中国石油大学环境化学两套试题及答案整理版.doc

1、一、 填空（ 20 分，每空 1分） 1、 造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占 80%90% 。 2、 污染物在环境中的迁移主要有 机械迁移 、 物理 -化学迁移 和 生物迁移 三种方式。 3、 天然水中的总酸度 = HCO3- +2 H2CO3* + H+ - HO-。 4、 大气的扩散能力主要受 风 、 湍流 和浓度梯度的影响。 5、 一般通过湿沉降过程去除大气中颗粒物的量约占总量的 80%90% ，而干沉降只有 10%20 。 6、 水环境中胶体颗粒物的吸附作用有 表面吸附 、 离子交换吸附 和专属吸附。 7、 无机污染物进入水体后，主要通过沉淀 -溶解

2、、 氧化还原 、 配合作用 、胶体形成、吸附 -解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化。 8、 一般天然水环境中，决定电位的的物质是 溶解氧 ，而在有机物累积的厌氧环境中，决定电位的物质是 有机物 。 9、 土壤酸度可分为活性酸度和潜性酸度，其中，活性酸度是土壤中 氢离子浓度 的直接反映， 而潜性酸度是指土壤胶体吸附的可代换性 H+和 Al3+ 。 10、 pH的大小显著影响土壤中重金属的 存在形态 和土壤对重金属的 吸附量 。 二、选择题（ 10 分，每小题 1分） 1、属于环境化学效应的是 _C_。 A 热岛效应 B 温室效应 C 土壤的盐碱化 D 噪声 2、五十年代日本出现的痛痛病是由 _

3、A_污染水体后引起的。 A Cd B Hg C Pb D As 3、五十年代日本出现的水俣病是由 _B_污染水体后引起的 。 A Cd B Hg C Pb D As 4、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到 _A、 B、 C、 D 的影响。 A 风 B 湍流 C 天气形式 D 地理地势 5、大气中 HO 自由基的来源有 _ A、 C、 D _的光离解。 A O3 B H2CO C H2O2 D HNO2 6、烷烃与大气中的 HO 自由基发生氢原子摘除反应，生成 _B、 C_。 A RO B R 自由基 C H2O D HO2 7、酸雨是指 pH_C_的雨、雪或其它形式的降水。 A 10

4、 B 15 D 50%；含水 30% 非气态扩散系数最大；含水 4% 随水分的增加，总扩散系数下降；含水 4-16% 随水分的增加，非气体扩散系数下降；含水 16% 随水分的增加，非气体扩散系数增加。（ 2 分）（ 2）土壤吸附的影响：吸附作用是农药与土壤固相之间相 互作用的主要过程，直接影响其他过程的发生。如土壤对除草剂 2,4 D 的化学吸附，使其有效扩散系数降低。（ 2 分）（ 3）土壤的紧实度：是影响土壤孔隙率和界面性质的参数，紧实度高，土壤的充气孔隙率降低，扩散系数也降低。（ 2 分）（ 4）温度：温度升高，有机物的蒸汽密度升高，总的效应是扩散系数增大，如林丹的扩散系数随温度的升高而

5、呈指数增大。（ 2 分）（ 5）气流速度（ 1 分）（ 6）农药种类（ 1 分）。 五 、计算题：（ 30 分， 每小题 10分 ） 6、 若有水 A， pH 为 7.0，其碱度为 6.0mmol/L，水 B 的 pH 为 8.5，碱度为 1.0mmol/L，第 2 页 若以等体积混合，问混合后的 pH 是多少？ 2、 在厌氧消化池中和 pH=7.0 的水接触的气体含 65%的 CH4 和 35%的 CO2，请计算 pE和 Eh。 3、 某水体中含有 300mg/L 的悬浮颗粒物，其中 80%为细颗粒（ d0.10 C 1.00 D 2.00 10、 气溶胶中粒径 _A_m 的颗粒，称为降尘。

6、 A 10 B 15 D 10 三、判断题（ 10 分， 每小题 1 分， 正确的请在括号内打 “ ” ，错误的请在括号内打 “ ”） 1、金属有机态的毒性往往 小于 无机态的毒性。 （ ） 2、 硫酸烟雾主要是由于燃煤而排放出来的 SO2，颗粒物以及由 SO2 氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。 （ ） 3、干 沉降是大气中 NOx 最主要 的消除方式。 （ ） 4、 光化学生成产率白天高于夜间，峰值出现在阳光最强时，夏季高于冬季。 （ ） 5、 在天然水的碳酸平衡封闭体系中加入强酸或强碱，总碳酸量不受影响。 （ ） 6、 有机化合物吸附在颗粒物矿物质等组分的表面，等温线是线性的

