環(huán)境化學(xué)試題及標(biāo)準(zhǔn)答案
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教學(xué)院長(zhǎng)
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成 績(jī) 統(tǒng) 計(jì) 表
題號(hào)
一
二
三
四
五
六
七
八
合計(jì)
得分
閱卷人
考生姓名:____________ 學(xué) 號(hào) ___________ 專(zhuān)業(yè)班級(jí)
注:答案一律寫(xiě)在答提紙上
一、選擇題(1×15=15分)
1. 光化學(xué)煙霧是一個(gè)鏈反應(yīng),鏈引發(fā)反應(yīng)主要是( )
A 丙烯氧化生成具有活性的自由基
B HO2和RO2等促進(jìn)了NO向NO2轉(zhuǎn)化
C NO2的光解
D 甲醛在光的照射下生成自由基
2. 屬于我國(guó)酸雨中關(guān)鍵性離子組分的是( )
A NO3-、SO42- B SO42-、Cl-
C SO42-、NH4+ D SO42-、Na+
3. 在水體中顆粒物對(duì)重金屬的吸附量隨pH值升高而( )
A 增大 B 減少 C 不變 D 無(wú)法判斷
4. 有一個(gè)垂直湖水,pE隨湖的深度增加將( )
A 降低 B 升高 C 不變 D 無(wú)法判斷
5. 降低pH值,水中沉積物重金屬的釋放量隨之( )
A 升高 B降低 C 無(wú)影響 D無(wú)法判斷
6. 具有溫室效應(yīng)的氣體是( )
A甲烷、H2O C O3、CO
B甲烷、SO2 D CO2、SO2
7. 倫敦?zé)熿F事件成為 ,美國(guó)洛杉機(jī)煙霧成 。
A 光化學(xué)煙霧 B 酸性煙霧 C 硫酸性煙霧 D 堿性煙霧
8. 大氣逆溫現(xiàn)象主要出現(xiàn)在______。
A 寒冷的夜間 B 多云的冬季
C 寒冷而晴朗的冬天 D 寒冷而晴朗的夜間
9. 五十年代日本出現(xiàn)的痛痛病是由______污染水體后引起的。
A Cd B Hg C Pb D As
10 大氣中重要自由基是( )
A HO HO2 B HO R
C R RO2 D R HO2
11. 在某個(gè)單位系的含量比其他體系高得多,則此時(shí)該單位體系幾乎等于混合復(fù)雜體系的PE,稱(chēng)之為“決定電位”。在一般天然水環(huán)境中, 是“決定電位”物質(zhì)。 A 溶解CO2 B 溶解氧
C 溶解SO2 D 溶解NO2
12. 有機(jī)污染物一般通過(guò) 、 、 、光解和生物富集和生物降解等過(guò)程在水體中進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化。
A 吸附作用 B 配合作用 C 揮發(fā)作用 D 水解作用
13. 土壤的可交換性陽(yáng)離子有兩類(lèi),一類(lèi)是致酸離子;另一類(lèi)是鹽基離子,下面離子中屬于致酸離子是 。
A H+、Ca2+ B H+、Mg2+ C Na+、AI3+ D H+、AI3+
14. 光化學(xué)物種吸收光量子后可產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)的初級(jí)過(guò)程和次級(jí)過(guò)程。下面氯化氫的光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中屬于次級(jí)過(guò)程的是 。
A HCl + hv → H + Cl (1)
B H + HCl → H2 + Cl (2)
C Cl + Cl → M (3)
15. 氣塊在大氣中的穩(wěn)定度與大氣垂直遞減率(Г)和干絕熱垂直遞減率(Гd)兩者有關(guān)。大氣垂直遞減率是指 ,若 表明大氣是穩(wěn)定的。
A Г=-dT/dz B Г=dT/dz C Г<Гd D Г>Гd
二、判斷題(答在答體紙上,對(duì)的打“√” ,錯(cuò)的打“×”,1×15=15分)
1、對(duì)于揮發(fā)性較小的毒物,可以忽略其揮發(fā)作用。
2、一般金屬化合物在水中的溶解度大,遷移能力也大。
3、水中的無(wú)機(jī)氮在較低的pE值時(shí)(pE<5)、NO3- 是主要形態(tài)。
4、在pH為6的土壤里,鋁離子對(duì)堿的緩沖能力較大。
5、土壤的活性酸度與潛性酸度是同一個(gè)平衡體系的兩種酸度。二者可以互相轉(zhuǎn)化。
6、光解作用是有機(jī)污染物真正的分解過(guò)程 。
