环境化学模拟考试试题一二作业三题doc.docx
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环境化学模拟考试试题一二作业三题doc
环境化学模拟试题一、二
模拟试題一
一•頊空逸（鬲空1分・共30分〉
-对太阳短波辐射在有强吸收・从帀阴止入射到地球芸面。
2♦地球大气层中具有漏室效应的俶里气体成分主要有：
、、、
3、庸通质的主要言能团有：
、、、。
4、系iiKg是指：
。
5、水台电子应表示为：
。
6、淡水的井值的芟化范（S比较，—般为；海水的井信的空化范圉比较■—般为
O
7>单线态喪示为我；三线态裏示为。
8、元素的化学形态实际上包廷、、和。
9、大气中S（IV）氧化转化的主要过程包括、和。
】0、土增的形舷乜抵和两个过程。
二、名词解释（每小题2分，共20分）
1、光化学烟雾：
含冇氮氧化物和坯类的大气，在阳光屮紫外线照射下发生反应，产生的一些氧化性很强的产物如03、醛类、PAN、1IN03等，多产生的产物与反应物的混合物。
2、自由基：
具冇未配对电子的分子、原子、离子或基团。
3、源：
化学物质来源的过程或位置；
汇：
化学物质去除的过程或位置。
4、吸附等温式：
描述确定温度下，化学物质在颗粒物表血的平衡吸附戢与其在水中的平衡浓度之间的数学关系的方程。
5、土壤质地：
土壤中黏粒、粉粒和砂粒的相对组成。
6、表面配位模型：
用来描述矿物颗粒表而与溶质之间形成配合物的反应，把这种反应看作均匀水溶液中的配位反应。
7、生物富集系数：
污染物在水屮和生物体Z间分配达到平衡时，生物体内污染物平衡浓度与水中污染物平衡浓度的比值为一常数。
8、荧光、磷光：
基态分子吸收能呈:
激发到单线态激发态，然后以光的形式释放出能量回到基态，这一过程辐射出的光即为荧光；如果激发三线态以光辐射形式释放能量回到基态，这一过程辐射出的光即为磷光。
9、活性氧类物质：
含有氧原子的活性高于基态氧分子的物种，包括单线态氧分子、0H自由基、H02自由基、超氧负离子自由基、过氧化氢等。
10、肖接光解：
化学物质吸收光能直接发生分解的化学反应。
三、问答题（每小题5分，共30分）
1、S02的液相氧化转化反应机制主要有哪些？
答：
（每个1分）
1）s（IV）在重金属离子（如Mn）催化卜-的氧化反应;
2）S（IV）的03氧化:
3）S（IV）的H202氧化；
4）S（IV）的自由基氧化；
5）S（IV）的氮氧化物氧化。
2、对流层中主要的自由基有哪些？
而0H自由基形成的光化学反应有哪些?
答：
1）011自由基、1102自由基。
（1分）
2）臭氧光解：
034-hv（^<320nm）02（^）+0（1D）（】分）
O（】D）+H2OT2OH（i分）
3）H0N0和比°2光解：
（1分）
HONO+hv（^<400nm）TOH+NO
4）
H2O2+hv（/l<360nm）—>2OH
（1分）
3、描述平流层03损耗的非催化机制的反应称为什么？
包括哪些反应?
答：
Chapman循环（1分）；
02+hv（/l220nm）—>20（】分）
O+O2TO3（］分）
O+O3T2O2a分）
O3+hvCH-O2（1分）
4、烯炷与臭氧反应产牛Criegee自由基的反应是怎样的?
4、笞：
烯姪与03的反应机理是首先发生加成反应1分）
O3+
R4
=c
R1R2C=O+R3R4COO
Ctiegee中间体
弋K1R2COO+R"。
Criegee中间体
5、氧分子的电子组态有哪几种？
它们有什么区别?