7、，存在竞争吸附，放出 的吸附 热 小 。 （ ） 7、 腐殖质包括：富里酸、胡敏酸 、胡敏素。其中， 胡敏酸 溶于稀酸稀碱；富里酸只溶于稀碱，不溶于稀酸；胡敏素不被碱液提取。 （ ） 8、 同价离子中，半径越大， 被土壤 交换能力越强 ，例如 Al3+的交换能力大于 Fe3+。（ ） 9、 一般来说，在还原条件下，很多重金属易产生难溶性的硫化物，而在氧化条件下，溶解态和交换态含量增加。 （ ） 10、 重金属在农作物体内分布的 一般规律为：根颖壳茎叶籽实。 （ ） 四、综合题（ 20 分， 每小题 10分 ） 1、 光化学烟雾形成的反应机制可概况为如下 12 反应来描述，请完成该链反应方程式：

8、 引发反应 自由基传递反应 终止反应 2、已知 Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下： 请用 pc pH 的公式表示 F e ( O H) 3 (s)在纯水中溶解产生的各种形态 Fe(III)含量与 pH 的关系。 解：由反应方程式 (3)，得： pFe3+=3pH-4 2 分 由反应方程式 (3)和 (1)，得： pFe(OH)2+=2pH-1.84 2 分 由反应方程式 (3)和 (2)，得： pFe(OH)2+=pH+2.74 2 分 由反应方程式 (3)和 (4)，得： pFe(OH)4-=19-pH 2 分 由反应方程式 (3)和 (5)，得： pFe(OH)24+=2pH

9、-5.1 2 分 五、 计算题：（ 30 分， 每小题 10分 ） 1、含镉废水通入 H2S 达到饱和并调整 pH 为 9.0， 已知 CdS 的溶度积为 7.9 10-27，计算水中剩余镉离子浓度。（已知： H2S 电离常数： K1=8.910-8， K2=1.310-15， 饱和时 H2S的浓度为 0.1mol/L） 91.2lg2)(2223lg4)(438lg3)()(74.6lg2)(216.2lg)(54223442333322231223KHOHFeOHFeKHOHFeOHFeKOHFesOHFeKHOHFeOHFeKHOHFeOHFe223322ONOONOMOMOOONOhN

10、O 222222222222222222222CORONONOOORCHOC H ORNONOROHONONOHOCOHOROhR C H OOHOORCHOR C H OOHROHORHOOOOO 2222 222232NOOORCNOOORCNOOORCNOOORCH N ONOHO2、在厌氧消化池中和 pH=7.0 的水接触的气体含 65%的 CH4 和 35%的 CO2，请计算 pE和 Eh。 3、某有机物分子量为 192，溶解在含有悬浮物的水体中，若悬浮物中 83%为细颗粒，有机碳含量为 3%，其余粗颗粒有机碳含量为 1%，已知该有机物在水中的溶解度为0.05mg/L，根据有关公式计

11、算该有机物的分配系数（ Kp）。 1、 计算镉离子浓度。 解： H2S 电离常数： K1=8.910-8， K2=1.310-15 K1.2=H+2S2-/H2S= K1 K2 、 2 分 =1.1610-22 1 分 饱和时 H2S 的浓度为 0.1mol/L H+2S2-= K1.2 H2S 2 分 =1.1610-220.1=1.1610-23=KSP 1 分 S2-=KSP/H+2 =1.1610-23/10-18=1.1610-5 2 分 Cd2+= KSP/S2- =7.910-27/1.1610-5=6.810-22 2 分 2、计算 pE 和 Eh。 3、 计算分配系数 Kp。

12、 解： lgKow=5.00-0.670 lg(Sw103/M) 2 分 =5.00-0.670 lg(0.05103/192) =5.39 1 分 Kow=2.46105 1 分 Koc=0.63 Kow 2 分 =0.632.46105 =1.55105 1 分 Kp= Koc0.2(1-f)XOCS+ fXOCf 2 分 =1.551050.2(1-0.83) (0.01)+ 0.830.03 =3.91103 1 分 科目环境化学（ A） 一 .填空（每空 1 分） 1.已知某土壤有机碳含量为 5%， 某有机物的辛醇 -水分配系数为 Kow=4 105,则分：）求（分分分：）求解：（4

13、25.0)16.4(059.0p059.02216.410)65.035.0(l g 87.22)p/p(lgpp287.2p4181e81p1hh78/18/18/124242VEEEHEEEOHCHHCOECHCO该有机物在土壤上的分配系数 Kp为 1.26 104 (不考虑颗粒粒径大小的影响 ) 2.气团的稳定性与 密度层结 和 温度层结 两个因素 有关。 3.能引起温室气体效应的气体主要有 CO2 、 CH4 、 CO 、 CFCs 。 4.腐殖质中不能被酸和碱提取的部分称为 腐黑物 ，可溶于稀碱但不溶于酸的部分称为 腐殖酸 ，既溶于碱又溶于酸的的部分称为 富黑酸 。 5.土壤是由气、

14、液、固三相组成的，其中固相可分为 土壤矿物质 和 土壤有机质 ，两者占土壤总量的 90%以上 。 6.土壤及沉积物（底泥）对水中有机物的吸附作用（ sorption）包括 表面吸附 和 分配作用 。 7.测定正辛醇 -水分配系数的方法有 振荡法 、 产生柱法 和高效液相色谱法。 8.降水中主要的阴离子有 SO42- 、 NO3- 、 Cl- 、 HCO3- 。 9.CFC-11 的分子式为 CFCl3 。 二选择题（共 20 分，每小题 2 分） 1.随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率（ ） ，对于逆温气层的大气垂直递减率 c 。 a 0 b. =0 c. 0 2.某一氧化 -还原反应体

