石油大学-环境化学-在线考试附答案.doc

《环境化学》综合复习资料
一、填空题
⒈污染物在环境中的迁移主要有 、 和 三种方式，最重要的是迁移形式是 。
⒉由近紫外光（200nm<λ<400nm）引起光化学离解的物质键能E应满足：（c=3.0×108m/s，h=6.626×10-34J.s/光量子） < E < 。
⒊将下列物质：乙烯、正丁烯、正丁烷和异丁烯，按照光化学反应活性大小依次排列为 > > > 。
⒋大气颗粒物依照表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模，分别是 、 和 ，并用来解释大气颗粒物的来源与归宿。国际标准化组织（ISO）将可吸入粒子定为Dp＜ 的颗粒物。
5.根据温度层结、密度层结和运动规律，可将大气划分为对流层、平流层、中间层和热层，其中随高度的增加气温降低的是 和 ；臭氧主要分布在 中；
内的空气处于高度电离状态，该层也称为电离层。
6.由可见光（400nm<λ<780nm）引起光化学离解的物质键能是（c=3.0×108m/s，h=6.626×10-34J.s/光量子） < E < 。
7.大气颗粒物有三种重要的表面性质： 、 和 。雨滴的形成就属于 。
8.水环境中的有机污染物一般通过 、 、 、 、生物富集和生物降解等过程进行迁移转化。
9.根据土壤中H+离子的存在方式，土壤酸度可分为 和潜在酸度，根据提取液的不同，潜在酸度分为 和 。代换性 是矿物质土壤潜在酸度的主要来源。
10.含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH值为8.0，水中Cd2+浓度是 已知饱和H2S溶液的浓度为0.1mol/L，解离常数K1为8.9×10-8，K2为1.3×10-15，CdS的溶度积为7.9×10-27）。
11.已知25℃时，E0（Fe3+/Fe2+）=0.68V，a(Fe3+)=0.01mol/L， a(Fe2+)=0.1mol/L。计算pE0为 ，pE为 。
12.水中有机污染物一般通过 、 、 、 和
等过程进行迁移转化。
13. 是构成土壤的主要成分，又称为粘土矿物或粘粒矿物，它在土壤中可分为三大类：其中富含钾的是 ，阳离子交换量最高的是 ，而风化程度最高的是 。
14. 是金属甲基化过程中甲基基团的重要生物来源。砷在好氧条件下的甲基化反应则产生 ，在水溶液中继续氧化成为 。无机砷可抑制酶的活性，还可与蛋白质的 发生反应。
15.亚硝酸吸光后发生光离解，一个初级过程为：HNO2 + hv → + ;另一个初级过程为：HNO2 + hv → + 。
16.腐殖质可溶于碱而不溶于酸的部分称为 ，既溶于碱又溶于酸的部分称为 。腐殖质对金属离子的吸附主要是通过它对金属离子的 和 来实现。
二、单项选择题
⒈ 宣告一部分环境问题是由于贫穷造成的，并明确提出发展中国家要在发展中解决环境问题。这是联合国组织第一次把环境问题与社会因素联系起来。
A.1972年斯德哥尔摩会议发表的人类环境宣言
B.1987年发表的《我们的未来》
C.里约环境与发展宣言》
D.《21世纪议程》
⒉风、雨、雷电等天气现象发生在大气的 中。
A.对流层 B.平流层
C.中间层 D.热层
⒊发生逆温现象的气层稳定性特强，这对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用，不利于污染物的扩散。近地面的逆温通常以 为主。