5、答:
T-gT）（7r*yT）
T
s_（gT）EJ）
S
（3分）
S-（7T*XTJ
xAx
S
S-（/r*yTJ
S
能重差异:
（吩）
AS
寿命差异反之。
（1分）
6、层状硅酸盐的基本结构单元、片层和基本结构类型有那些？
（举例说明重要的两类）
答：
Si-0四而体单元、A1-OH八面体单元；（错一个扣1分）
Si—O四面体片层、A1-011八面体片层；
1：
1板层结构（高岭土）、2：
1板层结构（蒙脱石）；
四、计算题（每小题10分，共20分）
1、已知与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下：
F尹+H2O0F亡（OH）2*+!
T,lgK]=・2.16
F尹+2H2OQFe（OH）2"+2H+,lgK2=-6.74
Fe（OH）3（s）QFe^4-3OH",lgKT=-38
F尹+4H2OQFe（OH）4"+4H+,lgK4=-23
2F尹+2H2O0F已2（OH）广4-2H+,lgK4=-2.91
请给出Fe（OH）3（s）在纯水中形成的各种铁形态的溶度p[x]^pH^j关系式。
1、解:
p[Fe（OH）^]=-1.84+2pH（2分）p[Fe（OH）2+]=2.74+pH（2分）p[Fe（OH）4-]=19-pH（2分）p[Fe（OH）24+]=2pH・5.1（2分）p[F尹]=3pH・4（2分）
请参考基团贡賦法和相关分析法估算3三氯苯基-H-苯基氨基甲酸聲的碱性催化水解常数。
（W分）
2x解：
1）建立LFER方程：
lg%=pSaj+C〈2分）
2）由表中数据进行线性回归得：
lgkB=2.78SC7J+2.04（R=0.998）（4分）
3）对于3,4,5-三氮苯基-N-苯基氨基甲酸醉
SCj=2X0.37+0.22=0.96（2分）
4）代入式lgkg=2.782^4-2.04得：
lgkB=2.78x0.96+2.04=4.71或叫=5.2xlO4Zs1（2分）
模拟试题二
一・填空题（每空1分，共30分〉
1、光化学烟雾发生在大气层；而具氣层扌员耗发生大气层。
2、地球大气层中具有溫室效应的微里气体咸分主要有：
、、
、、、
O
3、土壌有机质可划分为：
与
4.分子的电子组态表示
O
5、天然水中的金屈通过
孔径滤膜，可以先分为
和
两种基本形态O
颗粒态金属可以分为
和
五种。
7、在光化学烟雾中、和是重要的二次污染物。
8、单线态氧分子的能鱼（大于、小于还是等于）三线态氧分子。
9、CFCs喪7JsICEC喪TJs°
10・沉障包括与。
11X同_元素的价态相同，其化学形态相同。
例如O
12、1995年诺贝尔化学奖得主的贡献在于阐明了的反应机制。
空号
正确答案
您的答案］
1
1、对流
1
2
未答
3
2、CO?
未答
4
h2o
未答
5
Q
未答
6
未答
7
N2O
未答
8
CFCs或SFe
未答
9
3、腐殖质
未答
10
非隔殖质
未答
11
4、电子在分子轨道上的排布形式
未答
12
5、0.45微米
未答
13
滚解态
未答
14
颗粒态；
未答
15
6、可交换态
未答
16
碳酸盐结合态
未答
17
铁猛氧化物结合态
未答
18
有机物及飙物结合态
未答
19
残渣态（或结晶态）
未答
20
7、O3
未答
21
PAN
未答
22
醛类
未答
23
8、大于
未答
24
9、氟利昂
未答
25
阳霸子交换容量
未答
26
10、干沉降
未答
27
湿沉降
未答
28
11、不一定
未答
29
甲基汞与苯基汞（或其他）
未答
30
12、其氧层损耗
未答
二、名词解释（每小题2分，共20分）
