环境化学计算题.doc

《环境化学计算题》
P15页 （半衰期和生存期）（ 例25、26、27）
例25、 空气中甲烷和OH自由基反应属于二级反应，其速率常数k2＝8.4×10-15[cm3 ·个数/s]，又如自由基初始浓度[OH]=5×105[个/ cm3],求CH4的生存期。
例26、1，3，5-三甲基苯在大气中被OH自由基和O3氧化属于二级反应，并已知大气中[OH]=1×10-15mol/L，[O3]=1.6×10-12mol/ cm3，两速率常数分别为kOH=31×109L/(mol·s)，k O3=4.2×103 cm3/(mol·s)，求该化学物质在大气中的生存期。
例27、有一名受镉中毒的“骨疼病”病人，得病时体内含镉5000ppm，经2.6年死时含镉4350ppm，若镉在人体内代谢以一级反应方式进行，求镉在人体中的生物半减期
P17页（1－23、1－24、1－25）
1－23、 过氧乙酰硝酸酯（PAN）在大气中热分解反应为一级反应，其速率常数k1=3.6×10-4s-1，求PAN在大气中的半减期和生存期。
1－24、某放射性核素经过5个或10个半衰期后，残存的质量百分数各为多少？
1－25、已知放射性131I的半衰期t1/2=8.0d，一份含131I水样采集24天后测得其活度为19.2[Bq/L]，求刚采得样品时的放射性活度。
P149页 例32
例32 有关研究人员提出，大气中NOx转化为酸雨的过程可看作为准一级化学反应，其速率常数k=0.18h-1。求NOx在大气中的半减期及生存期。
P31页（共轭酸碱组分的浓度）（例16、17、19、20、2－19、2－20）
例16、经分析测定某地面水水样t=25°C,pH=7.5，总氨浓度CT=0.89×10-4mol/L，问其中所含非离子氨（NH3）的浓度是否超出三类地面水标准0.02mg/L?
例17、在多大pH值下，HCN水溶液中（1）HCN形态占总氰浓度的99％，（2）CN-形态占总氰浓度的90％？
例19、用氯气消毒某引用水源，如用氯剂量（以Cl2计）为1mg/L时，处理水的pH=7.0。为达到同样消毒效果且处理水的pH＝8.5时，问需用多大剂量的氯？假定HClO的消毒效力为ClO-的100倍。
例20、计算25°C、pH=8.0的H2SO3水溶液中SO3-2，在[S (IV)]总浓度中所占的浓度分数。
2－19、用稀盐酸将氨水溶液中和到pH＝8.5，求其中自由碱与其共轭酸的浓度比。已知溶液温度为25°C
2－20、25°C下 pH＝7.5的纯碳酸盐溶液中，CT=3×10-3mol/L，求碳酸各种形态的平衡浓度各为多少？
P39页（碱度和酸度）（2－64、例27、2－72、例95、例96）
2－64、在25°C 、pH＝8.3的地下水中含有总无机碳CT=10-2.7mol/L和[Ca2+]=60mg/L，问水中是否含有CaCO3(s)沉淀物？通过计算答题，已知Ksp＝8.9×10-9（看不清是10-9还是10-2）
例27、对某天然水样分析结果pH＝7.4，t=15°C,[HCO3-]=213mg/L，求该水样总酸度和总碱度（以“mol(CaCO3)/L”作单位）。
2－72、河水的总碱度[Alk]=5.5×10-5mol[H+]/L,pH=7.0，求与河水达成平衡的大气中CO2分压为多少？
例95、求每升雨水中CO2的溶解量。已知空气中p co2=33.4Pa, CO2的Henry常数KH=3.36×10-7mol/(L·Pa)。
例96、土壤上方大气中二氧化碳分压p co2=33.4Pa,土壤水的pH=8.5，t=25°C，求土壤水的总碱度。
P59页（生物氧化还原）（例55、2－39、2－40）
