環(huán)境化學(xué)專業(yè)考研測試題及參考答案
我們?cè)谶M(jìn)行環(huán)境化學(xué)專業(yè)考研的時(shí)候，面對(duì)一些測試題，我們需要掌握好答案。小編為大家精心準(zhǔn)備了環(huán)境化學(xué)專業(yè)考研指南攻略，歡迎大家前來閱讀。
環(huán)境化學(xué)專業(yè)考研復(fù)習(xí)測試題及答案
一、名詞解釋
1大氣穩(wěn)定度
2大氣逆輻射
3化學(xué)形態(tài)
4標(biāo)化分配系數(shù)
5核衰變
6生物轉(zhuǎn)運(yùn)
7天然水的堿度
8Kow
二、回答下列問題
1大氣中有哪些主要自由基?
2請(qǐng)簡述對(duì)流層中光化學(xué)氧化劑-O3的主要來源?
3試分析具有溫室效應(yīng)作用的“臭氧”與平流層的“臭氧”差別?
4試分析水體中的污染物的種類。
5分析有害廢物的特征及鑒別標(biāo)準(zhǔn)?
6水中有機(jī)污染程度的指標(biāo)是什么?并分別加以說明。
三、計(jì)算題
某有機(jī)物分子量為192，溶解在含有懸浮物的水體中,若懸浮物中85%為細(xì)顆粒物，有機(jī)碳含量為5%，其余粗顆粒物有機(jī)碳含量為1%，已知該有機(jī)物在水中溶解度為0.05mg/L,那么，計(jì)算其分配系數(shù)Kp?
四、分析論述題
1依據(jù)下圖分析光化學(xué)煙霧形成的機(jī)理?
2以鉛為例分析重金屬在水環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化途徑。
3試論述汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化途徑?
參考答案
一、名詞解釋
1大氣穩(wěn)定度：指大氣的穩(wěn)定程度,或者說大氣中某一高度上的氣塊在垂直方向上相對(duì)穩(wěn)定程度。
2大氣逆輻射:CO2和H2O吸收地面輻射的能量后，又以長波輻射的形式將能量放出。這種輻射是向四面八方的，而在垂直方向上則有向上和向下兩部分，向下的部分因與地面輻射方向相反，稱為“大氣逆輻射”。
3化學(xué)形態(tài)(chemical species)，指某一元素在環(huán)境中以某種離子或分子存在的實(shí)際形式。如Hg可以Hg2+、Hg(OH)2、HgCl2-、HgCl42-、CH2Hg+等形態(tài)存在。
4標(biāo)化分配系數(shù)：即以有機(jī)碳為基礎(chǔ)表示的分配系數(shù)。
5核衰變：放射性核素自發(fā)地改變結(jié)構(gòu)形成另一種核素的過程。
6生物轉(zhuǎn)運(yùn)：污染物被機(jī)體吸收后進(jìn)入血液,通過血液循環(huán)分布到全身各組織器官，在組織細(xì)胞內(nèi)發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化，形成代謝物，吸收、分布和排泄具有類似的機(jī)理，均是反復(fù)通過生物膜的過程使外來化合物在體內(nèi)發(fā)生移位，統(tǒng)稱生物轉(zhuǎn)運(yùn)。
7天然水的堿度：指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即能接受質(zhì)子H+的物質(zhì)總量。
8Kow：辛醇-水分配系數(shù)，既化學(xué)物質(zhì)在辛醇中濃度和在水中濃度的比例。
二、回答下列問題
1大氣中有哪些主要自由基?
氫氧自由基、HO2、烴基、烴類含氧基、過氧基等。
2請(qǐng)簡述對(duì)流層中光化學(xué)氧化劑-O3的主要來源?
對(duì)流層中O3的天然源最主要的有兩個(gè)：一是由平流層輸入，二是光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生O3。自然界的光化學(xué)過程是O3的重要來源，由CO產(chǎn)生O3的光化學(xué)機(jī)制為：
CO+·OH→CO2+·H
·H+O2+M→HO2·+M
HO2·+NO→NO2+·OH?
NO2+?hν?→NO+O
O+O2+M→O3+M
O3的人為源包括交通運(yùn)輸、石油化學(xué)工業(yè)及燃煤電廠。
3試分析具有溫室效應(yīng)作用的“臭氧”與平流層的“臭氧”差別?