7. 分子的離解能越大,自由基越不穩(wěn)定。
8. 自由基具有強(qiáng)還原性,容易去氫奪氧。
9. 大氣中重要自由基是HO 、HO2自由基,它們的濃度夏天高于冬天。
10. 控制臭氧濃度,可以緩解光化學(xué)煙霧。
11. pE越大,體系奪電子能力低,體系中重金屬還原態(tài)形式存在。
12. 生物降解有機(jī)物存在兩種代謝模式,一種是生長(zhǎng)代謝,另一種是共代謝。
13. 鋁離子對(duì)堿緩沖作用,聚合度越大,H+離子越少,對(duì)堿緩沖能力低。
14. 重金屬在天然水體中主要以腐殖酸配合形式存在。
15. 配體有單齒配體和多齒配體,多齒配合物的穩(wěn)定性高于單齒配合物。
三、名詞解釋?zhuān)?×5=10分)
1. 吸附等溫線(xiàn): 2. 溫室效應(yīng): 3. 共代謝 4. 標(biāo)化分配系數(shù)
5. 離子交換吸附
四、簡(jiǎn)答題 (4×5=20分)
1. 大氣中的CFCs能破壞臭氧層,寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)式。
2. 簡(jiǎn)述土壤膠體的性質(zhì)。
3. 試述酸雨的主要成分、成因及寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)式。
4. 大氣中HO主要來(lái)源有哪些?寫(xiě)出相關(guān)方程式。
5. 簡(jiǎn)述水體沉積物中重金屬的釋放的影響因素
五、計(jì)算題(20分)
1. O3的鍵能為101.2 kJ/mol,,計(jì)算可以使O3分子光化學(xué)反應(yīng)裂解成O和O2的最大波長(zhǎng)。(光速c = 3.0×108 m/s,普朗克常數(shù)h = 6.63×10-34J.s/光量,阿伏加德羅常數(shù)N0=6.02×1023)。(7分)
2. 某有機(jī)物分子量是為192,溶解在含有懸浮物的水體中,若懸浮物的80%為細(xì)顆粒,有機(jī)碳含量為10%,其余粗顆粒的有機(jī)碳含量為4%,已知該有機(jī)物在水中的溶解度為0.08mg/L,求Kp。(8分)
3. 具有3.00×10-3 mol/L堿度的水,pH為8.00,請(qǐng)計(jì)算[H2CO3* ]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]的濃度各是多少?(5分)
K1 = 4.45×10-7 ; K2 = 4.69×10-11
六、論述題(2×10=20)
1.結(jié)合臭氧層破壞機(jī)理,提出保護(hù)臭氧層的對(duì)策。
2.根據(jù)水體重金屬遷移轉(zhuǎn)化分析某市一家鉛鋅冶煉廠(chǎng)的含鉛廢水經(jīng)化學(xué)處理后排入水體中,排污口水中鉛的含量為0.3~0.4mg/L,而在下流500 m處水中鉛的含量只有3~4μg/L,試分析其原因?
《環(huán)境化學(xué)》A卷標(biāo)準(zhǔn)答案
一、選擇題(1×15=15分)
1. C
2. C
3. A
4. A
5. A
6. A
7. CA
8. D
9. A
10. A
11. B
12. ACD
13. D
14. BC
15. AC
二、判斷題(1×15=15分)
1.(√) 2.(√) 3.(×)4.(√)5.(√)6(√) 7(√)8(×)
9(√)10(√)11(×)12 (√)13(×) 14 (√)15(√)
三、名詞解釋?zhuān)?×5=10分)
1.吸附等溫線(xiàn):在恒溫等條件下,(1分) 吸附量Q與吸附物平衡濃度c的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為吸附等溫線(xiàn),其相應(yīng)的數(shù)學(xué)方程式稱(chēng)為吸附等溫式。(1分)
2.溫室效應(yīng):像 CO2如溫室的玻璃一樣,它允許來(lái)自太陽(yáng)的可見(jiàn)光射到地,也能阻止地面中的CO2吸收了地面輻射出來(lái)的紅外光,(1分)把能量截留于大氣之中,從而使大氣溫度升高,這種現(xiàn)象稱(chēng)為溫室效應(yīng)(1分)。
3.共代謝:某些有機(jī)污染物不能作為微生物的唯一碳源,(1分)必須有另外的化合物存在提供微生物碳源時(shí),該有機(jī)物才能被降解,這種現(xiàn)象稱(chēng)為共代謝。(1分)
4.標(biāo)化分配系數(shù):有機(jī)碳為基礎(chǔ)表示的分配系數(shù)成為標(biāo)化分配系數(shù)。(1分)用 Ko表示。Koc=Kp/Xox(1分)。
