环境化学试题及其答案

1.光化学烟雾是一个链反应，链引发反应主要是（C）

丙烯氧化生成具有活性的自由基

HO2和RO2等促进了NO向NO2转化

NO2的光解

甲醛在光的照射下生成自由基

2.属于我国酸雨中关键性离子组分的是（C）

NO3-、SO42-

SO42-、Cl-

SO42-、NH4+

SO42-、Na+

3.在水体中颗粒物对重金属的吸附量随pH值升高而（A）

增大

减少

不变

无法判断

4.有一个垂直湖水，pE随湖的深度增加将（A）

降低

升高

不变

无法判断

5.降低pH值，水中沉积物重金属的释放量随之（A）

升高

B降低

无影响

D无法判断

6.具有温室效应的气体是（A）

A甲烷、H2O

O3、CO

B甲烷、SO2

CO2、SO2

7.伦敦烟雾事件成为

C，美国洛杉机烟雾成A。

光化学烟雾

酸性烟雾

硫酸性烟雾

碱性烟雾

8.大气逆温现象主要出现在___D___。

寒冷的夜间

多云的冬季

寒冷而晴朗的冬天

寒冷而晴朗的夜间

9.五十年代日本出现的痛痛病是由___A___污染水体后引起的。

大气中重要自由基是（A）

HO2

RO2

HO2

11.在某个单位系的含量比其他体系高得多，则此时该单位体系几乎等于混合复杂体系的PE，称之为“决定电位”。在一般天然水环境中，B

是“决定电位”物质。

溶解CO2

溶解氧

溶解SO2

溶解NO2

12.有机污染物一般通过

A、C、D、光解和生物富集和生物降解等过程在水体中进行迁移转化。

吸附作用

配合作用

挥发作用

水解作用

13.土壤的可交换性阳离子有两类，一类是致酸离子；另一类是盐基离子，下面离子中属于致酸离子是

D。

H+、Ca2+

H+、Mg2+

Na+、AI3+

H+、AI3+

14.光化学物种吸收光量子后可产生光化学反应的初级过程和次级过程。下面氯化氢的光化学反应过程中属于次级过程的是

BC。

HCl

→

(1)

HCl

→

(2)

→

(3)

15.气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率（Г）和干绝热垂直递减率（Гd）两者有关。大气垂直递减率是指

A，若

表明大气是稳定的。

Г=-dT/dz

Г=dT/dz

Г＜Гd

Г＞Гd

二、判断题（答在答体纸上，对的打“√”，错的打“×”，1×15=15分）

1、对于挥发性较小的毒物，可以忽略其挥发作用。（√）

2、一般金属化合物在水中的溶解度大，迁移能力也大。（√）

3、水中的无机氮在较低的pE值时（pE＜5）、NO3-

是主要形态。（×）

4、在pH为6的土壤里，铝离子对碱的缓冲能力较大。

（√）

5、土壤的活性酸度与潜性酸度是同一个平衡体系的两种酸度。二者可以互相转化。（√）

6、光解作用是有机污染物真正的分解过程

。（√）

7.分子的离解能越大，自由基越不稳定。（√）

8.自由基具有强还原性，容易去氢夺氧。（×）

9.大气中重要自由基是HO、HO2自由基，它们的浓度夏天高于冬天。（√）

10.控制臭氧浓度，可以缓解光化学烟雾。（√）

11.pE越大，体系夺电子能力低，体系中重金属还原态形式存在。（×）

12.生物降解有机物存在两种代谢模式，一种是生长代谢，另一种是共代谢。（√）

13.铝离子对碱缓冲作用，聚合度越大，Ｈ+离子越少，对碱缓冲能力低。（×）

14.重金属在天然水体中主要以腐殖酸配合形式存在。（√）

15.配体有单齿配体和多齿配体，多齿配合物的稳定性高于单齿配合物。（√）

三、名词解释（2×5=10分）

1.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。

2．温室效应：像

CO2如温室的玻璃一样，它允许来自太阳的可见光射到地，也能阻止地面中的CO2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应

3.共代谢：某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源时，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。

4.标化分配系数：有机碳为基础表示的分配系数成为标化分配系数。用

Ko表示。Koc=Kp/Xox

5.离子交换吸附：环境中大部分胶体带负电荷，容易吸附各种阳离子，在吸附过程中，胶体每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子，此吸附称为离子交换吸附。

四、简答题

（4×5=20分）

1.大气中的CFCs能破坏臭氧层，写出有关化学反应式。

答：F-11(CFCl3)和F-12(CF2Cl2)等氟氯烃。它们在波长175~220nm的紫外光照射下会产生Cl：

（2分）

光解所产生的Cl可破坏O3，其机理为：

总反应

(2分)

2.简述土壤胶体的性质

(4分)

