環(huán)境期中復(fù)習(xí)題

1、一、簡要說明下列概念、或術(shù)語（每小題5分，共20分）1、 環(huán)境污染：是指由于人為因素使環(huán)境的構(gòu)成或狀態(tài)發(fā)生變化，環(huán)境素質(zhì)下降，從而擾亂和破壞了生態(tài)系統(tǒng)和人們的正常生活和生產(chǎn)條件。2、 環(huán)境污染物：進入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接有害于人類的變化物質(zhì)。3、 輻射逆溫的形成：是由地面冷輻射形成的逆溫。當白天地面受日照而升溫時，近地面空氣的溫度隨之而升高。夜晚地面由于向外輻射而冷卻，這便使近地面空氣的溫度自下而上逐漸降低。由于上面的空氣比下面的冷卻較饅，結(jié)果就形成逆溫現(xiàn)象。4、 二次污染物：由污染源直接排放出的污染物經(jīng)過某些化學(xué)變化而產(chǎn)生的污染物。5、 溫室效應(yīng): 大氣中CO2、O3、

2、水蒸氣、懸浮水滴和云層中冰晶以及鹵代烴等微量氣體能有效吸收地面輻射中的紅外線后，又以長波輻射的形式將能量放出，這種輻射是無方向性，在其鉛直向下部分因與地面輻射方向相反，被稱為 “大氣逆輻射”，由于逆輻射的結(jié)果，一部分地球輻射又被返回地面，使地面實際損失的能量比其長波輻射放出的能量要少，對地面起到了保溫的作用。故稱為“溫室效應(yīng)”。6、 酸雨: 酸雨是指pH低于5.6的天然降水。酸雨常作為酸沉降（干、濕沉降）的代稱。7、 光化學(xué)煙霧：是指碳氫化合物和NOx等一次污染物在強烈太陽光作用下發(fā)生反應(yīng)生成一些氧化性很強的二次污染物（如O3、PAN,硝酸等），這些反應(yīng)物和產(chǎn)物的混合物（其中有氣體和顆粒物）所

3、形成的煙霧，稱為光化學(xué)煙霧。8、 硫酸煙霧:它主要是由于燃煤而排放出來的SO2、顆粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染現(xiàn)象。硫酸煙霧型污染物，從化學(xué)上看是屬于還原性混合物，故稱此煙霧為還原煙霧。而光化學(xué)煙霧是高濃度氧化劑的混合物，因此也稱為氧化煙霧。9、 大氣垂直遞減率: 空氣塊或未飽和濕空氣塊在絕熱條件下每升高單位高度(100m)所造成的溫度下降數(shù)值稱為干絕熱遞減率，以表示理論值為0.98k/100m，約1k/100m。 二、填空題（每小題5分，共20分）1. 如果氣溫垂直遞減率，大于氣團的干絕熱減溫率時，那么上升氣團在任一高度上都比周圍的空氣溫度高，密度小，從而能夠迅速

4、上升，顯然氣團處于不穩(wěn)定狀態(tài)，能夠在大氣中得到稀釋和擴散。2. 光化學(xué)煙霧是烯烴類碳氫化合物和NOx，在光照條件下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)后的反應(yīng)物與產(chǎn)物的混合物。3. 汽車尾氣中主要含有烴類. CO和NOx等有害物質(zhì),前兩種是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物,后者則是由氣缸中的高溫條件所造成的. 4. 隨高度升高氣溫的降低率稱為大氣垂直遞減率，用表示，高度用z表示，溫度用T表示，則高度隨氣溫變化的數(shù)學(xué)關(guān)系式為：5. 根據(jù)大氣的溫度層結(jié)、密度層結(jié)和運動規(guī)律，可將大氣劃分為對流層、平流層、中層、熱層和逃逸層。三、問答題 1. 為什么大氣中CO2濃度逐年增長？為什么CO2濃度冬天比夏天多？答：礦物燃料的燃燒是CO2的主