5.離子交換吸附:環(huán)境中大部分膠體帶負(fù)電荷,容易吸附各種陽(yáng)離子,(1分)在吸附過(guò)程中,膠體每吸附一部分陽(yáng)離子,同時(shí)也放出等量的其他陽(yáng)離子,此吸附稱(chēng)為離子交換吸附(1分)。
四、簡(jiǎn)答題 (4×5=20分)
1.大氣中的CFCs能破壞臭氧層,寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)式。
答:F-11(CFCl3)和F-12(CF2Cl2)等氟氯烴。它們?cè)诓ㄩL(zhǎng)175~220nm的紫外光照射下會(huì)產(chǎn)生Cl:
(2分)
光解所產(chǎn)生的Cl可破壞O3,其機(jī)理為:
總反應(yīng)
(2分)
2.簡(jiǎn)述土壤膠體的性質(zhì) (4分)
答:1)土壤膠體具有巨大的比表面和表面能(1分)
2) 土壤膠體具有雙電層,微粒的內(nèi)部稱(chēng)微粒核,一一般帶負(fù)電荷,形成負(fù)離子層,其外部由于電性吸引而形成一個(gè)正離子層,而形成雙電層。(1分)
3)土壤膠體的凝聚性和分散性:由于膠體的比表面和表面能都很大,為減小表面能,膠體具有相互吸引、凝聚的趨勢(shì),這就是膠體的凝聚性。但是在土壤溶液中膠體常帶負(fù)電荷,即具有負(fù)的電動(dòng)電位,所以膠體微粒又因相同電荷而相互排斥,電動(dòng)電位越高,相互排斥力越強(qiáng),肢體微粒呈現(xiàn)出的分散性也越強(qiáng)。(2分
3.試述酸雨的主要成分、成因及寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)式。
答:酸雨的主要成分是硫酸和硝酸。從污染源排放出來(lái)的SO2和NOx經(jīng)氧化形成硫酸、硝酸和亞硝酸和亞硝酸,這是造成酸雨的主要原因。其形成過(guò)程用方程表示如下(1分):
SO2+[O]SO3
SO3+H2OH2SO4
SO3+H2O
H2SO3
H2SO3+[O]
H2SO4
NO+[O]
NO2
2NO2+ H2O
HNO3+ HNO2 (3分)
4. 大氣中HO主要來(lái)源有哪些?寫(xiě)出相關(guān)方程式。
1)O3的光解
對(duì)于清潔大氣,O3的光解是大氣中HO自由基的重要來(lái)源:
(2分)
2)HNO2和H2O2的光解
對(duì)于污染大氣,亞硝酸和H2O2光解是大氣中HO重要來(lái)源
(2分)
5. 簡(jiǎn)述水體沉積物中重金屬的釋放的影響因素
1)鹽濃度升高
堿金屬或堿土金屬能把吸附在固體顆粒上的金屬離子釋放出來(lái)。這是金屬?gòu)某练e物中釋放的主要途徑。(1分)
2)氧化還原條件的變化
湖泊、河口及近岸沉積物中含有較多的好氧物質(zhì),使一定深度下的氧化還原電位降低,鐵、錳等全部或部分溶解,被其吸附的或與之共存的重金屬離子也被解析出來(lái)。(1分)
3)降低pH值
降低pH值,使碳酸鹽和 氫氧化物溶解, H+的競(jìng)爭(zhēng)增加了金屬離子的解析量。(1分)
4)增加水中配合劑的含量
天然或人為的配合劑使用量的增加,可使金屬離子形成可溶性配合物,使重金屬?gòu)墓腆w顆粒上解吸下來(lái)。(1分)
四、計(jì)算題(20分)
1. O3的鍵能為101.2 kJ/mol,計(jì)算可以使O3分子光化學(xué)反應(yīng)裂解成O和O2的最大波長(zhǎng)。(光速c = 3.0×108 m/s,普朗克常數(shù)h = 6.63×10-34J.s/光量,阿伏加德羅常數(shù)N0=6.02×1023)。(7分)
解:
(2分)
(4分)
=1.183×10-6m
=118.3nm (1分)
答:
使O3分子裂解成O和O2最大波長(zhǎng)為118.3 nm。
2. 某有機(jī)分子量為192,溶解在含有懸浮物的水體中,若懸浮物中80%為細(xì)顆粒,有機(jī)碳含量為10%,其余粗顆粒有機(jī)碳含量為4%,已知該有機(jī)物在水中溶解度為0.08mg/L,求分配系數(shù)(Kp)。(8分)
解: ㏒Kow=5.00-0.670㏒(SW
103/M)
㏒Kow=5.00-0.670㏒(0.08
103/192)=5.25
則 Kow=1.78105 (2分)
Koc=0.63Kow=0.631.78105=1.12105 (2分)
(2分)
=1.12
105[0.2(1-0.80)(0.01)+0.85
0.05]
=9.14
103 (2分)