A.辐射逆温 B.地形逆温
C.下沉逆温 D.融雪逆温
⒋ 是无色气体，是低层大气中含量最高的含氮化合物。
A.NO2 B. N2O
C. NO D.NH3
⒌ 是大气中含量最高的碳氢化合物，约占碳氢化合物排放量的80%以上。
A.甲烷 B.石油烃
C.芳香烃 D.萜类
⒍静电除尘法去除烟道气中的颗粒物，利用的颗粒物表面性质是 。
A.成核作用 B.粘合
C.吸着 D.吸收
7.对流层内热源是 。
A.臭氧的分解过程 B.来源于地面的长波辐射
C.臭氧的形成过程 D.来源于上层气体的辐射热
8.水体中常见的吸附等温线有三类，能给出饱和吸附量的等温线是 。
A.F型 B.L型
C.H型 D.W型
9.在我国的酸性降水中，含量最多的阴离子是 。
A.SO42- B.NO3-
C.Cl- D.HCO3-
10.天然水中常见主要离子总量作为水的总含盐量(TSD)，而总含盐量不包括下列离子含量 。
A.SO42- B.NO3-
C.Cl- D.HCO3-
11.我国水中优先控制污染物黑名单中的重金属有 。
A.Ag B.Cd
C.Pn D.Zn
12.下列不属于腐殖质的特征的是 。
A.具有抵抗微生物降解的能力 B. 具有弱碱性
C.具有同金属离子形成络合物的能力 D.具有凝聚作用
13.下列因素可增加吸附作用的是 。
A.溶解度增加 B.H+浓度增加
C.吸附剂粒度增加 D.分子量越大
14.下列属于土壤最活跃的一层是 。
A.覆盖层 B.母质层
C.淀积层 D.淋溶层
15.下面关于土壤阳离子交换量不正确的是 。
A.阳离子电荷数越高，阳离子交换能力越强
B.同价离子中，离子半径越大，阳离子交换能力越强
C.pH值越低阳离子交换量越高
D.土壤质地越细，阳离子交换量越高
16.汞及其化合物挥发程度与 关系不密切。
A.化合物的形态及在水中的溶解度 B.表面吸附
C.大气的相对湿度 D.分子量
17.水俣病事件是世界历史上首次出现的重金属污染重大事件。在烷基汞中，不属于水俣病的致病性物质的是 。
A.甲基汞 B.乙基汞
C.丙基汞 D.丁基汞
18.下列属于环境物理效应的是 。
A.温室效应 B.土壤盐碱化
C.光化学烟雾 D.酸雨
19.关于HO·说法不正确的是 。
A.O3的光解是清洁大气中HO·的主要来源。
B.对于污染大气，HO·主要来源于醛的光解，尤其是甲醛的光解。
C.HO·的光化学生成率白天高于夜间。
D.HO·有很高的活性，具有强氧化作用。
20.在低层大气中可以吸收全部来自太阳的紫外光和部分见光的物质是 。
A.O3 B.NO2
C.SO2 D.HNO3
21.将下列物质按照光化学反应活性大小依次排列为 。
A.2-丁烯>1-丁烯>乙烯>正丁烷 B. 1-丁烯>2-丁烯>乙烯>正丁烷
C.乙烯>2-丁烯>1-丁烯>正丁烷 D. 1-丁烯>乙烯>2-丁烯>正丁烷
22.关于重金属铬的说法不正确的是 。
A.Cr3+的毒性小于Cr6+ B.水中Cr3+的迁移能力大于Cr6+
C.铬是人体必需的微量元素 D.铬也可以发生甲基化
三、不定项选择题（至少有一个答案正确）
⒈下列属于环境物理效应的是 。
A.温室效应 B.土壤盐碱化
C.热岛效应 D.地面沉降
⒉在下面物类中，是HNO2分子在吸收光子后可能会生成的有 。
A.NO B.H
C.NO2 D.HNO3
⒊CF2Cl2在光照下可能存在的产物为 。
A. CFCl2 B. CCl2