5、要來源，一方面由于人們對能源利用量逐年增加，從而增加了CO2的排放，另一方面，森林大量砍伐，降低了植物對CO2的吸收。夏季植物對CO2吸收作用強。冬季CO2排放量比夏季增大。2. 如果以產(chǎn)生O3的量作為衡量光化學(xué)煙霧的嚴重程度時,試從反應(yīng)機理角度論述，當大氣中的CO含量增加時,光化學(xué)煙霧的污染程度是更加嚴重?還是減輕?答：在光化學(xué)煙霧中,如果沒有CO參加時,則NO主要通過O3氧化成NO2,即: O3 +NONO2+ O2如果有CO存在時，則CO首先與大氣中的氫氧自由基HO進行反應(yīng)，生成CO2和H,然后H再與O2反應(yīng)生成HO2，HO2是一個氧化性很強的自由基，它可以把NO氧化成NO2，反應(yīng)式如下

6、： CO+HOCO2+H H+ O2HO2HO2+NONO2+HO上述反應(yīng)不消耗O3,就可以把NO轉(zhuǎn)化成NO2,從而使O3積累,使光化學(xué)煙霧的程度更加嚴重。3. 過多的紫外光到達地球表面,將對生物產(chǎn)生有害作用,試通過計算說明300nm紫外光能否斷裂C-H鍵?已知C-H鍵的鍵能為344.8kJ·mol-1,從而進一步說明臭氧層在大氣層中的位置和對生物的保護作用.答：依據(jù):E=hv=h1.196×105/kJ·mol-1，E=1.196×105/300=398.67kJ計算結(jié)果說明300nm紫外光的能量大于C-H鍵的鍵能,所以能夠斷裂C-H鍵.O3層位于大氣

7、層中平流層的下部,距地面15-35km處,而距地面25km處濃度最大。通過上述計算可知紫外線能夠破C-H鍵,所以過多的紫外線到達地球表面時,對生物具有破壞作用,特別是對人類的皮膚.眼睛和免疫系統(tǒng)造成損傷,使皮膚癌患者增多.而臭氧層中的O3分子能夠吸收大量的紫外線,防止了過多的紫外線到達地球表面,從而保護人類和動.植物的生存,所以臭氧層是生物圈天然的保護傘.4. 到達地球表面的太陽輻射最短波長為290nm，問大氣中NO2分子或SO2分子在吸收該波長光量子后，能否引起分子中N-O鍵或S-O鍵斷裂？已知此兩鍵的鍵能分別為3.01×105和5.64×105J/mol。1：光子的能量

8、設(shè)光子的能量為E，根據(jù)Einstein公式：即光子的能量E和光的頻率V成正比。如果一個分子吸收一個光子，則一摩爾的分子吸收的總能量為：式中：光子波長 h普朗克常數(shù)（6.626×10-34焦/秒·摩） C光速（2.9979×1010cm/s） NA阿伏加德羅常數(shù)（6.022×1023/摩爾）若=290nmE=4.12×105J/moL5. 什么是自由基？它們有何特性？舉例說明大氣中HO·自由基的產(chǎn)生和消除過程。為何在對流層中不能產(chǎn)生自由氧原子？答：在外電子層有未成對電子的分子，原子或基團。自由基的特點：1) 能起強氧化劑作用。2) 有進

9、行鏈式反應(yīng)的傾向。1 HO自由基(1) HNO2光解 (2) H2O2光解(3) O3光解生氣(1D),后者與水反應(yīng)生成HO(4) 過氧自由基與NO反應(yīng)(5) 高空大氣中H2O的光解(6) 水溶液中H2O2的反應(yīng) 以上諸途徑中，HNO2的光解是HO自由基的主要來源。在近代工業(yè)城市的大氣中，人們已檢查出HO自由基的存在。6. 分別敘述臭氧層消失的人為原因和天然原因。1.氟氯烴的破壞作用氟氯烴類是一類化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的人工源物質(zhì)。它進入平流層后，受到強烈的紫外線照射，就會分解產(chǎn)生氯游基Cl,發(fā)生如下反應(yīng)，消耗臭氧這樣，一個氯氟烴分子可以消耗成千上萬個臭氧分子。為保護臭氧層，必須減少氯氟烴的排放量。2.