15、系的标准电极电位 0.80，气 pEo为 a 。 a 13.55 b. 13.35 c. 13.05 d.12.80 3测定总磷时，下例 c 组物质均会产生干扰，是测定结果偏低？ a 亚砷酸盐、 Cr（）、 Cu（）、亚硝酸盐 b. 砷酸盐、 Cr（）、 Cu（）、硝酸盐 c. 砷酸盐、 Cr（）、 Cu（）、亚硝酸盐 d. 亚砷酸盐、 Cr（）、 Cu（）、硝酸盐 4五十年代日本出现的痛痛病是 由 d 污染水体后引起的。 a As b. Hg c. Pb d.Cr 5.根据 Whittby 三模态模型，粒径小于 a um 的粒子称为爱根核膜。 a 0.05 b. 0.1 c. 1 d.2 6

16、在氨氮的测定中，氨与 b 生产黄色的络合物，可在 425nm 波长下比色测定。 a 盐酸萘乙二胺显色剂 b. 纳氏试剂 c. 混合试剂 d.二磺酸酚试剂 7.重金属从悬 浮物或沉积物中重新释放属于二次污染问题，下例 b 原因可能诱发重金属释放。 a 颗粒物聚沉 b. 降低水体的 pH 值 c. 水流速度加快 d.富营养化加重 8.下例吸附现象属于离子交换吸附的有 a 。 a 土壤胶体吸附碱土金属粒子 b. 土壤颗粒吸附非离子有机化合物 c. 金属水和氧化物吸附过渡金属离子 d.腐殖质吸附非离子型农药 9.下例说法正确的是 c 。 a代换性酸度和水解性酸度属于活性酸度 b潜性酸度是指土壤胶体吸附

17、的可代换性 Al3+ c土壤潜性酸度往往比活性酸度大得多 10.在一封闭的碳酸体系中加入重碳酸盐，其中， c 不发生变化。 a 总碱度 b. pH c. 酚酞碱度 d.苛性碱度 三名词解释 1.光化学烟雾 含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾 2.酸性降水 指通过降水，如雨，雪，雾，冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。 3.生长代谢 当微生物代谢时， 某些有机污染物作为食物源提供能量和提供细胞生长所需的碳，该有机物被降解，这种现象称为生长代谢。 4.次生矿物 次生矿物是

18、由原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构却有所改变 5.质体流动 由水或土壤微粒或两者共同作用引起的物质流动 四简答题 1. 在“在硝酸盐氮的测定”实验中，试说明氯化物和亚硝酸盐氮如何影响实验结果，怎样去除氯化物和亚硝酸盐氮的干扰？ （ 1）少量氯化物能引起硝酸盐的损失，使结果偏低 ; 加入硫酸银使其生成氯化银沉淀，过滤去除，可消除氯化物的干扰 （ 2） 亚硝酸盐氮含量超过 0.2g/ml，使结果偏高；加入高锰酸钾将亚硝酸盐氧化成硝酸盐，可消除亚硝酸盐氮的干扰，从测定结果中减去眼硝酸盐的含量即可 2.为什么排放到大气中的 CFCs 能破坏臭氧层，写出有关化学反应式并举例说明。

19、因为 CFCs 可催化 O3 分解，使 O3 转变成 O2，如 F-11(CFCl3)和 F-12(CF2Cl2),它们在波长为75-220nm 紫外光照射下会产生 Cl CFCl3+h CFCl2+ Cl CF2Cl2+ h CF2Cl+ Cl 光解产生的 Cl 可破坏 O3。 其机理为 Cl+ O3 ClO+ O2 ClO+O Cl+ O2 总反应 O3+O 2 O2 3.试述有机磷农药在土壤中迁移转化的主要过程。 主要过程包括 （ 1）有机磷农药的非生物降解过程 a 吸附催化水解 b 光降解 （ 2）有机农药的生物降解 4.影响沉积物中重金属释放的主要因素有哪些？ 主要因素有 （ 1）盐

20、浓度 （ 2）氧化还原条件 （ 3） pH 值 (4)水中配位剂含量 (5)生物化学过程 五 .计算题（共 23 分） 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， 0=0.1834， 1=0.8162， 2=3.828 10-4， =1.224； pH=8.0 时， 0=0.02188， 1=0.9736， 2=4.566 10-3， =1.018）（本小题 10 分） 解：总碱度 KW/ H+ + CT(1

21、+ 22) - H+ CT21 21 总碱度 + H+ - OH- 令 21 21 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 碱度 当 pH 7.0 时 ， 1 0.8162， 2 3.828 10-4，则 1.224， CT 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CO32-，则有 CT + CO32- 碱度 + 2CO32- 解得， 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，

22、可得： 碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量： 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=

23、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=4.910-7L/(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 = KaH+ + 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