地球上90%的臭氧分布在距地面25km的平流層，另外約10%存在于對(duì)流層。
對(duì)流層臭氧是一種溫室氣體，它的濃度隨緯度、經(jīng)度、高度和季節(jié)變化而變化。對(duì)流層臭氧濃度北半球比南半球高。
平流層中的臭氧吸收了太陽發(fā)射到地球的大量對(duì)人類、動(dòng)物和植物有害的紫外線，為地球提供了一個(gè)防止紫外線輻射的屏障。
通過觀測發(fā)現(xiàn)，平流層中的臭氧含量減少，而對(duì)流層中的臭氧含量增加。由于有90%的臭氧在平流層，所以總量在下降。
對(duì)流層臭氧形成人為來源：NO2的光解反應(yīng)是它在大氣中最重要的化學(xué)反應(yīng)，是大氣中O3生成的引發(fā)反應(yīng)，也是O3唯一的人為來源。(見第七節(jié))
南極上空平流層臭氧(臭氧層)濃度減少，形成了臭氧空洞。
4試分析水體中的污染物的種類。
美國科學(xué)家把水體污染物分為八類：
耗氧污染物;致病污染物;合成有機(jī)物;植物營養(yǎng)物;無機(jī)及礦物質(zhì);由土壤、巖石沖刷下來得沉積物;放射性物質(zhì);熱污染
5分析有害廢物的特征及鑒別標(biāo)準(zhǔn)?
有害廢物的特性通常包括易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、浸出毒性、急性毒性、放射性和疾病傳染性。根據(jù)這些性質(zhì)，世界各國均制定了自己的鑒別標(biāo)準(zhǔn)和危險(xiǎn)廢物名錄。
6水中有機(jī)污染程度的指標(biāo)是什么?并分別加以說明。
答：水體中有機(jī)污染物的種類繁多、組成復(fù)雜，現(xiàn)代分析技術(shù)難以分別測定它們的含量。因此，只能利用它們共同的特點(diǎn)，用一些指標(biāo)間接反映水體中有機(jī)物的污染程度。
常見的指標(biāo)有：溶解氧、生化需氧量、化學(xué)需氧量、總有機(jī)碳和總需氧量。
三、計(jì)算題
某有機(jī)物分子量為192，溶解在含有懸浮物的水體中,若懸浮物中85%為細(xì)顆粒物，有機(jī)碳含量為5%，其余粗顆粒物有機(jī)碳含量為1%，已知該有機(jī)物在水中溶解度為0.05mg/L,那么，計(jì)算其分配系數(shù)Kp?
解：lgKow=5.00-0.670lg(SwX103/M)
Koc=0.63Kow
Kp=Koc[0.2(1-f)XocS+fXocf]=6.63X103
四、分析論述題
1依據(jù)下圖分析光化學(xué)煙霧形成的機(jī)理?
答：(1)清晨大量的碳?xì)浠衔锖蚇O由汽車尾氣及其他源排入大氣。由于晚間NO氧化的結(jié)果，已有少量NO2存在。當(dāng)日出時(shí)，NO2光解離提供原子氧，然后NO2光解反應(yīng)及一系列次級(jí)反應(yīng)發(fā)生，·OH基開始氧化碳?xì)浠衔�，并生成一批自由基，它們有效地將NO轉(zhuǎn)化為NO2，使NO2濃度上升，碳?xì)浠衔锛癗O濃度下降;當(dāng)NO2達(dá)到一定值時(shí)，O3開始積累，而自由基與NO2的反應(yīng)又使NO2的增長受到限制;當(dāng)NO向NO2轉(zhuǎn)化速率等于自由基與NO2的反應(yīng)速率時(shí)，NO2濃度達(dá)到極大，此時(shí)O3仍在積累之中;當(dāng)NO2下降到一定程度時(shí)，就影響O3的生成量;當(dāng)O3的積累與消耗達(dá)成平衡時(shí)，O3達(dá)到極大，
(2)12個(gè)化學(xué)反應(yīng)概括了光化學(xué)煙霧形成的整個(gè)過程：
引發(fā)反應(yīng)：NO2+hν→NO+O
O+O2+M→O3+M
NO+O3→NO2+O2
鏈傳遞反應(yīng)：RH+·OH→RO2·+H2O
RCHO+·OH→RC(O)O2·+H2O
RCHO+hν→RO2·+HO2·+CO
HO2·+NO→NO2+·OH
RO2·+NO→NO2+R′CHO+HO2·
RC(O)O2·+NO→NO2+RO2·+CO2
終止反應(yīng)：·OH+NO2→HNO3
RC(O)O2·+NO2→RC(O)O2NO2
RC(O)O2NO2→RC(O)O2·+NO2
2以鉛為例分析重金屬在水環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化途徑。
答：(1)含鉛的稀釋、擴(kuò)散;
(2)水體中膠體物質(zhì)對(duì)重金屬的吸附作用：
無機(jī)膠體：
次生黏土礦物;鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物;
有機(jī)膠體：蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)。
(3)氧化-還原轉(zhuǎn)化：各價(jià)態(tài)之間的.相互轉(zhuǎn)化;
(4)溶解和沉淀反應(yīng)：
(5)配合反應(yīng):無機(jī)配體：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-
有機(jī)配體:氨基酸、糖、腐殖酸
生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA、農(nóng)藥等
(6)生物甲基化作用.