答：1）土壤胶体具有巨大的比表面和表面能（1分）

2）

土壤胶体具有双电层，微粒的内部称微粒核，一一般带负电荷，形成负离子层，其外部由于电性吸引而形成一个正离子层，而形成双电层。（1分）

3)土壤胶体的凝聚性和分散性：由于胶体的比表面和表面能都很大，为减小表面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是胶体的凝聚性。但是在土壤溶液中胶体常带负电荷，即具有负的电动电位，所以胶体微粒又因相同电荷而相互排斥，电动电位越高，相互排斥力越强，肢体微粒呈现出的分散性也越强。（2分

3.试述酸雨的主要成分、成因及写出有关化学反应式。

答：酸雨的主要成分是硫酸和硝酸。从污染源排放出来的SO2和NOx经氧化形成硫酸、硝酸和亚硝酸和亚硝酸，这是造成酸雨的主要原因。其形成过程用方程表示如下(1分)：

SO2+[O]SO3

SO3+H2OH2SO4

SO3+H2OH2SO3

H2SO3+[O]

H2SO4

NO+[O]

NO2

2NO2+

H2OHNO3+

HNO2

(3分)

4.大气中HO主要来源有哪些写出相关方程式。

1）O3的光解

对于清洁大气，O3的光解是大气中HO自由基的重要来源：

（2分）

2)HNO2和H2O2的光解

对于污染大气，亚硝酸和H2O2光解是大气中HO重要来源

（2分）

5.简述水体沉积物中重金属的释放的影响因素

1）盐浓度升高

碱金属或碱土金属能把吸附在固体颗粒上的金属离子释放出来。这是金属从沉积物中释放的主要途径。（1分）

2）氧化还原条件的变化

湖泊、河口及近岸沉积物中含有较多的好氧物质，使一定深度下的氧化还原电位降低，铁、锰等全部或部分溶解，被其吸附的或与之共存的重金属离子也被解析出来。（1分）

3）降低pH值

降低pH值，使碳酸盐和

氢氧化物溶解，H+的竞争增加了金属离子的解析量。（1分）

4）增加水中配合剂的含量

天然或人为的配合剂使用量的增加，可使金属离子形成可溶性配合物，使重金属从固体颗粒上解吸下来。（1分）

五、计算题（20分）

1.O3的键能为

kJ/mol，计算可以使O3分子光化学反应裂解成O和O2的最大波长。（光速c

×108

m/s，普朗克常数h

×光量，阿伏加德罗常数N0=×1023）。(7分)

解：

(2分)

(4分)

=×10-6m

(1分)

答:

使O3分子裂解成O和O2最大波长为

nm。

2.某有机分子量为192，溶解在含有悬浮物的水体中，若悬浮物中80%为细颗粒，有机碳含量为10%，其余粗颗粒有机碳含量为4%，已知该有机物在水中溶解度为L，求分配系数（Kp）。(8分)

解：

㏒Kow=

则

Kow=

(2分)

Koc==

(2分)

=[+

（2分）

答：该有机物的分配系数Kp是。

3.具有×10-3

mol/L碱度的水，pH为，请计算[H2CO3*

]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]的浓度各是多少(5分)

=×10-7

;

×10-11

答：根据平衡方程求各种碳酸物百分比确定，当pH=时，CO32-的浓度与HCO3-浓度相比可以忽略，此时碱度全部由HCO3-贡献。

[HCO3-]=[碱度]=

×10-3

mol/L

[OH-]=×10-6

mol/L

(2分)

根据离解常数K1，可以计算出的[H2CO3*

]浓度：

[H2CO3*

]=[H][HCO3-]/K1

=×10-6××10-3/×10-7

=×10-5

mol/L

（分）

代入K2的表示式计算[CO32-]:

[CO32-]=

K2[HCO3-]/[H+]