答:該有機(jī)物的分配系數(shù)Kp是6.63
103。
3. 具有3.00×10-3 mol/L堿度的水,pH為8.00,請(qǐng)計(jì)算[H2CO3* ]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]的濃度各是多少?(5分)
K1 =4.45×10-7 ; K2 = 4.69×10-11
答:根據(jù)平衡方程求各種碳酸物百分比確定,當(dāng)pH=8.00時(shí),CO32-的濃度與HCO3-濃度相比可以忽略,此時(shí)堿度全部由HCO3-貢獻(xiàn)。
[HCO3-]=[堿度]= 3.00×10-3 mol/L
[OH-]=1.00×10-6 mol/L (2分)
根據(jù)離解常數(shù)K1,可以計(jì)算出的[H2CO3* ]濃度:
[H2CO3* ]=[H][HCO3-]/K1
=1.00×10-6×3.00×10-3/4.45×10-7
=6.75×10-5 mol/L (1.5分)
代入K2的表示式計(jì)算[CO32-]:
[CO32-]= K2[HCO3-]/[H+]
=4.69×10-11×3.00×10-3 /1.00×10-6
=1.41×10-5 mol/L (1.5分)
六、論述題(2×10=20)
1.結(jié)合臭氧層破壞機(jī)理,提出保護(hù)臭氧層的對(duì)策。
1)破壞機(jī)理
水蒸汽、氮氧化物、氟氯烴等能加速臭氧耗損過(guò)程,破壞臭氧層的穩(wěn)定狀態(tài),這些物質(zhì)顆催化臭氧的分解。
a) 氮氧化物的破壞作用
b) HO.自由基對(duì)臭氧的破壞作用
c)氟氯烴的破壞作用
d)大氣中氧氣的過(guò)度消耗 (5分)
2)對(duì)策與措施
a)采取可行的措施,限制、減少消耗臭氧層人為物質(zhì)的生產(chǎn)和消費(fèi)。開(kāi)展尋找CFCS 和Halon 替代物的研制、生產(chǎn)和相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的研究。
b)加強(qiáng)廢棄CFCS 和Halon 的管理。隨著CFCS 和Halon 替代品的應(yīng)用,廢棄CFCS 和Halon 的管理將成為突出的課題,其重要性不亞于CFCS 和Halon 替代品的開(kāi)發(fā)。
c)強(qiáng)化大氣化學(xué)監(jiān)測(cè)手段,觀(guān)測(cè)大氣臭氧層臭氧、氯化物、氮化物傳輸途徑和變化規(guī)律,加強(qiáng)臭氧層損耗機(jī)理及其對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的研究。
d)對(duì)超音速飛機(jī)加以限制,減少氮氧化物的排放,減少氮肥的使用量和流失量。
e)積極開(kāi)展保護(hù)臭氧層宣傳教育工作。進(jìn)一步引起社會(huì)與民眾對(duì)保護(hù)臭氧層的重視,不使用危害臭氧層的物質(zhì),同時(shí)鼓勵(lì)推廣對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康無(wú)害的替代物質(zhì) (5分)
2.根據(jù)水體重金屬遷移轉(zhuǎn)化分析某市一家鉛鋅冶煉廠(chǎng)的含鉛廢水經(jīng)化學(xué)處理后排入水體中,排污口水中鉛的含量為0.3~0.4mg/L,而在下流500 m處水中鉛的含量只有3~4μg/L,試分析其原因?
1)含鉛廢水的稀釋、擴(kuò)散;(1分)
2)水體中膠體物質(zhì)對(duì)重金屬的吸附作用 :(2分)
無(wú)機(jī)膠體:
次生黏土礦物;鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物;
有機(jī)膠體:蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)。
3)氧化-還原轉(zhuǎn)化:各價(jià)態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化;(1分)
4)溶解和沉淀反應(yīng) :(1分)
5)配合反應(yīng) : (2分)
無(wú)機(jī)配體:OH- Cl- CO32- HCO3- F- S2-
有機(jī)配體:氨基酸、糖、腐殖酸
生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA 、農(nóng)藥等
6)生物甲基化作用 .(1分)
7)生物富集作用(2分)