(7)生物富集作用
3試論述汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化途徑?
要點(diǎn)：汞的氧化還原特征、微生物對(duì)汞的甲基化、土壤及成分對(duì)汞的固定和釋放等方面進(jìn)行闡述
一汞的氧化還原特征
土壤中汞形態(tài)分為：金屬汞無機(jī)結(jié)合汞有機(jī)結(jié)合汞
無機(jī)汞：HgSHgOHgCO3HgSO4HgCl2Hg(NO3)2
有機(jī)汞：甲基汞土壤腐殖酸結(jié)合態(tài)汞有機(jī)汞農(nóng)藥醋酸苯汞
土壤環(huán)境的EhPH決定著汞的存在形態(tài)，三價(jià)態(tài)相互之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：
氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+
歧化作用：Hg22+--Hg2++Hg0
土壤微生物作用：Hg2+---Hg0
環(huán)境化學(xué)專業(yè)考研測試題型及答案
一、名詞解釋
1氣溫垂直遞減率
2光化學(xué)反應(yīng)
3吸附等溫線
4鹽基飽和度
5生物放大
6天然水的堿度
7Kow
8標(biāo)化分配系數(shù)
二、回答下列問題
1過氧自由基HO2·的主要來源有哪些?
2簡述大氣污染物匯的機(jī)制。
3簡述環(huán)境污染物的三致作用。
4簡述土壤的緩沖性能及其原理。
5水中有機(jī)污染程度的指標(biāo)是什么?并分別加以說明。
6簡要回答河流中的泥沙對(duì)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化的影響，并舉例加以說明。
三、計(jì)算題
有如下兩個(gè)單體系，其中一個(gè)是Cu2+、Cu+(pE0=5.82，[Cu2+]=10-5mol/L,[Cu+]=10-4mol/L)，另一個(gè)是Fe3+、Fe2+(pE0=13.05，[Fe3+]=10-3mol/L，F(xiàn)e2+=0.1mol/L)。如果各取1升，將其成為一個(gè)混合體系，并假定Fe3+被Cu+還原完全，試計(jì)算哪個(gè)體系是決定電位?
四、分析論述題
1.某市一家鉛鋅冶煉廠的含鉛廢水經(jīng)化學(xué)處理后排入水體中，排污口水中鉛的含量為0.3～0.4mg/L，而在下流500m處水中鉛的含量只有3～4μg/L，試分析其原因?
2.確定酸雨pH界限的依據(jù)是什麼?