=×10-11××10-3

/×10-6

=×10-5

mol/L

（分）

六、论述题（2×10=20）

1．结合臭氧层破坏机理，提出保护臭氧层的对策。

1）破坏机理

水蒸汽、氮氧化物、氟氯烃等能加速臭氧耗损过程，破坏臭氧层的稳定状态，这些物质颗催化臭氧的分解。

氮氧化物的破坏作用

HO.自由基对臭氧的破坏作用

c)氟氯烃的破坏作用

d)大气中氧气的过度消耗

（5分）

2）对策与措施

a)采取可行的措施，限制、减少消耗臭氧层人为物质的生产和消费。开展寻找CFCS

和Halon

替代物的研制、生产和相关应用技术的研究。

b)加强废弃CFCS

和Halon的管理。随着CFCS

和Halon

替代品的应用，废弃CFCS

和Halon的管理将成为突出的课题，其重要性不亚于CFCS

和Halon

替代品的开发。

c)强化大气化学监测手段，观测大气臭氧层臭氧、氯化物、氮化物传输途径和变化规律，加强臭氧层损耗机理及其对生态环境影响的研究。

d)对超音速飞机加以限制，减少氮氧化物的排放，减少氮肥的使用量和流失量。

e)积极开展保护臭氧层宣传教育工作。进一步引起社会与民众对保护臭氧层的重视,不使用危害臭氧层的物质,同时鼓励推广对环境和人类健康无害的替代物质

（5分）

2.根据水体重金属迁移转化分析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500

m处水中铅的含量只有3～4μg/L，试分析其原因

1)含铅废水的稀释、扩散；（1分）

2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用

：（2分）

无机胶体：

次生黏土矿物；铁、铝、硅、锰等水合氧化物；

有机胶体：蛋白质、腐殖质。

3）氧化－还原转化：各价态之间的相互转化；（1分）

4）溶解和沉淀反应

：（1分）

5)配合反应

（2分）

无机配体：OH-

Cl-

CO32-

HCO3-

F-

S2-

有机配体:氨基酸、糖、腐殖酸

生活废水中的洗涤剂、清洁剂、NTA、EDTA、农药等

6)生物甲基化作用

.（1分）

7）生物富集作用（2分）!

套二

环境化学试题部分答案

一、填空

1、开放体系中，CT、[HCO3－]和_[CO3-_]___随PH改变，而__[H2CO3*]___不变

2、一般水体的决定电位物质是_溶解氧____，若水体厌氧，其中含大量有机物则决定电位物质是_有机物____，居于两者之间则决定电位物质是___溶解氧体系和有机物体系的结合__

3、大气颗粒物按其粒径大小可分为总悬浮颗粒物（TSP）、飘尘、降尘

4、水体中存在含N化合物时，高pe和PH下NH＋转化为__NO3-___

5、天然水中主要的氧化剂和还原剂（各选2个）

氧化剂：溶解氧、三价铁、四价锰、六价硫（铬、钼）、五价氮（钒、砷）

还原剂：二价铁、二价锰、负二价硫及许多有机化合物

6、在砷的两种价态中，三价砷的毒性较高

7、天然水体八大优势无机离子为K+、Na+、Ca+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-

(任答6个)

8、污染物在环境中的主要转化过程类型有生物转化、化学转化、光化学转化

9、人为污染源可分为工业、农业、生活、交通。

10、环境中污染物的迁移主要有物理迁移、化学迁移和生物迁移三种方式。

11、天然水中的总碱度=

[HCO3-]

[CO32-]

[OH-]

—

[H-]。

二、名词解释

1、生物浓缩因子

分布在水体中的生物群类也可以参加有机污染物的分配，这种分配作用被称为“生物浓缩作用或生物积累作用”，有机污染物的这种分配性质用“生物浓缩因子”来表示。

2、光化学定律“光化学第二定律”

在初级光化学反应过程中，被活化的分子数（或原子数）等于吸收光的量子数

3、总悬浮颗粒物（TSP）：

是分散在大气中的各种粒子的总称，即粒径在100μm以下的所有粒子

4、间接光解

一种化合物直接吸收光能，并将过剩能量转移到另一种化合物上，导致后者产生反应的过程被称为敏化反应。前者称为敏化有机物，后者称为接受体分子。敏化反应也被称为敏化光解或间接光解。

5、BOD

生化需氧量是在好气条件下，水中有机物由微生物作用进行生物氧化，在一定期间内所消耗溶解氧的量

7、活性酸度：

是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称为有效酸度，通常用pH表示。

8、温室效应:

CO2等气体（统称温室气体）如温室的玻璃一样，它允许来自太阳的可见光射到地面，也能阻止地面重新辐射出来的红外光返回外空间。因此，温室气体起着单向过滤器的作用，吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。

9、环境化学

11、分配定律

12、光量子产率

13、决定电位物质

14、盐基饱和度

15、土壤环境容量

16、光敏反应

17、云内清除（雨除）

18、准确度

19、结合反应：

外来化合物经过前期转化，与生物体内源物质结合的反应称为结合反应。

20、光降解产率

三、简答题

1、水体中有机配位体对金属迁移的影响？（10分）

1、影响颗粒物（悬浮物或沉积物）对重金属的吸附能力。决定这一能力的因素主要是配位体本身的吸附行为，配位体或金属离子与配位体形成的配合物是否可被沉积物吸附。①与金属离子生成配合物，或争夺表面吸附位，抑制金属离子吸附；②形成弱的配合物，且对固体表面亲和力小，引起吸附量变化小；③形成强的配合体，且对固体表面亲和力大，引起吸附量增加。

