《环境化学(第二版)》(戴树桂)知识点汇总及课后习题答案1.docx
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1、1.循环经济中 3R 原则的三个英文单词是,.2.环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果称为。3.产生氧化性光化学烟雾的两种主要物质是,。4。全球变暖问题除 CO2 外,还应考虑具有温室效应的和的作用。5.水环境中胶体颗粒的吸附作用大体可分为外表吸附、和。6。水环境中促成颗粒物相互碰撞产生分散作用的三种机理分别是,,。7.假设土壤胶体上吸附的阳离子有一局部为致酸离子,则这种土壤为土壤。8。污染物由土壤向植物体内迁移的方式主要包括和两种。9. 物质在生物作用下经受的化学变化,称为.10. 受氢体假设为细胞内的分子氧,则生物氧化中有机物的氧化类型为,假设为非分子氧的化合物就是.11。毒理学把毒物
2、剂量浓度)与引起个体生物学的变化,如脑电、心电、血象、免疫功能、酶活性等的变化称为; 一、 答复以下问题(每题 6 分,共 30 分1.影响大气中污染物质迁移的主要因素是什么?2。什么是电子活度pE?它和pH 的区分是什么?3. 影响重金属在土壤-植物体系中转移的主要因素是什么?举例说明。4。请具体说明污染物质在肌体内有哪些转运过程。5.1953 年发生在日本熊本县的水俣病的致病的烷基汞物质有哪些?从化合物构造看,有什么特征?三、以下是光化学烟雾形成的一个简化机制,按序号分别写出哪几个属于引发反响、自由基传递反响和终止反响,在该机制中,把握光化学烟雾形成速率的是哪一类?15 分)序号反响速率常
3、数(min-11NO2 + hvNO+O0.533(假设2NO + O3NO2 + O22。65910-53RCOO2NO2RCO)O2 + NO22.1431084 RH+ HO O 2 RO+ HO225 RCHO+ HO O 2 RC (O )O+ HO226 O + O2 +MO3 + M7 HO2 + NONO2 + HO3。7751032.3411022.18310-111。21410-28 RHCO + hv 2O2RO + HO22+ CO1。9110-109 RO+ NO O 2 NO+ R CHO+ HO22210 RC (O )O+ NO O 2 NO+ RO+ CO22
4、2211 HO + NO2HNO312 RC(O)O2 + NO2RC(O)O2NO21.1271021.1271021.61310-26.89310-2四、以以下图是水 解速率 与 pH 的关系, Mabey 等把水解速率归纳为由酸性或碱性催化和中性过程, 因而水解速率可表示为:K c = KhH + + KAN+ K OH - cB在以一种催化为主时,其它两种催化可无视不计,(a) lgKh=lgKA-pH;b)lgKh=lgKN;c)lgKh=lgKBKW+Ph 。15 分式中:Kh-某一 pH 值下准一级水解速率常数; KA、KN、KB分别为酸性催化、中性过程和碱性催化的二级反响水解速
5、率常数;KW水的离子积; c反响物浓度。1试证明:五、以以下图是烷烃末端氧化降解过程,把括号内应填的符号或文字按挨次写在答题纸上。16 分六、下面是甲基钴氨素构造式,指出该构造式中错误的地方。12 分二甲基苯并咪唑七、某城市污水排放量为 1。33m3/s,受纳河流的流量为 8.50m3/s,流速为 3。2km/h。污水和河水的温度分别为 20和 15;BOD 分别为5200mg/L 和 1.0mg/L;溶解氧的饱和度分别为0 和 90%;又20时耗氧反响速率常数k =0。3d-1,复氧速率常数k =0。7d1.求受纳点到122极限亏氧点的距离及此处的亏氧量。22 分)1其它条件:14、15、1
