪个体系是决定电位 解:有两个单体系 Cu2+e=Cu+pE0=当Cu2+=10-5mol/L,Cu+=10-4mol/L 时,pECu2+/Cu+=Fe3+e=Fe2+pE0=当Fe3+=10-3mol/L,Fe2+=L 时,pEFe3+/Fe2+=如果
16、各取 1 升,将其成为一个混合体系,并假定 Fe3+被 Cu+还原完全,则有 Fe3+=(10-3-10-4)/2=10-4mol/L Fe2+=(10-1+10-4)/2=10-2mol/L 混合体系的电位为:pE 混合=pEFe3+/Fe2+=pE0Fe3+/Fe2+lgFe3+/Fe2+=+10-4/10-2=由上可知,混合体系的 pE 处在铜单体系与铁单体系电位之间,并与含量较高的铁单体系的电位相近。所以铁体系为决定电位。四、分析论述题 1某市一家铅锌冶炼厂的含铅废水经化学处理后排入水体中,排污口水中铅的含量为L,而在下流 500m 处水中铅的含量只有 34g/L,试分析其原因 (1)
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