1、化学形态：
元索在环境中以某种分子或离子存在的实际形式。
实际上包括价态、化合态、结合态和结构态。
2、全球变化：
地球在行星尺度上发生的变化。
3、气溶胶：
液体或固体颗粒物均匀分散在气体中形成的稳定体系。
4、成土作用：
在土壤母质基础上形成土壤的过程，包括物理、化学风化过程和生物作用。
5、生物地球化学循环：
与生命过程密切相关的元素如碳、氮、磷、硫等以不同形态在地球各圈层中的流动。
6、光化学烟雾：
含有氮氧化物和婭类的大气，在阳光中紫外线照射下发生反应，产生的一些氧化性很強的产物如03、醛类、PAN、HN03等，多产生的产物与反应物的混合物。
7、单线态：
在能量低和能量高的分子轨道上两个电子门旋配对时的状态；
三线态：
在能量低和能量高的分子轨道上两个电子自旋不配对时的状态。
8、自由基：
具有未配对电子的分子、原子、离子或基团。
9、源：
化学物质来源的过程或位置；
汇：
化学物质去除的过程或位置。
10、生色团：
有机物中含有的能吸收紫外光或可见光的官能团。
三、问答题（每小题5分，共30分）
1、S02的液相氧化转化反应机制主要有哪些？
答：
（每个1分）
1）S（IV）在重金屈离子（如Mn）催化下的氧化反应；
2）S（IV）的03氧化；
3）S（IV）的H202氧化；
4）S（IV）的门由基氧化；
5）S（IV）的氮氧化物氧化。
2、说明降水酸化的pH值为5.6的依据，以及存在的问题。
2、答：
只考虑了大气中C02溶解在南水中达到溶解平衡，碳酸一级电离达到平衡时形成雨水的凶值。
（1分）存在问题：
（以下每个1分）
1）只从大气中C02与水的平衡来确定天然降水的pH值不妥，还包括天然来源的其它酸性物质；
2）作为对降水pH值冇决定影响的强酸，尤其是硫酸和硝酸，并不都是來□人为源；
3）降水pll大于5.6的地区并不都意味着没有人为污染；
4）浓度不是一个守恒量（或者说H*浓度与雨水成分之间的关系不是固定的），它不能表示降水
受污染的程度。
3、表而配位反应的主要类型有哪些?
3、答：
（每个1分）
h（+）7h¥（•）
4、目前使用的氟利昂替代物主要有哪些？
它们为什么能够替代氟利昂？
4、答：
甲基漠化物和含氢的氯氟烧。
（各1分）
人类活动产生的氟利昂，由于化学性质稳定，在对流层难以光解，因此可以进入平流层（1分），进而在平流层发生光解产生C1原子自由基使臭氧发生催化性破坏（1分）。
而卤代坯中如果含有H原子，则可以在英进入平流层之间被人气中的011口由基等氧化破坏而不易进入平流层去破坏臭氧层。
（1分）
5、对流层中主要的自由基有哪些？
而OH自由基形成的光化学反应有哪些?
1）OH自由基xHO2自由基。
（1分）
2）臭氧光解：
O^+hM（久兰320mn）TO2（】4）+0（】D）（1分）
0（】D）+H20T20H（1分）
3）HONO和H2O2光解：
HONO+hv（^<400nm）^OH+NO（1分）
4）H2O2+hv（兄兰360nm）T20H（1分）
6、烯姪与臭氧反应产生Criegee自由基的反应是怎样的?
6、答：
烯婭与0?
的反应机理是首先发生加成反应：
（1分）
断键有两种可能：
（每个1分）
R1R2C=O+R3R4COO
Criegee中间体
弋R1K2COO+Rg。
Criegee中间体
四、计算题（每小题10分，共20分）
1、假定HqS被氧化为单质硫，推导一个通用的HernH方程，以克达作为[HJ和[H2S]tOt函数的H2S溶液的Eh值。
并计算25°C・州值8、[H2S]tot为10怙。
1L】时的H^S溶液的Eh0（10分）
已知反应：
1、解:
2）水中H?
