《环境化学》（A）

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

得分

总 分

评阅人 复查人签名 合分人签名

一.填空（每空1分）

得分

1.环境问题是在 工业化 过程中产生的，具体原因包括污染物 排放 和过度开发 资源 ；

2.可持续发展的战略思想是经济、社会和环境保护 协调 发展，其核心思想是：经济发展不能超过资源和环境的 承载力 ；

3在大气对流层中污染物易随空气发生 垂直 对流运动，在平流层中污染物易随地球自转发生 水平 运动；

4.逆温层不利于污染物的 传输 。

5.当Γ3.01×105 J/mol

故可引起N—O键断裂。

2、设大气压力为1.0130×105Pa（25℃），空气中水蒸气的分压为0.03167×105Pa（25℃），氧溶于水的亨利常数为1.26×108,计算氧气在水中的溶解度。（10分）

得分

解：PO2=(1.01325-0.03167)×105×0.21

=0.2056×105(pa)

O2(aq)=KH×PO2=1.26×105×0.2056×10-8

=2.6×10-4(mol/l)

O2(aq)= 2.6×10-4×32×1000

=8.32(mg/l)

3、 具有2.00×10-3mol/L碱度的水，pH为7.0, 请计算[H2CO3*]、[HCO3-]、[CO32-]的浓度各是多少？已知下表数据：

pH α0 α1 α2

7.00 0.1834 0.8162 3.828×10-4

（10分）

得分

解:当pH = 7.00时,CO3-的浓度与 HCO3-的浓度相比可以忽略,查表pH = 7.00时, α= 1.224,

则[HCO3-] = [碱度] = 2.00×10-3mol/l/l。

[H+] = [OH-] = 10-7 mol/l。

[HCO3※] = [H+][HCO3-]/K1 = 1.00×10-7×2.00×10-3/(4.55×10-7) = 4.49×10-4mol/l。

[CO3-] = K2[HCO3-]/[H+] = 4.69×10-11×2.00×10-3/(1.00×10-7) = 9.38×10-7 mol/l。

4、在厌氧消化池中，和pH值7.0的水接触的气体含65％的CH4和35％的CO2，已知

, pE0=2.87，请计算pE和Eh（10分）

得分

解pE=pE0+1/n lg([反应物]/[生成物])

=2.87+lgPCO20.125[H+]/PCH40.125

=2.87+lg 0.350.125×10-7/0.650.125

=2.87+lg 0.877×10-7/0.948

=2.87+lg 0.925—7=—4.16

Eh=0.059pE=-4.16×0.059=—0.246

5、一个有毒化合物排入至pH＝8.4，T＝25℃的水体中，90％的有毒化合物被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常数Ka=0，碱性水解速率常数Kb=4.9×10-7L/(d.mol), 中性水解速率常数Kn=1.6d－1.请计算化合物的水解速率常数。（5分）

得分

解：Kh =[Kn+

w(Ka[H+]+ Kb[OH-])]

=1.6+0.1（0+4.9×10-7×10-5.6）

=1.6d-1

6、用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用，假设溶液平衡浓度为3.0×10-3mol/L，溶液中每克悬浮固体吸附溶质为0.5×10-3mol/L，当平衡浓度降至1.0×10-3mol/L时，每克吸附剂吸附溶质为0.25×10-3mol/L，问每克吸附剂可以吸附溶质的吸附限量是多少？（5分）

得分

解：G=

0.5×10-3= （1）

0.25×10-3= （2）

2=×

2A+6.0×10-3=3.0（A+1.0×10-3）

2A+6.0×10-3=3.0A+3.0×10-3

A=3.0×10-3

G0=1.0×10-3（mol/L·g）

1. 在一个pH为7.0，总碱度为1.6mmol/L的水体中，如加入碳酸钠使其碱化，问需加多少mmol/L的碳酸钠才能使水体pH上升至8.0？如用NaOH强碱进行碱化，又需加多少碱？（pH=7.0时，α0=0.1834，α1=0.8162，α2=3.828×10-4，α=1.224；pH=8.0时，α0=0.02188，α1=0.9736，α2=4.566×10-3，α=1.018）（本小题10分）

解：总碱度＝KW/ [H+] + CT(α1 + 2α2) - [H+]

CT＝

{[总碱度] + [H+] - [OH-]}

令α＝

当pH在5～9范围内、[碱度]≥10-3mol/L时, [H+]、[OH-]项可以忽略不计,得到简化式：CT＝α[碱度]

当pH＝7.0时，α1＝0.8162，α2＝3.828×10-4，则α＝1.224，CT ＝α[碱度]＝1.9584mmol/L

若加入碳酸钠将水的pH升至8.0，此时CT值与碱度值均有变化。设加入的碳酸钠量为Δ[CO32-]，则有

CT + Δ[CO32-]＝α′｛[碱度] + 2Δ[CO32-]｝

解得，Δ[CO32-]＝1.9248 mmol/L

若加入氢氧化钠将水的pH升至8.0，其CT值并不变化，可得：

碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量：

Δ[OH-]＝1.9248－1.6＝0.3248 mmol/L

2.含镉废水通入H2S达到饱和并调pH值为8.0，请计算水中剩余镉离子浓度（已知CdS的溶度积为7.9×10-27，H2S离解常数K1=8.9×10-8，K2=1.3×10-15，饱和水溶液中）。（本小题7分）