3.下圖是C3H6、NO、空氣(O2、N2)混合物經(jīng)紫外線照射后的時(shí)間成分關(guān)系圖。從圖中可知，隨NO和C3H6等初始反應(yīng)物的氧化消耗，NO2和醛量增加;當(dāng)NO耗盡時(shí)，NO2出現(xiàn)最大值。此后，隨著NO2的消耗(濃度下降)，O3和其他氧化劑如過氧乙酰硝酸酯(PAN)產(chǎn)生了。試?yán)么髿猸h(huán)境化學(xué)原理分析可能發(fā)生的環(huán)境現(xiàn)象，并闡述其機(jī)制。
參考答案
一、名詞解釋
1氣溫垂直遞減率：
氣溫隨高度的變化通常以氣溫垂直遞減率(Г)表示，即每垂直升高100m，氣溫的變化值： T-絕對(duì)溫度，K;Z-高度。
2光化學(xué)反應(yīng)：光化學(xué)反應(yīng):一個(gè)原子、分子、自由基或離子吸收一個(gè)光子所引發(fā)的反應(yīng)，稱為光化學(xué)反應(yīng)。
3吸附等溫線：在恒溫等條件下，吸附量Q與吸附物平衡濃度c的關(guān)系曲線稱為吸附等溫線，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)方程式稱為吸附等溫式。適用于水體顆粒物對(duì)污染物的吸附等溫式有Henry型、弗萊特利希(Freundlich)和朗格繆爾(Langmuir)三種等溫式。
4鹽基飽和度：鹽基飽和度(%)=交換性鹽基總量/陽離子交換量X100%
5生物放大：同一食物鏈上的高營養(yǎng)級(jí)生物，通過吞噬低營養(yǎng)級(jí)生物蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營養(yǎng)級(jí)數(shù)提高而增大的現(xiàn)象
6天然水的堿度：指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即能接受質(zhì)子H+的物質(zhì)總量。
7Kow：辛醇-水分配系數(shù)，既化學(xué)物質(zhì)在辛醇中濃度和在水中濃度的比例。
8標(biāo)化分配系數(shù)：表示有機(jī)毒物在沉積物(或土壤)與水之間的分配系數(shù)，以有機(jī)碳為基礎(chǔ)。Koc=Kp/Xoc。
二、回答下列問題
1過氧自由基HO2·的主要來源有哪些?
HO2·的主要來源是大氣中甲醛(HCHO)的光分解：
HCHO+?hν→H·+HC·O
H·+O2→HO2·
HC·O+O2→CO+HO2·
2簡述大氣污染物的匯的機(jī)制
重力沉降，與植物、建筑物或地面(土壤)相碰撞而被捕獲(被表面吸附或吸收)的過程，統(tǒng)稱為干沉降。
大氣中的物質(zhì)通過降水而落到地面的過程稱為濕沉降。
污染物在大氣中通過化學(xué)反應(yīng)生成其他氣體或粒子而使原污染物在大氣中消失的過程，稱為化學(xué)去除
3簡述環(huán)境污染物的三致作用。
三致作用定義;
致突變作用;
致癌作用;
致畸作用。
4簡述土壤的緩沖性能及其原理。
答：定義：土壤緩沖性能是指土壤具有緩和其酸堿度發(fā)生激烈變化的能力，它可以保持土壤反應(yīng)的相對(duì)穩(wěn)定，為植物生長和土壤生物的活動(dòng)創(chuàng)造比較穩(wěn)定的生活環(huán)境。
溶液的緩沖作用：
無機(jī)酸(碳酸等)+有機(jī)酸(腐殖酸、其他)
酸酸和堿
膠體的緩沖作用：
對(duì)酸的緩沖作用：膠體-M+HCl膠體-H+MCl
對(duì)堿的緩沖作用：膠體-H+MOH膠體-M+H2O
Al離子對(duì)堿的緩沖作用：
5水中有機(jī)污染程度的指標(biāo)是什么?并分別加以說明。
答：水體中有機(jī)污染物的種類繁多、組成復(fù)雜，現(xiàn)代分析技術(shù)難以分別測定它們的含量。因此，只能利用它們共同的特點(diǎn)，用一些指標(biāo)間接反映水體中有機(jī)物的污染程度。
常見的指標(biāo)有：溶解氧、生化需氧量、化學(xué)需氧量、總有機(jī)碳和總需氧量。
6簡要回答河流中的泥沙對(duì)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化的影響，并舉例加以說明。
答：(1)河流泥沙中主要有蒙脫石、高嶺石、伊利石等，其中粒徑小于50μm的占82%;研究表明，泥沙的粒徑越小，比表面越大，吸附重金屬的量也越大;當(dāng)重金屬濃度不變時(shí)，隨著河流泥沙量增大，對(duì)重金屬的吸附量增大;河流泥沙對(duì)重金屬離子的吸附符合弗萊特利希等溫線;
(2)泥沙對(duì)重金屬離子的吸附量隨pH的升高而增大;河水pH8.3左右，重金屬離子在此條件下有不同程度的水解、沉淀、配合和被懸浮物吸附，控制了河水中可溶性重金屬離子的濃度;
(3)泥沙中有機(jī)質(zhì)含量隨季節(jié)而變化，懸浮物中有機(jī)質(zhì)大于沉積物中有機(jī)質(zhì)的含量，泥沙中重金屬的吸附量與有機(jī)質(zhì)的含量呈正相關(guān);重金屬在河水、懸浮物、沉積物中的分配比是：懸浮物大于沉積物，而沉積物和懸浮物遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于河水中重金屬含量。
由此可見，河流中泥沙對(duì)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化有很大的影響。
三、計(jì)算題
有如下兩個(gè)單體系，其中一個(gè)是Cu2+、Cu+(pE0=5.82，[Cu2+]=10-5mol/L,[Cu+]=10-4mol/L)，另一個(gè)是Fe3+、Fe2+(pE0=13.05，[Fe3+]=10-3mol/L，F(xiàn)e2+=0.1mol/L)。如果各取1升，將其成為一個(gè)混合體系，并假定Fe3+被Cu+還原完全，試計(jì)算哪個(gè)體系是決定電位?