例55、求算单位质量的酶催化生物反应的速率为0.8Vmax和0.2 Vmax时所需基质浓度之比。
2－39、某酶促反应速度为Vmax的80％时，K与[S]间为何关系？
2－40、当某酶促反应的速度从最大速度的10％提高到90％时，底物浓度相应提高多少倍？
水处理技术
P96页（中和法）（例3、8、3－8、3－9）
例3、有天然水，其pH=6.5，[Alk]=1.4×10-3mol[H+]/L,试计算（1）将其pH降低到6.0所需HCl量，（2）将pH升高到8.0所需NaOH量
例8、某河水，t=25°C， pH=8.3，总无机碳浓度CT=3×10-3mol/L。现有含1×10-2 mol/LH2SO4的废水要直接排放河中，但限定河水pH值不得降到6.7以下，问每升河水至多能受纳多少升废水？
3－8、有一河流水的pH=7.2、[Alk]=2.5×10-3mol[H+]/L,若规定河水pH值不得超出6.5～8.5范围，现求可向水体排放的极限碱量和酸量。
3－9、有一河流水的pH=8.3、[Alk]=2×10-3mol[H+]/L。现拟受纳一股含5×10-3 mol/LH2SO4的工业废水，但限定河水pH值不得降到6.3以下，求废水和河流水的最大稀释比，又达到pH=6.3时，河水和废水混合液的缓冲容量是多少？
P102页（氧化还原）（例14、3－16）
例14、应用折点氯化法以Cl2氯化水中NH＋4。已知废水中含[NH＋4-N]=5mg/L，碱度[Alk]=100mg(CaCO3)/L,求（1）所需药剂Cl2的剂量，（2）回答水的缓冲能力是否足够，也就是处理后水的pH值是否有较大变化？（3）处理后水中可溶解固体物增加多少？
3－16、应用折点氯化法以Cl2氯化水中氨氮。已知废水中含[NH3-N]=23mg/L，水量为3800m3/d，要求处理到1.0 mg/L水平。如果处理时取[CL2/NH3-N]=9：1（质量比），求所需液氯的剂量。
P109页（化学沉淀法）（例28、29）
例28、对某一酸性含镉废水，（1）当用碱性药剂将其调节到pH=11时，即产生Cd(OH)2沉淀，求此时水中残留Cd+浓度为多少？（2）假如含镉废水的排放标准为0.1mg/L，求水处理时相应pH控制值为多少？已知Cd(OH)2的Ksp＝4.0×10-14， MCd=12.4
例29、考虑用加碱沉淀法处理酸性含铅废水。计算为使处理液中铅的残余浓度达到最低水平时所需控制的理论pH值及此时残余的Pb浓度。
P132页（大气组分浓度换算）（例1、2、3）
例1、汽车排气中含1.5％（V/V）一氧化碳，这相当于以“mg/m3”为单位的浓度值是多少？（以25°C和1.013×105Pa条件下计）
例2、按法规，对大气中SO2的控制浓度为365µg/ m3,, 这相当于以ppm为单位的浓度值是多少？（以0°C和1.013×105Pa条件下计）
例3、用激光－荧光法测定大气中HO自由基浓度，方法的检测限为5×106[个[HO]/ cm3]，这相当于多少ppt浓度单位？（以25°C和1.013×105Pa条件下计）
P164页（4－1、4－2、4－3）
4-1、大气中CO2浓度为0.034％（V/V）, 这相当于以“mg/m3”为单位的浓度值是多少？（以0°C和1.013×105Pa条件下计）
4-2、某城市监测站测得某街区即时的O3浓度为118µg/ m3（25°C和1.013×105Pa条件下计），这相当于以“ppm”为单位的浓度值是多少？
4-3、烟草燃烟中CO浓度可高达400ppm（25°C和1.013×105Pa条件下），这相当于以“％”（V/V）和“mg/m3” 为单位的浓度值各是多少？

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