10、氮氧化物的破壞作用NOx消除O3的主要催化循環(huán)反應(yīng)如下：NO + O3 NO2 + O2NO2 + O NO + O2（快）N2O + hv N2 + (D)(99%)(激發(fā)單重態(tài)，即電子自旋相反)N2O + O（1） 2NO（目前，人為活動加劇是大氣中N2O增加的主要原因，根據(jù)最近研究，人類施用的氮肥約有1%以N2O的形成從土壤中釋放到大氣中；汽車尾氣中N2O的含量亦達17ppm,超音速飛機排放NOx,大氣層核試驗排放NO2.3.HO·自由基對臭氧的破壞作用HO· + O3 O2 + HO2·HO2· + O O2 + HO·H2O + O

11、2 HO·4、大氣中氧氣的過度消耗5. 火山爆發(fā)對臭氧的影響1989年提出，大量的硫化物（如SO2）進入大氣層，加大了氟氯烴對臭氧的破壞作用。 7. 大氣中NOx或由SOx轉(zhuǎn)成酸雨的機理。酸雨的形成是一個十分復(fù)雜的過程。從化學(xué)角度看，大氣中酸性物質(zhì)增加，或堿性物質(zhì)減少，或兩者同時發(fā)生時，都將導(dǎo)致降水酸化。酸雨中常含有多種無機酸和有機酸，并以無機酸為主。無機酸中又以硫酸為主。 酸雨的形成一般認為包括成雨或沖刷兩個過程。 在成雨過程中，排入大氣中的SO2、NOx被氧化后在云層內(nèi)與雨滴作用形成酸性雨，或者在雨滴形成的同時被直接吸收而成酸性雨。水蒸氣也可冷凝在含有硫酸鹽和硝酸鹽等氣溶膠的凝結(jié)

12、核上。氣溶膠粒子和細小的水滴也可能在云霧形成過程中互相碰撞合并，同時與水滴結(jié)合。盡管酸雨形成的機制很復(fù)雜，其核心物質(zhì)都是SO2和NOx。1：SO2和NOx的均一氣相氧化反應(yīng)，主要氧化劑：HO·、HO2·、RO2·比較重要的是O2被HO2·和HO·的氧化，其中HO·氧化SO2的速度是HO2·的12倍。(1)HO·+ SO2 HOSO2* H + SO3（快）H + O2 HO2·影響因素有：h， 比值，氧化劑、NO2的影響 NO2 + h NO + O SO2 + O + M SO3 + M、光照（h）的影

13、響 (2)NO + O3 NO2 + O2NO + HO2·- NO2 + HO·NO + RO2· NO2 + RO·NO2 + HO· + M HNO3 + MNO在均相氣相中被氧化能力比在非均相中大。2：SO2和NOx的液相氧化(1)SO2液相氧化：大氣中約80%的SO2在液相中氧化。氧化劑：O2、H2O2、O3、HO2·、HO·影響因素：pH、h、NH3金屬離子、pH響SO2在液滴中的溶解與離解過程。（氣液溶解平衡）、h影響：（光催化作用）為什么NH3的存在可加快反應(yīng)速度？、NH3的影響： 提高pH值, 有利于生成S

14、O32-，從而加快反應(yīng)速度。、金屬離子的影響：催化作用，（不同離子，催化機理不同）例：然后SO3-再按循環(huán)反應(yīng)進行氧化。(2)NOx的液相氧化：（與氣相比可略）NO + O3 NO2 + O23NO2 + H2O 2HNO3 + NO8. 大氣中的NO是如何轉(zhuǎn)化成NO2的？寫出反應(yīng)式。答：2NO + O2 2NO2NO + O + M NO2 + MNO + HO2· NO2 + HO·NO + RO2· NO2 + RO·9. 化學(xué)反應(yīng)式說明，CO在光化學(xué)煙霧中的作用。答：光化學(xué)煙霧中若無CO存在，則 O3 + NO NO2 + O2若有CO參加時，則