6、6、17、20时的饱和溶解氧分别为:10.29、10。07、9.85、9。65、9。07mg/L;3k= k(1.135T -20 )1 T 1k1 201= k(1.024T -20 )2T 22011kD (k- k )临界亏氧量发生时间的算式: t= kc- k log k2 1 -021 k L21110k1 cc临界亏氧量的算式: D=1 Lk0210-k t2023 环境化学专业考研试题参考答案万学海文 填空题每空 0。6 分,共 30 分)1 向某一含碳酸的水体参与重碳酸盐,总酸度_增加_、无机酸度_削减_、CO 酸度_不变_、总碱度_增加_、酚酞碱度_不变_和苛性2碱度_削减_
7、。2 硝化细菌为_化能自养型_型细菌,严格要求_高水平的_氧;反硝化的重要条件是_氧分压较低,为兼_氧。3 水环境中污染物的光解过程可分为 直接光解_ 、 _敏化光解 、 _氧化反响_ 三类。4 光子能量公式为_E=hc/_ ,通常波长大于_700nm 的光就不能引起光化学离解,此时对应的化学键能是_167。4KJ/mol。(h= 6。626*1034J。s/光量子, c = 2。99791010cm/s)5 土壤碱化度为_ Na+离子饱和度,其产生过程为 _交换性阳离子的水解作用_ 作用 。6 受氢体包括_分子氧、 _有机物转化的中间产物、 _某些无机含氧化合物_ 。7 有机磷农药的降解途径
8、一般有_吸附催化水解_、_生物降解_、_光降解。8 我国酸雨的关键性离子组分为_ SO 2,Ca2+,NH + 。449 毒作用的生物化学机制包括_酶活性的抑制_ 、 _致突变作用_ 、 _致癌作用_ 、 _致畸作用_。10 有毒有机物的生物转化反响的主要类型有_氧化_ 、 _复原_ 、 _水解_ 、_结合.11 大气颗粒物的去除过程可分为_干沉降、 _湿沉降_。12 含碳化合物的厌氧分解过程中,在_产酸_细菌的作用下,生成_有机酸、醇等中间产物,然后在_产氢菌、产乙酸菌及产甲烷细菌_细菌的作用下,生成_乙酸、甲酸、氢气和二氧化碳及甲烷 。13 盐基饱和度为 100的土壤,其潜性酸度为0.14
9、 丙酮酸在有氧条件下,通过 辅酶 A辅酶,转化为_乙酰辅酶 A _,然后与_草酰乙酸_反响生成_柠檬酸,进入_三羧酸_循环过程。16 物质通过生物膜的方式有_膜孔过滤_ 、 _被动集中 、 _被动易化集中_ 、 _主动转运_ 、_胞吞或胞饮_。17 导致臭氧层耗损的典型物质有NOx,HOx,ClOx,CFCs。二 名词解释(每题 2 分,共 18 分专属吸附:专属吸附现象是用来解释吸附过程中外表电荷转变符号,甚至使离子化合物吸附在同号电荷外表的现象,它是指在吸附过程中,除了化学键的作用,尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。共代谢:某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必需有另外的
10、化合物存在供给微生物碳源或能源时 ,该有机物才能被降解,这种现象称为共代谢。氧化途径:饱和脂肪酸与辅酶A 结合,形成脂酰辅酶A,羧基的位上的碳原子经受脱氢加羟-羰基化等氧化过程,然后与辅酶A 结合,形成乙酰辅酶 A 和少两个碳原子的脂酰辅酶 A 的过程,如下例:大气颗粒物的三模态:依据空气动力学直径 Dp 来分,爱根Aitken)核模Dp0。05m、积聚模 0.05m Dp2m)DLVO 理论:DLVO 理论把范得华吸引力和集中层排斥力考虑为仅有的作用因素,它适用于没有化学专属吸附作用的电解质溶液中,而且假设颗粒的粒度均等、球体外形的抱负状态。这种颗粒在溶液中进展热运动,其平均功能为 3KT/