解：有兩個(gè)單體系
Cu2++e===Cu+pE0=5.82
當(dāng)[Cu2+]=10-5mol/L,[Cu+]=10-4mol/L時(shí)，
pECu2+/Cu+=4.82
Fe3++e=Fe2+?pE0=13.05
當(dāng)[Fe3+]=10-3mol/L，F(xiàn)e2+=0.1mol/L時(shí)，
pEFe3+/Fe2+=11.05
如果各取1升，將其成為一個(gè)混合體系，并假定Fe3+被Cu+還原完全，則有
[Fe3+]=(10-3-10-4)/2=4.5×10-4mol/L
[Fe2+]=(10-1+10-4)/2=5.005×10-2mol/L
混合體系的電位為：
pE混合=pEFe3+/Fe2+=pE0Fe3+/Fe2++lg[Fe3+]/[Fe2+]
=(13.05+lg4.5×10-4/5.005×10-2=11.00
由上可知，混合體系的pE處在銅單體系與鐵單體系電位之間，并與含量較高的鐵單體系的電位相近。所以鐵體系為決定電位。
四、分析論述題
1.某市一家鉛鋅冶煉廠的含鉛廢水經(jīng)化學(xué)處理后排入水體中，排污口水中鉛的含量為0.3～0.4mg/L，而在下流500m處水中鉛的含量只有3～4μg/L，試分析其原因?
(1)含鉛廢水的稀釋、擴(kuò)散;
(2)水體中膠體物質(zhì)對(duì)重金屬的吸附作用：
無機(jī)膠體：
次生黏土礦物;鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物;
有機(jī)膠體：蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)。
(3)氧化-還原轉(zhuǎn)化：各價(jià)態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化;
(4)溶解和沉淀反應(yīng)：
(5)配合反應(yīng):無機(jī)配體：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-
有機(jī)配體:氨基酸、糖、腐殖酸
生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA、農(nóng)藥等
(6)生物甲基化作用.
(7)生物富集作用
2.確定酸雨pH界限的依據(jù)是什麼?
(1)酸雨是最常見酸性降水，酸性降水是指通過降水，如雨、雪、霧、冰雹等將大氣中的酸性物質(zhì)遷移到地面的過程。這種降水過程稱濕沉降。
(2)降水pH主要推導(dǎo)方程式。
(3)多年來國際上一直把pH值為5.6作為判斷酸雨的界限，pH值小于5.6的降雨稱為酸雨。
(4)通過對(duì)降水多年觀察，對(duì)pH值為5.6作為酸性降水的界限以及判別人為污染界限有了不同觀點(diǎn)，主要因?yàn)椋?/p>
a，在清潔大氣中，除有CO2外還存在各種酸、堿性氣態(tài)和氣溶膠物質(zhì)，它們通過成云和降水沖刷進(jìn)入雨水中，降水酸度是各物質(zhì)綜合作用的結(jié)果;
b，硝酸和硫酸并不都是人為源;天然源產(chǎn)生的SO2等都可進(jìn)入雨水;
c，空氣中堿性物質(zhì)中和用，使得空氣中酸性污染嚴(yán)重的地區(qū)并不表現(xiàn)出來酸雨;
d，其他離子污染嚴(yán)重的降水并不一定表現(xiàn)強(qiáng)酸性。
3.下圖是C3H6、NO、空氣(O2、N2)混合物經(jīng)紫外線照射后的時(shí)間成分關(guān)系圖。從圖中可知，隨NO和C3H6等初始反應(yīng)物的氧化消耗，NO2和醛量增加;當(dāng)NO耗盡時(shí)，NO2出現(xiàn)最大值。此后，隨著NO2的消耗(濃度下降)，O3和其他氧化劑如過氧乙酰硝酸酯(PAN)產(chǎn)生了。試?yán)么髿猸h(huán)境化學(xué)原理分析可能發(fā)生的環(huán)境現(xiàn)象，并闡述其機(jī)制。