15、CO + HO· CO2 + HH + O2 + M HO2 + MHO2· + NO NO2· + HO可見，有CO時，使03的消耗減少，使03積累，顯然使光化學(xué)煙霧更嚴重。10. HO·2是怎樣產(chǎn)生的？HCHO光解(被污染大氣中)HO·和CO作用烴基光解和被O3氧化時RH + O3 RO· + HO2·烴基含氧基去H原子的反應(yīng)RCH2O + O2 RCHO + HO2·H2O2光解產(chǎn)物再與H2O2反應(yīng)由HCHO去H生成HCO,后者再與O2反應(yīng)HCHO + HO HCO + H2OHCO + O2 HO2

16、3; + CO11. 為什么在發(fā)生NO2光致離解生成O和NO的環(huán)境中NO2的濃度卻迅速升高，而NO下降？12. 簡述光化學(xué)煙霧的形成過程光化學(xué)煙霧的形成可以定性地表述如下：光化學(xué)反應(yīng)是由鏈式反應(yīng)形成的。它以NO2光解生成原子氧的反應(yīng)為引發(fā)，O的產(chǎn)生導(dǎo)致了O3的生成。由于碳氫化合物參與了這一鏈反應(yīng)，造成了NO向NO2的轉(zhuǎn)化。在此過程中HO·和HO2·.自由基起了主要作用，以致基本上不需消耗O3就能使大氣中NO轉(zhuǎn)化成NO2；NO2又繼續(xù)光解產(chǎn)生O3，從而使臭氧不斷積累，同時產(chǎn)生醛類和新的自由基又繼續(xù)與烴類反應(yīng)，生成過氧烷基硝酸酯等有機過氧化物和更多的自由基，如此循環(huán)往復(fù)，直至N

17、O和碳氫化合物耗盡為此。所產(chǎn)生的醛類、O3、PAN等二次污染物是最終產(chǎn)物。13. 試述大氣中顆粒物的來源和歸屬。大氣顆粒物對環(huán)境產(chǎn)生什么不良影響？為什么大氣中0.1m左右的氣溶膠粒子比更小或更大顆粒物更難以消除？ 14. 臭氧空洞危害及其防治增加到達地球表面的紫外線輻射（UV-B）的強度。危害：1.影響人體健康。白內(nèi)障患者增加。皮膚癌患者增加。人體免疫功能衰退。(如抵御艾茲病病毒能力弱)2.破壞植物的DNA。降低農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。3.破壞性生態(tài)系統(tǒng)。殺死浮游生物和魚苗，改變物種的豐度。防治：1.減少氟氯烴的排放，尋找氟氯烴替代品。2.改善燃燒條件，開發(fā)新型燃料。3.釋放人工臭氧。4.加強對臭氧

18、層的科學(xué)研究。15. 應(yīng)用氣溫垂直遞減率和氣團干絕熱減溫率這兩個概念說明氣團的穩(wěn)定性答：氣團在大氣中的穩(wěn)定性與氣溫垂直遞減串和氣團干絕熱減溫率兩個因素有關(guān)。(1)氣團的干絕熱減溫率大于氣溫垂直遞減串時氣團處于穩(wěn)定狀態(tài)。這是因為上升氣團在任一高度都比周圍空氣冷，密度大，氣團下降或不能上升利于污染物的稀釋和擴散。(2)氣團的干絕熱減溫串小于氣溫垂直遞減率，氣團處于不穩(wěn)定狀態(tài)。這是因為氣團在任一高度都比周圍的空氣溫度高，密度小，從而能夠迅速上升，污染物在大氣中得到稀釋和擴散。(3)氣團的干絕熱減溫率和氣溫垂直遞減率相同，這時氣團溫度與四周大氣溫度相同此時氣團處于隨欲平衡。16. 已知CC控能為250