解：H2S→H++HS- Ka1=［H+］［HS-］/［H2S］ ［HS-］= Ka1［H2S］/［H+］

HS-→H++S2- Ka2=［H+］［S2-］/［HS-］=［H+］2［S2-］/ Ka1［H2S］

［S2-］= Ka1* Ka2［H2S］/［H+］2=8.9×10-8×1.3×10-15×0.1/(10-8)2=1.157×10-7mol/l

CdS→Cd2++S2- Ksp= ［Cd2+］［S2-］

［Cd2+］= Ksp/［S2-］=7.9×10-27/1.157×10-7=6.8×10-20 mol/l

3．一个有毒化合物排入至pH＝8.4，T＝25℃的水体中，90％的有毒化合物被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常数Ka=0，碱性水解速率常数Kb=4.9×10-7L/(d.mol), 中性水解速率常数Kn=1.6d－1.请计算化合物的水解速率常数。（6分）

解：已知 Ka = 0, [H+] = 10-8.4 Kn = 1.6 Kb = 4.9×10-7

Kh = Ka[H+] + Kn + KbKw/[H+] = 0 + 1.6 + 4.9×10-7×10-5.6 = 1.6 (d-1)

T1/2=0.693/Kh=0.693/1.6=0.43d

2011环境化学专业考研测试题及答案

2010-10-27 14:09:00　来源: 人民网(北京)　跟贴 0 条 手机看新闻

　　一、名词解释 　　1气温垂直递减率 　　2光化学反应 　　3吸附等温线 　　4盐基饱和度 　　5生物放大 　　6天然水的碱度 　　7Kow 　　8标化分配系数 　　二、回答下列问题 　　1过氧自由基HO2?的主要来源有哪些？ 　　2简述大气污染物汇的机制。 　　3简述环境污染物的三致作用。 　　4简述土壤的缓冲性能及其原理。 　　5水中有机污染程度的指标是什么？并分别加以说明。 　　6简要回答河流中的泥沙对重金属的迁移转化的影响，并举例加以说明。 　　三、计算题 　　有如下两个单体系，其中一个是Cu2+、Cu+（pE0=5.82，[Cu2+]=10-5mol/L,[Cu+]=10-4mol/L），另一个是Fe3+、Fe2+（pE0=13.05，[Fe3+]=10-3mol/L，Fe2+=0.1mol/L）。如果各取1升，将其成为一个混合体系，并假定Fe3+被Cu+还原完全，试计算哪个体系是决定电位？ 　　四、分析论述题 　　1．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0.3～0.4mg/L，而在下流500m处水中铅的含量只有3～4μg/L，试分析其原因？ 　　2．确定酸雨pH界限的依据是什麽？ 　　3．下图是C3H6、NO、空气(O2、N2)混合物经紫外线照射后的时间成分关系图。从图中可知，随NO和C3H6等初始反应物的氧化消耗，NO2和醛量增加；当NO耗尽时，NO2出现最大值。此后，随着NO2的消耗(浓度下降)，O3和其他氧化剂如过氧乙酰硝酸酯(PAN)产生了。试利用大气环境化学原理分析可能发生的环境现象，并阐述其机制。 　　

　　参考答案 　　一、名词解释 　　1气温垂直递减率： 　　气温随高度的变化通常以气温垂直递减率(Г)表示，即每垂直升高100m，气温的变化值： 　　

　　T－绝对温度，K；Z－高度。 　　2光化学反应：光化学反应:一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的反应，称为光化学反应。 　　3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。适用于水体颗粒物对污染物的吸附等温式有Henry型、弗莱特利希(Freundlich)和朗格缪尔(Langmuir)三种等温式。 　　4盐基饱和度：盐基饱和度（％）＝交换性盐基总量/阳离子交换量X100％ 　　5生物放大：同一食物链上的高营养级生物，通过吞噬低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象 　　6天然水的碱度：指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的物质总量。 　　7Kow：辛醇-水分配系数，既化学物质在辛醇中浓度和在水中浓度的比例。 　　8标化分配系数：表示有机毒物在沉积物（或土壤）与水之间的分配系数，以有机碳为基础。Koc=Kp/Xoc。 　　二、回答下列问题 　　1过氧自由基HO2?的主要来源有哪些？ 　　HO2?的主要来源是大气中甲醛(HCHO)的光分解： 　　HCHO+hν→H?+HC?O 　　H?+O2→HO2? 　　HC?O+O2→CO+HO2? 　　2简述大气污染物的汇的机制 　　重力沉降，与植物、建筑物或地面(土壤)相碰撞而被捕获(被表面吸附或吸收)的过程，统称为干沉降。 　　大气中的物质通过降水而落到地面的过程称为湿沉降。 　　污染物在大气中通过化学反应生成其他气体或粒子而使原污染物在大气中消失的过程，称为化学去除 　　3简述环境污染物的三致作用。 　　三致作用定义； 　　致突变作用； 　　致癌作用； 　　致畸作用。 　　4简述土壤的缓冲性能及其原理。 　　答：定义：土壤缓冲性能是指土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力，它可以保持土壤反应的相对稳定，为植物生长和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境。 　　溶液的缓冲作用： 　　无机酸（碳酸等）+有机酸（腐殖酸、其他） 　　酸酸和碱 　　胶体的缓冲作用： 　　对酸的缓冲作用：胶体-M+HCl胶体-H+MCl 　　对碱的缓冲作用：胶体-H+MOH胶体-M+H2O 　　Al离子对碱的缓冲作用：