答：光化學(xué)煙霧：汽車、工廠等污染源排入大氣的碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化物(NOx)等
一次污染物在陽光中紫外線照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成一些氧化性很強(qiáng)的O3、醛類、
PAN、HNO3等二次污染物。人們把參與光化學(xué)反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有氣體和顆粒物)所形成的煙霧，稱為光化學(xué)煙霧。
可以認(rèn)為上述反應(yīng)是大大簡化了的光化學(xué)煙霧形成的基本反應(yīng)。1986年Seinfeld用12個(gè)化學(xué)反應(yīng)概括了光化學(xué)煙霧形成的整個(gè)過程：
引發(fā)反應(yīng)：NO2+hν→NO+O
O+O2+M→O3+M
NO+O3→NO2+O2
鏈傳遞反應(yīng)：RH+·OH→RO2·+H2O
RCHO+·OH→RC(O)O2·+H2O
RCHO+hν→RO2·+HO2·+CO
HO2·+NO→NO2+·OH
RO2·+NO→NO2+R′CHO+HO2·
RC(O)O2·+NO→NO2+RO2·+CO2
終止反應(yīng)：·OH+NO2→HNO3
RC(O)O2·+NO2→RC(O)O2NO2
RC(O)O2NO2→RC(O)O2·+NO2
環(huán)境化學(xué)專業(yè)考研模擬測試題及答案
一 名詞解釋(每題2分,共30分)
電子活度
專屬吸附作用
敏化光解
共代謝
濕沉降
可吸入顆粒物
二次污染物
PCBs
鹽基飽和度
土壤酸度
離子交換吸附
三致效應(yīng)
標(biāo)化分配系數(shù)
b氧化途徑
拮抗作用
二 公式推導(dǎo)(每題5分,共10分)
1 寫出天然水體堿度的組成，并推導(dǎo)碳酸鹽水體的總堿度的表達(dá)式(僅與H+和平衡常數(shù)有關(guān))。
2 推導(dǎo)出與大氣中CO2平衡的降水的pH計(jì)算式。
三 簡答題(每題5分,共25分)
1 寫出天然水體的八大離子，并解釋電中性原理。
2 簡述丙酮酸的生物轉(zhuǎn)化過程。
3 大氣中HO·自由基的主要來源。
4 簡述土壤的酸堿性。
5 簡述汞的甲基化過程。
四 計(jì)算題(每題10分,共20分)
1含鎘廢水通入H2S達(dá)到飽和并調(diào)整pH值為8.0，請(qǐng)算出水中剩余鎘離子的濃度。(已知CdS的溶度積為7.9*10-27，飽和水溶液中H2S濃度保持在0.1mol/L，H2S離解常數(shù)K1=8.9*10-8，K2=1.3*10-15)
2計(jì)算水的氧化-還原限度，并計(jì)算在氧飽和時(shí)天然水體的pE，相應(yīng)的氧化反應(yīng)的pE0=+ 20.75。
五 綜合題(每題15分,共15分)
從環(huán)境化學(xué)角度綜合分析我國酸雨的地域分布和形成過程。
測試題答案
一 名詞解釋(每題2分,共30分)
電子活度： 將氧化劑和還原劑定義為電子給予體和電子接受體，上式中 表示水溶液中電子的活度。 是平衡狀態(tài)下(假想)的電子活度，它衡量溶液接收或遷移電子的相對(duì)趨勢，在還原性很強(qiáng)的溶液中，其趨勢是給出電子。
專屬吸附作用：在吸附過程中，除了化學(xué)鍵的作用，尚有加強(qiáng)的憎水鍵和范德華力或氫鍵在起作用。用來解釋吸附過程中表面電荷改變符號(hào)，甚至使離子化合物吸附在同號(hào)電荷表面的現(xiàn)象。
敏化光解：一個(gè)光吸收分子可能將它的過剩能量轉(zhuǎn)移到一個(gè)接受體分子，導(dǎo)致接受體反應(yīng)，造成水中有機(jī)污染物降解，稱為敏化光解。
共代謝：某些有機(jī)污染物不能作為微生物的唯一碳源和能源，必須有另外的化合物存在提供微生物碳源和能源時(shí)，，該有機(jī)物才能被降解，這種現(xiàn)象稱為共代謝。
濕沉降：通過降雨降雪等使大氣中的顆粒物從大氣中去除的過程。