19、kJ·m01用A400nm(1nm10-9m)的紫色光照射能否破壞c鍵?通過計算說明。17. 下列物類中哪種可能是一個NO2分子吸收一個光子所得的產(chǎn)物?a O(b)HO. (c)NO (d)N18. 下列說法中哪一種是正確的?(a)RO與NO2反應(yīng)生成穩(wěn)定的硝酸烷基酯(b)RO不是自由基(c)RO不是非?；顫姷奈镱悾?d)RO很容易由穩(wěn)定的烴類和基態(tài)NO2反應(yīng)產(chǎn)生；(e)RO一般不是光化學(xué)煙霧形成過程中的中間產(chǎn)物19. 大氣中的NO是如何轉(zhuǎn)化成NO2的?寫出反應(yīng)式。20. 某河流的pH為83，其cT，CO2為3×103m01L1。含有1×102mo1L1H2S04

20、的廢水排到這條河里，假如pH不得降到67以下，問每升流水中最多可以排人多少這種廢水？21. 在c(Fe3)703x103molL1，c（Fe2）371×104molL1的酸性礦坑水樣中pE值為多少?22. 在野外測定某池塘水的pH=7.8，溫度為25oC(與池塘平衡的大氣含O2為 21%)，該水樣在運回實驗室過程中，由于在卡車上受陽光照射，發(fā)生了光合作用，pH=10.2，水樣容器上空O2的含量為40%，溫度仍為25 oC，假定下列反應(yīng)控制著水體的氧化還原反應(yīng)，O2 + 4H+ + 4e Û 2H2O,pEo =20.75,試計算水樣到達實驗室時，pE值為多少？水樣pE的變化

21、值為多少？解：（1）在采樣前的pE值： pE= pEo + 1/4 lg（PO2H+4） =12.78（2）帶回實驗室時的pE值： pE = pEo + 1/4 lgPO2H+4 =10.45 （3）水樣pE的變化值為: 12.78-10.45 = 2.33答：水樣到達實驗室時，pE值為10.45，水樣pE的變化值為2.33。23. 氧氣按下式還原為水： 1/4 O2 + H+ + e Û 1/2 H2O,( Eo = 1.229 V)。求pE、pH和Po2三者的關(guān)系式。解： 1/4 O2 + H+ + e Û 1/2 H2O pE = pE0 + log PO21/4H+

22、 = 16.92 ´ 1.229 +1/4 log PO2 - pH = 20.8 +1/4 log PO2 - pH答：pE、pH和Po2三者的關(guān)系式為： pE = 20.8 +1/4 log PO2 pH24. 大多數(shù)植物都吸收以硝酸根離子形式存在的氮。然而，氨是一種受歡迎和經(jīng)濟的肥料當用氨作肥料時，細菌起了什么作用?當把氨施用于缺氧的漬澇土壤中時，會發(fā)生什么問題? 答：用氨作巴料時，細菌起了氧化作用(或硝酸化作用)， 2O2十NH4 NO3十2H十H2O當把氨施用于缺氧的漬澇土壤中時，由于氨不被被氧化，因而使土壤變?yōu)閴A性。25. 多量施用NH4NO3肥料，對于翻耕情況良好且富有

23、好氧細菌的土壤，酸度會發(fā)生什么影響?26. 為什么酶是生物催化劑?它與一般非酶催化劑比較，酶催化劑的特點是什么? 答：酶是由活細胞產(chǎn)生的具有活性中心和特殊結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。它起著催化劑的作用，所以又叫做生物催化劑。 酶與一般非酶催化劑相比，酶催化劑的特點有以下三點： (1)催化專一性強。即一種酶只能催化一種物質(zhì)或近似一類物質(zhì)的代謝轉(zhuǎn)化。 (2)催化效率高。如庶糖酶催化庶糖水解成葡萄糖和果糖的速率比強酸催化高2×1012倍。 (3)催化作用容易受到外界因素的影響。如很多酶的催化作用要求近中性和室溫條件，否則，催化效率減低，乃致喪失。27. 為什么排放到大氣中的CFCs能破壞臭氧層，寫出有關(guān)

24、化學(xué)反應(yīng)式。（10%）一 名詞解釋（每題3分，共30分）：生化需氧量    電子活度     氧垂曲線       大氣氣溶膠       溫室效應(yīng)二次污染物    生物富集     被動輸送（擴散）   拮抗作用     酸沉降二 論述題：（84分）1.&#