11、2,两颗粒在相互作用接近时产生几种作用力,即多分子范得华力、静电排斥力和水化膜阻力。总的综合作用位能为:4VT=VR+VA式中:VA-由范得华力所产生的位能;VR由静电排斥力所产生的位能;生物浓缩系数BCF): BCF = Cb/CeCb:某种元素或难降解物质在机体中的浓度;Ce:某种元素或难降解物质在机体四周环境中的浓度。电子活度:pE 是平衡状态(假想的电子活度,它衡量溶液接收或迁移电子的相对趋势,在复原性很强的溶液中,其趋势是给出电子。pE 越小,电子的浓度越高,体系供给电子的倾向就越强; pE 越大,电子的浓度越低,体系承受电子的倾向就越强;积存稳定常数:络合反响中,逐级反响的稳定常数
12、的乘积,表示所包括的逐级反响加和后的效果。光量子产率:化学物种吸取光量子后,进展光化学反响的光子占吸取总光子数之比,称为光量子产率F;F = 生成或破坏给定物种的摩尔数/体系吸取光子的摩尔数。三 公式推导每题 6 分,共 12 分)1 推导水的氧化复原限度,即电子活度(pE与 pH 关系图中水的稳定区域界限。并计算在氧饱和时自然水体的电子活度pE,相应的氧化反响的 pE0 = + 20.75。反响的 pE0 = + 20。75。5水的氧化限度1 O + H+ + e 1 H422O pE0 =+20.721pE = pE0 + lgpO24 H+pE = -pH+20.75水的复原限度:H+
13、e 1 H 2pE0=0.002pE = pE0 + lgH+ pE = -pH氧饱和时,水中p= 0。21*105Pa,将H+=107 代入氧化限度式,得, pE = 13.58O22 分析封闭体系与开放体系中 CaCO s)在纯水中溶解时水体的 pH 计算式的差异.3四 简答题(每题 4 分,共 16 分1 大气中丙烯与 HO、O 的反响特征过程。将加成、抽氢、二元自由基等特征表示出即可得总分值362 简述汞的微生物转化过程中辅酶的作用。微生物参与汞形态转化的主要途径是汞的甲基化作用。辅酶为甲基钴氨素,此辅酶把负甲基离子传递给汞离子形成甲基汞,本身变为水合钴氨素,后者由于其中的钴被辅酶FA
14、DH2复原,并失7去水而转变为五个氮配位的一价钴氨素,最终,辅酶甲基四叶氢酸将正甲基离子转于五配位钴氨素,并从其一价钴上取得二个电子,以负甲基离子与之络合,完成甲基钴氨素的再生,使汞的甲基化能够顺当进展.3 举例说明有些气体在水中的实际溶解量可以远高于亨利定律计算结果的缘由。举溶解后发生离解反响的气体,如 CO 、SO 。这些气体在液相中的分子形态可以和气相分压之间遵守亨利定律;但液相中的分子形22态可以离解成离子形态,并建立平衡,增加了气体在水中的溶解量。4 简述光化学烟雾产生的条件、机理和过程22条件:有引起光化学反响的紫外线;有烃类特别是烯烃的存在;有 NOx参与;大气湿度低;强的阳光照
15、耀.机理和过程:A。 污染空气中 NO 的光解是光化学烟雾形成 的起始反响。2B. 碳氢化合物、HO 、O 等自由基和 O 氧化,导致醛、酮醇、酸等产物以及重要的中间产物RO 、HO 、 RCO等自由322基生成。C. 过氧自由基引起 NO 向 NO2转化,并导致 O 和 PAN 等生成。3在光化学污染区,烃和NO 的最大值发生在早晨交通繁忙时刻,这时NO2的浓度很低;随着太阳辐射的增加,NO 的浓度增大,在十点左2右到达最大;此后,O 和醛类的浓度快速增大,中午已到达较高浓度,它们的峰值通常比 NO 峰值晚出 4-5h。3五 计算题(每题 10 分,共 10 分)假设有水 A,pH 为 7.