可吸入顆粒物：易于通過呼吸進(jìn)入呼吸道的粒子。目前國際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議將其定義為
≦ 二次污染物：大氣中某些污染組分之間或這些組分與大氣成分之間發(fā)生反應(yīng)生成的污染物。
PCBs：多氯聯(lián)苯，由聯(lián)苯經(jīng)氯化而成，是水體中常見的有機(jī)污染物之一。
鹽基飽和度：在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分?jǐn)?shù)稱為土壤鹽基飽和度。
土壤酸度：酸度可分為活性酸度(來源于土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有機(jī)酸等)和潛性酸度(來源于土壤膠體吸附的可代換性陽離子)，二者可以互相轉(zhuǎn)化，在一定條件下處于暫時(shí)平衡狀態(tài)。
離子交換吸附：在吸附過程中，帶負(fù)電荷的膠體每吸附一部分陽離子，同時(shí)也放出等量的其它陽離子，因此把這種吸附稱為離子交換吸附。
三致效應(yīng)：包括致畸作用(使生物體發(fā)生先天性畸形的過程);致突變作用(指生物細(xì)胞內(nèi)DNA改變，引起的遺傳特性突變的作用)和致癌作用(使細(xì)胞不受控制增長的作用)。
標(biāo)化分配系數(shù)：有機(jī)毒物在沉積物與水之間的分配比率用分配系數(shù)表示，分配系數(shù)與沉積物中有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值稱為標(biāo)化分配系數(shù)。
β氧化途徑：指有機(jī)物在輔酶的作用下，β位上的煙原子被氧化的現(xiàn)象。
拮抗作用：指聯(lián)合毒物的毒性小余氣中各毒物成分單獨(dú)作用毒性的總和。
二 公式推導(dǎo)(每題5分,共10分)
1.寫出天然水體堿度的組成，并推導(dǎo)碳酸鹽水體的總堿度的表達(dá)式。
在水體中存在著各種能與強(qiáng)酸發(fā)生中和反應(yīng)的全部物質(zhì)，包括強(qiáng)堿、弱堿和各種碳酸鹽等強(qiáng)堿弱酸鹽。
碳酸鹽水體中，含有化學(xué)反應(yīng)及平衡常數(shù)如下所示：
pK0=1.46
依據(jù)亨利定律及平衡常數(shù)可知：
依據(jù)電中性原理，有：
聯(lián)立，得：
2.推導(dǎo)出與大氣中CO2平衡的降水的pH計(jì)算式。
在未被污染的大氣中，可溶于水且含量比較大的酸性氣體是二氧化碳，如果只把其作為影響天然降水pH的因素，根據(jù)其全球大氣濃度330mL/m3與純水的平衡： 式中，KH—CO2水合平衡常數(shù)，即亨利系數(shù)
K1，K2—分別為二元酸 的一級(jí)和二級(jí)電離常數(shù)。
它們的表達(dá)式為：
各組分在溶液中的濃度為：
按電中性原理，有：
上述方程聯(lián)立，得：
式中： _ CO2 在大氣中的分壓
Kw 水的離子積
三 簡答題(每題5分,共25分)
1.寫出天然水體的八大離子，并解釋電中性原理。
天然水中的主要離子組成：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42- 為天然水中常見的8大離子，占天然水中離子總量的95~99%。
在所有溶液或其他體系中，陽離子所帶正電荷與陰離子所帶負(fù)電荷總量相等，代數(shù)和為0，體系對(duì)外呈電中性。
2.簡述丙酮酸的生物轉(zhuǎn)化過程。
在有氧氧化條件下，丙酮酸通過酶促反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，它與草酰乙酸經(jīng)酶促反應(yīng)生成丙酮酸，再經(jīng)酶促反應(yīng)生成草酰乙酸，與上述丙酮酸持續(xù)轉(zhuǎn)變成的乙酰輔酶A生成檸檬酸，再進(jìn)行新一輪的轉(zhuǎn)化，稱為TCA循環(huán)。在無氧條件下丙酮酸通過酶促反應(yīng)，往往以其自身作為受氫體被還原為乳酸，或以其轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物做受氫體，發(fā)生不完全氧化生成低級(jí)的有機(jī)酸、醇及二氧化碳等。