2、影响重金属化合物的溶解度。重金属和羟基的配合作用，提高了重金属氢氧化物的溶解度。

2、什么是辐射逆温层并简述其形成机制

答：

在对流层中、气温一般是随高度增加而降低。但在一定条件下会出现

反常现象。这可由垂直递减率(Γ)的变化情况来判断。当Γ＜0时，称为逆温气层。逆温现象经常发生在较低气层中，这时气层稳定性特强，对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用。

近地面层的逆温多由于热力条件而形成，以辐射逆温为主。

辐射逆温是地面因强烈辐射而冷却所形成。这种逆温层多发生在距地面100-150m高度内。最有利于辐射逆温发展的条件是平静而晴朗的夜晚。有云和有风都能减弱逆温。如风速超过2-3m/s时，辐射逆温就不易形成。当白天地面受日照而升温时，近地面空气的温度随之而升高。夜晚地面由于向外辐射而冷却这便使近地面空气的温度自下而上逐渐降低。由于上面的空气比下面的冷却较慢、结果就形成逆温现象。

3、温室效应及其形成机制

4、氮氧化物和氟氯碳烃物质是怎样破坏臭氧层的？

5、酸雨的主要成分、危害、反应方程式？

1、大气中的氨

①氨与硫酸气溶胶反应→(NH4)2SO4或(NH4)HSO4；

②SO2可以直接与NH3反应，而避免转化成酸。

2、颗粒物酸度的缓冲作用

①所含的催化金属促使SO2氧化；

②对酸起中和作用。

3、气候的影响

①温度、湿度：一般情况温度湿度大时易出现酸雨；

②风速、大气稳定度，大气处于稳定状态，污染物不利于扩散易出现酸雨。

6、水体中的主要污染物有哪些？

耗氧污染物、致病污染物、合成有机物、植物营养物、无机物及矿物质、土壤及岩石冲刷的沉积物、放射性物质、热污染

共8种物质。

7、有机物在水中的迁移、转化存在哪些重要过程？

主要存在：1、负载过程（输入过程）

2、形态过程（酸碱平衡及吸着作用）3、迁移过程（沉淀与溶解、对流、挥发及沉积作用）4、转化过程（生物降解、光解和水解作用）5、生物累积过程（生物浓缩和放大）

8、简述什么是绿色化学。

9、什么是大气温度层结？

由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层层大气对太阳辐射吸收程度上的差异，使得描述大气状态的温度、密度等气象要素在垂直方向上呈不均匀的分布。人们通常把静大气的温度和密度在垂直方向上的分布，称为大气温度层结和大气密度层结。

10、如何判断大气稳定度？何谓逆温现象？其对大气污染物的迁移有何影响？

ra—大气的垂直温度递减率

rb—污染气团的绝热温度递减率

为大气的不稳定状态，有利于污染物扩散。

为大气的稳定状态，不利于污染物扩散。

为大气的中性状态，气团和大气的温度在任何高度都是相等的。

大气的温度随高度增加而降低，为大气的不稳定状态

大气的温度随高度增加而增加，为大气的稳定状态，为逆温情况。

11、reundlich吸附等温线表达式？并解释字母含义。

G=lg

k+1/n

其中

G—吸附量

k—分配系数

C—溶质平衡浓度

12、水体中颗粒物吸附作用分类？并分别解释

表面吸附---物理吸附，表面能的作用

离子交换吸附—物理化学吸附，表面电荷作用，发生离子交换

专属吸附—化学吸附，化学键作用，分子间作用力

13、分别解释生物富集、生物放大及生物积累。

14、简述物质通过生物膜的方式。

膜孔滤过，直径小于膜孔的水溶性物质，可借助膜两侧净水压及渗透压经膜孔滤过。

被动扩散，脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧，即顺浓度梯度扩散通过有类脂层屏障的生物膜。

15、土壤中的氮素通过什么途径流失？会造成什么影响？

16、什么是光化学烟雾？产生条件？

17、BOD和COD测定的原理和条件有什么区别？

18、有机物在水中迁移转化过程有哪些？

分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物降解作用

19、简述硝化与反硝化过程。

硝化作用：氨在有氧条件下通过微生物作用，氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。参与硝化的微生物虽然为自养型细菌，但在环境中必须在有机物质存在的条件下才能活动。

反硝化作用：也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。微生物和植物吸收利用硝酸盐有两种完全不同的用途，一是利用其中的氮作为氮源，称为同化性硝酸还原作用：NO3-→NH4+→有机态氮。许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养。另一用途是利用NO2-和NO3-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用：NO3-→NO2-→N2↑。能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。

20、环境中的相间平衡有哪些？举三例即可

物质吸附：固-固、固-液的相间平衡

升华作用：固-气相间平衡

气体在水中的溶解和逸出：液-气相间平衡

环境化学试题及其答案

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