2016年西南大学网络学院[0128]《环境化学》.doc

CABBEACBCDACBAA(1)有一股20oC的生活污水，其耗氧速率常数k1= 0.23/天，求经过3、5、20天后水中有机物的剩余百分数各为多少？解：Lt=Loe-k1t Lt/Lo=e-k1t (1)L3/Lo=e-k13=50% (2)L5/Lo=e-k15=31.6% (3)L20/Lo=e-k120=1.0%答：经过3、5、20天后水中有机物的剩余百分数各为50%，31.6%，1.0%。(2)有一股20oC的生活污水，其耗氧速率常数k1= 0.23/天，测得五日生化需氧量BOD5= 200 mg/L，求最终生化需氧量BODu和七日生化需氧量BOD7。解：（1）BODu=BOD5/(1-e-5k1)=200/(1-e-50.23)=293（mg/L）（2） BODu=BOD7/(1-e-7k1) BOD7=BODu(1-e-7k1)=293(1-e-7k1)=234（mg/L）答：最终生化需氧量BODu为293mg/L和七日生化需氧量BOD7为234mg/L。(3) 假设可使纯空气与25纯水达到平衡，那么，在这种水中CO2的浓度为多少？在上述平衡状态下，水中的pH值是多少？解：1.Pco2= (1.0000-0.0313) 330 10-6 = 3.2010-4(atm) = 32.42 (Pa) CO2(aq)= KHCPco2 = 3.3610-732.42 = 1.08910-5（mol/L）2.CO2(aq)+ H2O=H+ HCO3- pH = 5.65 答：水中CO2浓度为CO2aq) 为1.08910-5mol/L，水中pH 值是5.65。（4）在pH = 8.0的天然水中，当总碱度Alk = 1.00 10-3molH+/L，温度为25时，碳酸氢根离子浓度是多少？（在25时，CO2在水中的一级和二级电离平衡常数KC1和KC2分别为4.45 10-7和4.09 10-11）解：Alk=HCO3-+2CO32-+OH-H+ 在pH=8.0时，AlkHCO3- HCO3-=1.0010-3(mol/L) 答：碳酸氢根离子浓度是1.0010-3mol/L。（5）在上述天然水中，碳酸根离子浓度是多少？解：根据：KC2=H+CO32-/HCO3-CO32-=HCO3-KC2/H+ =（1.0010-34.6910-11 ）/(1.0010-8) =4.6910-6（mol/L）答：碳酸根离子浓度是4.6910-6mol/L。（6）在上述同样条件下，水中二氧化碳浓度是多少？解：根据：KC1=H+HCO3-/CO2CO2=H+HCO3-/KC1 =（1.0010-8 1.00 10-3）/(4.4510-7) =2.2510-5（mol/L） 答：水中二氧化碳浓度是2.2510-5mol/L。(7)已知 NO2的离解能为301.0千焦/摩，相当于多少纳米的光能？解：使用Einstein公式可求得相应于301.0千焦/摩相当于多少纳米的光能。 根据E=NAh=NAhc/ = (6.02210236.62610-342.99791010107)/ 若E =301.0103J/mol301.0103=(6.02210236.62610-342.99791010107)/ =397nm答：NO2的离解能为301.0千焦/摩，相当于397nm的光能。(8)到达地球表面的太阳辐射最短波长为290nm，问大气中NO2分子在吸收该波长光量子后，能否引起分子中N-O键断裂？ (已知NO2的离解能为301.0千焦/摩；普朗克常数h = 6.62610-34焦秒）解：使用Einstein公式可求得相应于290 nm波长的光子能量 根据E=NAh=NAhc/ = (6.02210236.62610-342.99791010107)/ 若=290nmE=(6.02210236.62610-342.99791010107)/290=4.12105J/mol因为290nm波长的光子能量（4.12105J/mol）大于N-O键的键能（3.01105J/mol），所以，290 nm波长的光能引起N-O键断裂。ACBDAACACBCABC(1) 有机物好氧降解的最终产物有哪些？答:CO2、H2O、SO42-、NO3- 等。(2) 有机物厌氧降解的最终产物有哪些？答：有机酸、乙醇、CO2、CH4、H2O、H2、H2S、硫醇、吲哚、NH3等.(3) 构成土壤的成分有哪些？指出引起土壤污染的主要化学物质。答：土壤是由固体、液体和气体三类物质组成的，土壤污染的主要化学物质农药、化肥和重金属等。(4) 土壤对农药吸附的作用力有哪些？答： 物理吸附：范德华力（ London-Van der walls) 由于离子交换引起的静电键合：静电引力 氢键结合 作土壤矿物中金属的配体：共同键合、配位键。(5) 农药在土壤中的降解有哪几种方式？答：化学降解；光化学降解；生物降解。(6) 过量施用NH4NO3肥料，对于翻耕情况良好，且富有好氧细菌的土壤的酸度会有什么影响？试说明这种影响的原因。答：酸度增加。