25、160;請敘述有機物在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化存在哪些重要過程。（6分）2. 什么是水體的富營養(yǎng)化？怎樣預(yù)防與治理？請舉一實例加以說明。（6分）3. 請敘述酸雨的形成機理(寫出相關(guān)反應(yīng)方程式)及影響酸雨形成的因素。（10分）4. 污染物在食物鏈中的積累有什么特點？在環(huán)境化學(xué)中有什么重要意義？（6分）5. 結(jié)合日變化曲線，請敘述光化學(xué)煙霧形成的條件機理(寫出相關(guān)反應(yīng)方程式)及各污染物質(zhì)的變化規(guī)律。（10分）6. 根據(jù)汞在水體中的化學(xué)形態(tài)和性質(zhì)，敘述汞在水體中的遷移與轉(zhuǎn)化。(寫出相關(guān)反應(yīng)方程式)（10分）7. 請敘述土壤吸附農(nóng)藥的機理，并討論有

26、哪些因素影響農(nóng)藥在土壤中的行為。（6分）8. 根據(jù)鉛的化學(xué)性質(zhì)，敘述鉛在水體中的分布情況及遷移形式。（6分）9. 請敘述寒溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)重金屬遷移的主要途徑。（6分）10. 外來化合物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運包括哪些途徑？外來化合物在生物體內(nèi)的代謝主要包括哪幾種反應(yīng)？（6分）11. 土壤具有抵抗土壤溶液H+或OH- 改變的能力，請指出土壤中存在的起緩沖作用的物質(zhì)，并運用其緩沖機理說明酸雨對土壤酸化的影響。（6分）12. 什么是溶解氧下垂曲線并舉例說明。（6分）    三 計算題：（36分）1. 在容積

27、為50m3、25的密封房間內(nèi)，有一個盛有1L，濃度為1mg/L DDT的敞口容器，求達到平衡時房間內(nèi)DDT濃度為多少？已知25時在水-氣兩相間的分配系數(shù)KD = 6.2×102。（6分） 2. 某水體pH = 7.00，堿度為1.00×10-3mol/L，計算水體中H2CO3、HCO3-、CO32-和OH- 的濃度。若水體pH = 10.00，堿度仍為1.00×10-3mol/L，上述各形態(tài)物質(zhì)的濃度又是多少？假設(shè)其它各種形態(tài)對堿度的貢獻可以忽略。已知碳酸的 Ka1 = 4.45×10-7, Ka2 = 4.69×10-11。（8分）

28、3. 某水體只含鐵，溶解態(tài)鐵的最大濃度為1.0×10-5mol/L，假設(shè)體系中只存在Fe2+、Fe3+、Fe(OH)2、Fe(OH)3四種形態(tài)，并有以下平衡：Fe3+       +   e         Fe2+           pE = 13.2Fe(OH)2(s)  +  2H+

29、0;      Fe2+  +  2H2O  K = 8.0×1012Fe(OH)3(s)  +  3 H+       Fe3+  + 3H2O  K= 9.1×103求邊界方程并畫出鐵的pE pH圖。(請將水的氧化還原限度考慮在內(nèi))（12分） 4.氯化鈣是完全可溶的，而氟化鈣的溶度積僅為3.9×10-11，將1.00×10-3mol/L廢HCl注入到石灰?guī)r中，在那里HCl與CaCO3達到平衡，寫出發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，計算平衡時水的硬度和堿度。若用1.00×10-3mol/L HF廢液做相同的實驗，則結(jié)果又如何？（10分）壤及土地資源學(xué)期末試題 (B卷, 滿分100分,考試時間2小時) 班級 姓名 成績 一、 單項選擇題 (每小題3分,共45分)在每小題列出的四個選項中只有一個是符合要求的，請將其代碼填在括號中。錯選或未選均無分。1 下列礦物中屬于次生礦物的為A石英 B. 正長石 C. 角閃石 D. 方解石 2 下列風(fēng)化過程不屬于化學(xué)風(fēng)