S的离解反应：
（4分）
则有：
[H2S]=-—1—[H2SL
1十K討屮.」
代入Nernst方程：
EH=0.14-^lg代入已知蚤数得:
Eh=-0.18V（2分）
2♦已知干燥空气中CC«2的壁尔分数为0.0314%,25°C时水的菱气压为0.0313atn>,大气压为"5,CC）2的亨利平衡常^Kh=3.47xlO^mol-L4-atm4,礦酸一级离解平衡常敎K]=445xl（fmolL】，试推导感酸平衡计算原理并计算雨水的pH值。
（io分）
2、解:
1）磯酸电离平衡反应：
（2分）
H2CO3*H++HCO3
[H+][HCO-]：
K_[HJ[CO；-][H2CO3*]$-[hcq-j
[H2CO3*]=PC0iKh（1分）
[HCO；]=PcoKHi（吩）
屮J
[cctrPgKH籌（吩）L且」
濮酸按一元弱酸近似，忽HSK2，得：
（1分）
[H+]=[HCO3]（1分）
K严[叭
[H2co3*]
[H「=Jk】[H2CQ*]飞鶴聪％（1分）
利用已知数据计算，得[H+]=2.17xl0'6mol/L；（1分）ph=5.66（1分）
作业一:
名词解释：
全球变化：
地球在行星尺度上发生的变化；
成土作用：
在土壤母质基础上形成土壤的过程，包括物理、化学风化过程和生物作用；
土壤质地：
土壤中黏粒、粉粒和砂粒的相对组成；
生物地球化学循环：
与生命过程密切相关的元素如碳、氮、磷、硫等以不同形态在地球各圈层屮的流动；
分配系数：
非离子性有机物可通过溶解作用分配到土壤有机质中，并经过一定时间达到分配平衡，此时有机物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数；
生物富集系数：
污染物在水中和生物体之间分配达到平衡时，生物体内污染物平衡浓度与水中污染物平衡浓度的比值为一常数；
土壤离子交换：
在土壤胶体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换；
源：
化学物质來源的过程或位置、汇：
化学物质去除的过程或位置。
简答题：
1.环境化学关注的全球变化是什么时间尺度的？
为什么？
环境化学关注的是几十年至几百年时I'可尺度上的全球变化，原因有二：
其一，此时间尺度的全球变化是地核、地幔、岩石圈、水圈、大气圈和生物圈Z间的相互作用的结果，并由外部能量一一太阳辐射驱动，此外还受人类活动的影响；其二，在此时间尺度内，人类历经儿代人的生活，人类社会感受到的全球变化影响也最为强烈。
2.主要温室气体有哪些？
二氧化碳，甲烷，六氟化硫，一氧化二氮，氧化亚氮，氯氟碳化合物，全氟化碳及臭氧。
3.土壤层状硅酸盐的基本结构单元、片层和基本结构类型有那些？
（举例说明重要的两类）
Si—O四面体单元、A1-011AW体单元；
Si—0四而体片层、Al—0H八面体片层；
1：
1板层结构（高岭土）、2：
1板层结构（蒙脱石）。
4.请简要表述土壤的层次结构及各层的组成成分。
土壤的最上层为覆盖层（0）,由地面上的枯枝落叶等构成。
第二层为淋溶层（A）,是土壤屮生物最活跃的一层，土壤有机质大部分在这一层，金属离子和黏土颗粒在此层被淋溶得最显著。
第三层为淀积层（B）,它接纳来自上一层淋溶出来的有机物、盐类和黏土颗粒类物质。
C层也叫母质层，由风化的成土母岩构成。
母质层下面为未风化的基岩，常用R层表示。
气溶胶；吸附；吸附等温式；表面配位模型；POPs；光化学烟雾；活性氧类物质；形态分析
1、气溶胶：
液体或固体颗粒物均匀分散在气体中形成的稳定体系；
2、吸附：
物质的吸着现彖。
借气体、被溶解物质或液体分子的物理或化学力被与Z接触的固体或液体表面所拉住或吸引住；
3、吸附等温式：
描述确定温度下，化学物质在颗粒物表血的平衡吸附量与其在水中的平衡浓度之间的数学关系的方程。
4、表面配位模型：
用來描述矿物颗粒表面与溶质之间形成配合物的反应，把这种反应看作均匀水溶液屮的配位反应；
5、POPs：
（持久性有机污染物）是指通过各种环境介质能够长距离迁移并长期存在于环境,具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性、高毒性，对人类健康和环境具有严重危害的天然/人工合成的有机污染物质；
6、光化学烟雾：
含有氮氧化物和坯类的大气，在阳光中紫外线照射下发生反应，产生的一些氧化性很强的产物如。
3、醛类、PAN、HNO3等，多产生的产物与反应物的混合物；
7、活性氧类物质：
含有氧原子的活性高于基态氧分子的物种，包括单线态氧分子、0H自由基、HO?