C. CF2Cl D. CF2
⒋下列因素对酸雨的形成有影响的是 。
A.酸性污染物的排放 B.大气中的碱性物质
C.颗粒物酸度及其缓冲能力 D.天气形势及地形条件
⒌半径为2mm左右的颗粒一般不能靠下列过程明显去除 。
A.重力沉降 B.布朗运动
C.雨除 D.冲刷
⒍关于(NH4)2SO4颗粒物说法正确的是 。
A.能够降低大气的能见度 B.大气中主要的硫酸盐颗粒物
C.容易形成较大颗粒 D.对降水的性质有重要影响
7.影响大气污染物迁移的因素有 。
A.污染物的性质 B.风和湍流
C.天气形势 D.地理地势
8.岩石的化学风化历程包括 。
A.氧化 B.还原
C.水解 D.酸性水解
9.已知E0（Fe3+/Fe2+）=0.68V，a(Fe3+)=0.01mol/L, a(Fe2+)=0.1mol/L，pE0和pE分别为 。
A.11.52，12.52 B.10.52，11.52
C.12.52，11.52 D. 11.52，10.52
10.关于硫酸型烟雾的形成正确的是 。
A.多发生在夏季 B.对流层大气垂直递减率小于0
C.湿度较低 D.Mn、Fe起到了催化加速的作用
11.有机物生物降解存在的代谢模式有 。
A.生长代谢 B.光合作用
C.共代谢 D.硝化作用
12.土壤固磷作用包括 。
A.化学沉淀 B.闭蓄作用
C.土壤固相表面交换吸附作用 D. 生物固定作用
13.在一封闭体系中含有丙烯、NOX和空气，在模拟太阳光的人工光源照射下进行模拟大气光化学反应。属于二次污染物的有 。
A.O3 B. NO2
C. CH2O D.PAN
14.大气组分中能够吸收长波的物质主要有 。
A.CO2 B.水蒸汽分子
C.O2 D.N2
四、判断题
⒈造成环境污染的因素有物理的、化学的和生物的三方面，其中因化学物质引起的约占80～90%。
⒉环境污染物是环境化学研究的对象，是生产、生活中的无用甚至是有毒有害物。
⒊海洋和大陆的物理性质有很大差别，因此海陆风有利于污染物的扩散迁移。
⒋任何光解过程只要有·H 、HCO·或CH3O·生成，它们都可与空气中的O2结合而导致生成·HO2。
⒌COD是指在一定体积的水中有机物生物降解所要耗用的氧的量。
6.大气中存在最多的烷基是甲基，主要来源于CH4光解。
7.PM2.5颗粒物也称为可入肺颗粒物，是地球大气成分中含量很少的组分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响，PM2.5颗粒物可被雨除有效去除。
8.富营养化是由于氮、磷、氧等营养物质大量增多，导致的水生生物迅速繁殖，水质恶化的现象。
9.K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3－、NO3－、Cl－和SO42－为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的95～99%。
10.富里酸既能溶于酸，又能溶于碱，在水体中可以很容易的被微生物降解。
11.阳离子表面活性剂具有消毒灭菌作用。
12.BOD是指在一定体积的水中有机物生物降解所要耗用的氧的量。
13.CF2Cl2经光照可能会生成CFCl2、Cl、CF2Cl和CF2等自由基或原子。
14.伦敦型烟雾含有大量的H2SO4，所以称为氧化性烟雾。
五、简答题
1.诱发沉积物中重金属释放的主要因素。
2.比较土壤空气和大气的异同点。