3.大氣中 自由基的主要來源。
對(duì)于清潔大氣而言，O3的光離解是大氣中HO的重要來源;
對(duì)于污染大氣，如有HNO2和H2O2存在，它們的光離解也可以產(chǎn)生HO：
其中，HNO2的光離解是大氣中HO的重要來源。
4.簡述土壤的酸堿性。
土壤中存在著各種化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)，使之表現(xiàn)出不同的酸堿度。其酸度可分為活性酸度(來源于土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有機(jī)酸等)和潛性酸度(來源于土壤膠體吸附的可代換性陽離子)，二者可以互相轉(zhuǎn)化，在一定條件下處于暫時(shí)平衡狀態(tài)。土壤中堿度主要來源于碳酸鹽堿度和重碳酸鹽堿度，當(dāng)土壤膠體上吸附的陽離子飽和度增加到一定程度時(shí)，會(huì)引起交換性離子的水解作用，使土壤呈堿性。
5.簡述汞的甲基化過程。
輔酶為甲基鈷銨素，此輔酶把負(fù)甲基離子傳遞給汞離子形成甲基汞，本身變?yōu)樗镶挵彼兀笳哂捎谄渲械拟挶惠o酶FADH2還原，并失去水而轉(zhuǎn)變?yōu)槲鍌�(gè)氨配位的一價(jià)鈷氨素，最后，輔酶甲基四葉氫酸將正甲基離子轉(zhuǎn)于五配位鈷氨素，并從其一價(jià)鈷上取得二個(gè)電子，以負(fù)甲基離子與之絡(luò)合，完成甲基鈷銨素的再生，使汞的甲基化能夠順利進(jìn)行。
四 計(jì)算題(每題10分,共20分)
1. 含鎘廢水通入H2S達(dá)到飽和并分別調(diào)整pH 值為8.0時(shí)水中剩余鎘離子的濃度。
K1，2=[H+]2[S2-]/[H2S]=K1*K2=1.16*10-23
KSP= K1，2*[H2S]= 1.16*10-24
pH 值為8.0時(shí)，[S2-]=1.16*10-8
[Cd2+]= KSP2/[S2-]=6.8*10-19
2.計(jì)算水的氧化還原限度，并計(jì)算在氧飽和時(shí)天然水體的pE，相應(yīng)的氧化反應(yīng)的pE0=+20.75
水的氧化限度
水的還原限度：
pE0=0.00
氧飽和時(shí)，水中 0.21*105Pa,將[H+]=10-7代入氧化限度式，得， 五 綜合題 (每題15分,共15分)
從環(huán)境化學(xué)角度綜合分析我國酸雨的地域分布和形成過程。
我國酸性降水主要是由于硫氧化物的排放引起的。其形成過程為：
式中：[O]表示各種氧化劑。
影響酸雨地域分布差異的主要因素有：
1.酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件：我國西南地區(qū)煤中含硫量高，并且很少經(jīng)過脫硫處理，直接用作燃料燃燒，二氧化硫排放量很高，再加上這個(gè)地區(qū)氣溫高，濕度大，有利于二氧化硫的轉(zhuǎn)化，因此造成了大面積的強(qiáng)酸性降雨區(qū)。
2.大氣中的氨：主要來自于有機(jī)物分解和農(nóng)田施用的含氮肥料的揮發(fā)，隨pH值的上升而增大，我國北方地區(qū)土壤pH值高于南方，而且土壤偏酸性的地區(qū)，風(fēng)沙揚(yáng)塵的緩沖能力低，這可以解釋我國酸雨多發(fā)生在南方。
3.顆粒物酸度及緩沖能力：經(jīng)實(shí)驗(yàn)繪制緩沖曲線發(fā)現(xiàn)，無酸雨地區(qū)顆粒物的pH值和緩沖能力均高于酸雨區(qū)。
4.天氣形勢的影響：如果氣象條件和地形有利于污染物的擴(kuò)散，則大氣中污染濃度降低，酸雨就減弱，反之就加重。重慶和貴陽一帶氣象條件和多山的地形不利于污染物的擴(kuò)散，所以成為強(qiáng)酸性降雨區(qū)。
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