因为好氧细菌在有氧的情况下将 NH4+ 氧化为 NO3-时会产生H+。(7) 试分析土壤中有机物质和粘土矿物能交换阳离子的原因。答：对有机物：是因为带有羧酸根基团和其它碱性基团。对粘土矿物： A：同晶替代。B：电离，如高岭土 H 或OH 电离。(8)试分析二恶英（PCDDs）污染物的来源有哪些途径? 这类化合物具有怎样的化学结构？指出这类化合物对生物有何危害？答：（1）PCDDs 污染物来源： 垃圾焚烧； 农药生产过程中的副产物； 纸浆漂白过程中形成。 （2）这类化合物的化学结构： 其母核为二苯并-对二恶英，具有经两个氧原子联结的二苯环结构。 在两个苯环上的 1，2，3，4，6，7，8，9 位置上可有 18 个取代氯原子，由氯原子数和所在 位置的不同，可能组合成 75 种异构体。 （3）PCDDs 污染物的危害 毒性大、 致癌性、致糖尿病、 致婴儿发育残缺、 引起皮肤 抑制免疫功能病致生殖障碍（生殖毒性）。(9)试分析环境激素的危害.答：环境激素系指外因性干扰生物体内分泌的化学物质,这些物质可模拟体内的天然荷尔蒙，与荷尔蒙的受体结合，影响本来身体内荷尔蒙的量，以及使身体产生对体内荷尔蒙的过度作用；或直接刺激，或抑制内分泌系统，使内分泌系统失调，进而阻碍生殖、发育等机能，甚至有引发恶性肿瘤与生物绝种的危害。(10) 大气中NOx通过哪些途径转化成硝酸？答：（1）均一气相氧化反应：对流层中的NOx直接光氧化或被大气中的HO、HO2、RO2等氧化； （2）在水溶液中的氧化反应： （3）在固体粒子表面的吸附和氧化：NOx吸附在颗粒物表面后再化学氧化。(11)说明在光化学烟雾中，臭氧（O3）是如何形成的？答：NO2的光解是光化学烟雾形成的主要起始反应，并生成O3：NO2 + h NO + O （1）O + O2 + M O3 + M （2）O3 + NO NO2 + O2 （3）所产生的O3要消耗在NO的氧化上而无剩余，所以要产生光化学烟雾必需有碳氢化合物存在。BBACACBDAADBADB(1) 评价水体富营养化的指标有哪些？水体富营养化有何危害？答：评价水体富营养化的指标有：总磷，总氮，叶绿素a，透明度,BOD5和CODcr等。水体富营养化的危害主要表现在以下几个方面：消耗水体的DO；向水体释放有毒物质；破坏水体生态平衡；使水味腥臭难闻；降低水的透明度；增加制水成本；使湖泊死亡，水体消失。(2) 试述影响污染物在水体中迁移转化的因素。答：概括起来有三类： 物理因素； 化学因素； 生物因素。具体的迁移转化过程主要有：沉积、吸附、水解和光分解、配合、氧化还原、生物降解等。(3)酸雨主要是由氮氧化物和二氧化硫在大气中氧化产生的。试分析大气中氮氧化物和二氧化硫通过哪些途径转化成硝酸和硫酸？答：SO2在大气中通过以下三类反应途径转化：均一气相氧化反应：对流层中的SO2直接光氧化或被大气中的HO、HO2、RO2等氧化；在水溶液中的氧化反应：SO2可溶于云、雾、水滴中，然后被O2、O3、H2O2、HO、HO2等所氧化；在过渡金属离子（如Mn 2+、Fe 3+等）催化下被氧化。在固体粒子表面的氧化反应：SO2吸附在颗粒物表面后再化学氧化。(4) 试分析大气中HO自由基的主要来源。答：对于清洁大气而言，O3的光离解是大气中HO的重要来源；对于污染大气，如有HNO2和H2O2存在它们的光离解也可以产生HO；其中HNO2的光离解是大气中HO的重要来源。(5) 试写出臭氧在平流层中的产生和消除的主要反应。答：臭氧在平流层中的产生和消除都是通过光化学过程进行的，其中的主要反应有： O2+ h2 O； O+ O2+ M O3+ M*; O3+ hO+ O2； O3+ O2 O2(6) 说明大气中臭氧层的位置，臭氧的作用，臭氧层变薄或出现空洞的原因（并写出主要的反应式）以及臭氧浓度降低产生的危害。答：位置：平流层中。 作用：阻止过量的紫外线到达地球表面；使平流层中温度上升。 原因：氟氯烃、氮氧化物、HO的破坏作用;火山爆发对臭氧的影响；大气中氧气的过度消耗。其中的主要反应有： O2+ h2 O； O+ O2+ M O3+ M*; O3+ hO+ O2； O3+ O2 O2 Y:NOX(NO,NO2),HOX(H,HO,HO2),ClOX(Cl,ClO) 危害： （1）影响人体健康,（2）影响陆生植物; （3）破坏水生生态系统;（4）对材料的影响。(7)向烟雾反应器中引入空气、 NO、RCH=CHR（如CH3CH=CHCH3），然后用紫外光照射，CH3CH=CHCH3的双键被空气中HO自由基进攻引发光化学反应，随后在与O2、NO等发生反应的情况下，最终产物有NO2, 乙醛和 PAN(过氧乙酰硝酸酯)等，试说明此光化学烟雾的形成过程，并写出反应式。答：光化学烟雾的形成由以下几类反应构成(1)O3的生成反应(2)NO向NO2的转化(3)碳氢化合物等的氧化生成活性氧自由基(4) PAN和HNO3的生成。(8) 光化学烟雾有何危害？答：危害人体健康；伤害植物叶片；降低大气能见度；影响材料质量：使橡胶开裂等。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）