3.试述酸雨的形成机理；并阐述影响酸雨的因素。
4.某冶炼厂含铅废水经处理后排入河水中，测得排污口附近河水中铅的含量为0.4～0.5mg/L，而在下游500米处河水中铅含量仅为3～4μg/L，请解释其原因。
六、计算题
1. 在一个pH=10.0的SO42-－HS-体系中(25℃)，其反应为：
SO42- + 9H+ + 8e D HS- + 4H2O(l) (E0=0.251V)
⑴计算该体系的pE0。
⑵如果体系化合物的总浓度为1.0×10-4mol/l，写出HS-、SO42-的lgc-pE关系式。

2.在一个pH6.5、碱度1.8mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少的碳酸钠才能使水体pH升至8.0。若用NaOH进行碱化，又需加多少NaOH？
pH
α0
α1
α2
α
6.5
0.4154
0.5845
8.669×10－5
1.710
8.0
0.02188
0.9736
4.566×10－3
1.018

3.在一个pH6.0、碱度1.8mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少的碳酸钠才能使水体pH升至8.0。若用NaOH进行碱化，又需加多少碱？

pH
α0
α1
α2
6.0
0.6920
0.3080
1.444×10－5
8.0
0.02188
0.9736
4.566×10－3

答案
一、填空题
⒈ 机械迁移 、 物理－化学迁移 和 生物迁移 、 物理－化学迁移
⒉ 299.3J/mol < E < 598.5 kJ/mol
⒊ 异丁烯 > 正丁烯 > 乙烯 > 正丁烷
⒋ 爱根核模 、 积聚模 和 粗粒子模 、Dp＜ 10μm
5. 对流层 、 中间层 、 平流层
6. 153.5kJ/mol < E < 299.3kJ/mol
7. 成核作用 、 粘合 、 吸着、 成核作用
8.吸附作用 、 挥发作用 、 水解作用 、 光解作用 、
9. 活性酸度 、 代换型酸度 、 水解酸度、 Al3+ 、
10. 6.81×10-20 mol/L
11. 11.52 、 10.52 。
12. 吸附作用 、 挥发作用 、 水解作用 、 光解作用 、 生物富集和生物降解
13. 次生硅酸盐类 、伊利石（或水云母） 、 蒙脱石 、 高岭石
14. 甲基钴氨素 、 三甲基胂 、 二甲次胂酸 、 巯基
15. H + NO2 ； HO + NO
16. 腐殖酸 、 富里酸 、 离子交换吸附、 螯合（或）络合
二、单项选择题
1-10 A A A B A B B C A B
11-20 B B B D C D D A B B
21. A
22. B
三、不定项选择题（至少有一个答案正确）
1-14 ACD ABCD CD ABCD ABCD ABD ABCD ACD D BD AC ABCD ABCD AB
四、判断题
⒈√ × × √ × × × × √ ×
√ √ × ×
五、简答题
1.诱发沉积物中重金属释放的主要因素。
答：重金属从悬浮物或沉积物中重新释放属于二次污染问题，诱发的主要因素有：
①盐浓度升高。碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来，这是金属从沉积物中释放出来的主要途径之一。
②氧化还原条件的变化。氧化还原电位急剧降低，使铁、锰氧化物可部分或全部溶解，故被其吸附或与之共沉淀的重金属离子也同时释放出来。
③降低pH值。既有H＋的竞争吸附作用，也有在低pH下金属难溶盐类以及络合物的溶解。
④增加水中络合剂的含量。络合剂使用量增加，能和重金属形成可溶性络合物，有时这种络合物稳定度较大，可以溶解态形式存在，使重金属从固体颗粒上解吸下来。
⑤一些生物化学迁移过程也能引起金属的重新释放。
2.比较土壤空气和大气的异同点。
答：土壤空气主要成分都是N2、O2和CO2。但与大气有些差异：
①土壤空气是一个不连续的体系；
②土壤空气中CO2含量大于大气中CO2含量，而O2含量低于大气。土壤空气中水蒸气的含量比大气中高得多。土壤空气中还含有少量还原性气体，如CH4 、H2S、H2、NH3等。
3.试述酸雨的形成机理；并阐述影响酸雨的因素。
答：形成机理：酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。大气中的SO2和NOx经氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亚硝酸，这是造成降水pH降低的主要原因。气中的碱性物质对酸性降水起“缓冲作用”。降水的酸度是酸和碱平衡的结果。
原因：①酸性污染物的排放及其转化条件：SO2、NOX等污染严重，降水的pH就低；气温高、湿度大也有利于转化。
②大气中的氨：NH3是大气中唯一的常见气态碱，易溶于水，能与酸性气溶胶或雨水中的酸起中和作用； NH3也可与SO2反应，从而进一步避免了硫酸的生成，降低了雨水的酸度。
③颗粒物酸度及其缓冲能力：酸雨不仅与大气的酸性和碱性气体有关，同时也与大气中颗粒物的性质有关。颗粒物对酸雨的形成有两方面作用，一是含的金属可催化SO2氧化成H2SO4。二是与酸起中和起到缓冲作用或加剧降水酸度。
④天气形势的影响：如果气象条件和地形有利于污染物的扩散，则大气中污染物浓度降低，酸雨就减弱，反之则加重。
4.某冶炼厂含铅废水经处理后排入河水中，测得排污口附近河水中铅的含量为0.4～0.5mg/L，而在下游500米处河水中铅含量仅为3～4μg/L，请解释其原因。
答：天然水中铅主要以Pb2+状态存在，其含量和形态明显地受CO32- 、SO42-、OH-和Cl-等含量的影响。在中性和弱碱性的水中，铅的浓度受氢氧化铅所限制，水中铅含量取决于Pb(OH)2的溶度积。在偏酸性天然水中，水中Pb2+浓度被硫化铅所限制。含铅废水经处理后排入河水中，废水与河水发生强烈的混合稀释作用，水中铅浓度下降；其次水体中悬浮颗粒物和沉积物对铅有强烈的吸附作用，因此混合稀释作用、铅及铅化合物的溶解度和水中固体物质对铅的吸附作用是导致水中铅含量降低的重要因素。
六、计算题
1. 在一个pH=10.0的SO42-－HS-体系中(25℃)，其反应为：
SO42- + 9H+ + 8e D HS- + 4H2O(l) (E0=0.251V)
⑴计算该体系的pE0。
⑵如果体系化合物的总浓度为1.0×10-4mol/l，写出HS-、SO42-的lgc-pE关系式。
解：