16、5,其碱度为 5.38mmol.L-1,水B 的 pH 为 9。0,碱度为 0。70mmol。L1,假设这两种水以V :V 的体积比混合,问混合12后 pH 的表达式方程有关 H+的方程。(pH 为 7.5 时:a0= 0。06626、a1= 0。9324、a2= 0.001383、a = 1。069;pH 为 9.0 时:a0= 0。002142、a1= 0。9532、a2= 0.04470、a = 0.9592)解:总碱度 = C + ) + K /H+ H+T12wC = 1/( +2 总碱度 + H+ OH-T12令 = 1/(1+2 )2当 pH 值在 59 范围内,总碱度1.0mm
17、ol/L 时,H+ 、OH-项可以无视不计,CT值与总碱度之间存在简化关系:C = 总碱度T依据题意,这两种水以 V :V 的体积比混合时,总碱度和碳酸盐总量不变12总碱度= V 总碱度+ V 总碱度/ V + V )混合1pH=7.52pH=9。012C= (V C+ V C/( V + V )T 混合1 T pH=7.52 T pH=7.512表示出总碱度混合和 CT 混合总碱度= C(+ + K /H+H+混合T 混合1 混合2 混合w混合混合将和1 混合用 H+的方程表示,即最终的表达式也就可以表示出来。2 混合另一种考虑:假设该体系比较单纯,主要是以碳酸类组分为主,则可以考虑用电荷平
18、衡电中性原理来计算,譬如体系混合后:无机阳离子 + H+= HCO -+ 2CO 2+OH= C(+2) + K /H+混合3混合3混合混合T 混合1 混合2 混合w混合这里,无机阳离子实际上为混合后的碱度。六 综合题(每题 7 分,共 14 分1 争论水体颗粒的安排、吸附、絮凝作用的特征与区分。安排作用:水溶液中,土壤有机质对有机化合物的溶解作用,而且在溶质的整个溶解范围内,吸附等温线都是线性的,与外表吸附位无关,只与有机化合物的溶解度相关,因而放出的吸附热量小。吸附作用:在非极性有机溶剂中,土壤矿物质对有机化合物的外表吸附作用活干土壤矿物质对有机化合物的外表吸附作用 ,其吸附等温线是非线性
19、的,并且存在着竞争吸附,同时,在吸附过程中往往要放出大量的热来补偿反响中熵的损失。絮凝作用:胶体颗粒的聚拢叫分散或絮凝作用.主要涉及双电层的库仑作用力、多分子范德华力、水化膜阻力及空间位阻等作用。一般自然界颗粒聚拢主要为异体絮凝作用,作用方式和机制很简洁。区分:相互作用对象不同,涉及环境化学机理不同,产生效果不同,即它们涉及的污染物的环境化学行为也有不同之处。 (同学需要具体分析一下在目前的环境化学争论中,絮体也可以作为一种颗粒物而发生吸附或安排作用。2 争论 pc-pH 图、pcpE 图、pEpH 图的含义、画法以及区分.pc-pH 图:描述水环境物质浓度随 pH 的变化,可以看出在不同 p
20、H 值下水环境中物质的浓度状况;一般是针对某一在不同 pH 下可以互相转化的系列物质,列出每一种成分与 pH 值的关系式,然后依据这些方程式画图。在涉及沉淀反响时可以确定沉淀区域及其边界。pc-pE 图:描述水环境物质浓度随 pE 的变化,可以看出在不同 pE 值下水环境中物质的浓度状况;一般是针对某一在不同 pE 下可以相互转化发生氧化复原反响的系列物质,列出每一种成分与 pE 值的关系式,然后依据这些方程式画图。pEpH 图:描述水环境中溶液的pE 值随 pH 的变化,可以看出在不同 pH 值下溶液的 pE即氧化复原状态)状况;一般是针对某一在不同 pE 下可以相互转化发生氧化复原反响的系
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