当pE<g[HS-]=-4.0
lg[SO42-]=8pE+52
当pE>>pE0时，则[SO42-]>> [HS-]
所以 [SO42-]=1.0×10-4mol/L
代入式＊中，得：
lg[SO42-]=-4.0
lg[HS-]=-60-8pE
2.在一个pH6.5、碱度1.8mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少的碳酸钠才能使水体pH升至8.0。若用NaOH进行碱化，又需加多少NaOH？
pH
α0
α1
α2
α
6.5
0.4154
0.5845
8.669×10－5
1.710
8.0
0.02188
0.9736
4.566×10－3
1.018
解：总碱度＝cT(α1+2α2) + [OH-] - [H+]

pH在5～9范围内，[碱度]≥ 10-3mol/L或pH在5～9范围内，[碱度]≥ 10-4mol/L时，[H+]、[OH-]可忽略:
cT＝α[碱度]
pH＝6.5时， α＝1.710 pH＝8.0时， α＝1.018
则cT＝α[碱度]＝1.8×1.710mmol/L＝3.078mmol/L
⑴ 果加入NaOH
则：[碱度]＝3.078/1.018＝3.02mmol/L
ΔA=3.02-1.8=1.22mmol/L
⑵ 果加入碳酸钠，令加入量为x mmol/L
则：[碱度]＝1.8+2x
cT＝3.078+x
3.078+x＝1.018×(1.8+2x)
x=1.20
3在一个pH6.0、碱度1.8mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少的碳酸钠才能使水体pH升至8.0。若用NaOH进行碱化，又需加多少碱？

pH
α0
α1
α2
6.0
0.6920
0.3080
1.444×10－5
8.0
0.02188
0.9736
4.566×10－3

解：总碱度＝cT(α1+2α2) + [OH-] - [H+] )

pH在5～9范围内，[碱度]≥ 10-3mol/L或pH在6～8范围内，[碱度]≥ 10-4mol/L时，[H+]、[OH-]可忽略：
cT＝α[碱度]
pH＝6.0时， α＝3.247 pH＝8.0时， α＝1.018
则cT＝α[碱度]＝1.8×3.247mmol/L＝5.845mmol/L
⑴如果加入NaOH
则：[碱度]＝5.845/1.018＝5.74mmol/L
ΔA=5.74-1.8=3.94mmol/L
⑵如果加入碳酸钠，令加入量为x mmol/L
则：[碱度]＝1.8+2x；
cT＝5.845+x
5.845+x＝1.018×(1.8+2x)
x=3.87