自由基、超氧负离子自由基、过氧化氢等；
8、形态分析：
识别和（或）测定某一样品种中的一种或多种化学物种的分析过程。
1.S02的液相氧化转化反应机制主要有哪些？
1）s（IV）在重金属离子（如Mn）催化下的氧化反应;
2）S（IV）的。
3氧化；
3）S（IV）的出。
2氧化：
4）S（IV）的自由基氧化；5）S（IV）的氮氧化物氧化。
2.简述土壤的缓冲作用主要是用哪些物质形成，其机理是什么？
土壤缓冲性能主要通过土壤胶体的离子交换、强碱弱酸盐的解离等过程来实现。
因土壤
胶体吸收了许多代换性阳离子，如Ca2+、Mg2+、Na+等可对外来的酸起缓冲作用，H+、
可对外来的碱起缓冲作用。
土壤缓冲作用的大小与土壤代换量有关，其随代换量的增
大而增大。
土壤具有的缓冲性可使土壤避免因施肥、微生物和根的呼吸、有机质的分解等引起土壤酸碱度的剧烈变化，使作物根系保持在最佳的土壤环境。
3.何谓大气气溶胶分散系？
人为源大气气溶胶颗粒物会造成哪些环境效应？
分散在大气中的固体或液体微粒定义为气溶胶；一种物质以细小颗粒均匀分布在另一种物质当中称之为分散系。
人为源的大气气溶胶颗粒物会造成对环境和生物、天气及气候、全球变暖的影响。
4.按化学成分，土壤微粒可分为哪些不同种类？
其主要成分分别是什么？
可分为：
砾、砂粒、粘粒、粉粒；
砾的主要成分是各种岩屑；
砂粒的主要成分是粘土矿物如石英；
粘粒的主要成分是粘土矿物；
粉粒性质介于砂粒和粘粒Z间。
荧光、磷光；直接光解；间接光解；气体分子吸收截面；CFCs；白由基；光敏化反应；生色团
1、荧光、磷光：
基态分子吸收能量激发到单线态激发态，然后以光的形式释放出能量回到基态，这一过程辐射出的光即为荧光；如果激发三线态以光辐射形式释放能量回到基态，这一过程辐射出的光即为磷光；
2、直接光解：
化学物质吸收光能直接发生分解的化学反应；
3、间接光解：
有机物通过其他的激发态物质的能量转移机制发生，或者通过与光照产生的瞬态活性物质发生反应，这种转化过程成为间接光解；
4、气体分子吸收截面：
气体以分子扩散形式入射被靶核吸收的概率；
5、CFCs：
氯氟坯（氟，氯的化合物的一种国际通称）；
6、自由基：
具有未配对电子的分子、原子、离子或基团；
7、光敏化反应：
水体屮天然有机物（腐殖酸，微生物等），被太阳光激发，又将英激发态的能量转化给其他化合物导致的分解反应；
8、生色团：
有机物中含有的能吸收紫外光或可见光的官能团。
1.列举对流层0H自由基产生的主要反应？
（1）臭氧光解：
03+hv（XW320nm）T02（2A）+0（】D）
OCD）+H20t20H
（2）H0N0和H2O2光解：
HONO+hv（九v400nm）->OH+NO
（3）H2O2+hv（X<360nm）->20H
2.写出光化学烟雾中过氧乙酰硝酸酯形成的主要反应式。
过氧乙酰硝酸酯（PAN）是由NO2和乙酰作用产生的。
ch3cho+-oh->ch3co+h2o
ch3co+o2->ch3c（o）oo-ch3c（o）oo-+N02-CH3C（O）OONO2
3.描述平流层03损耗的非催化机制的反应称为什么？
包括哪些反应?
Chapman循环；
02+hv（X<220nm）-*20
0+。
2fO3
0+O3f2O2
03+hv〜0+02
4.CFCs具有哪些特性使得其在对流层中没有消除途径？
由于CFCs能透过波长大于290nm的辐射，在对流层不发生光解反应；与・0H的反应为强吸热反应，在对流层难以被・0H氧化；CFCs不溶于水，不易被降水清除。
CFCs在对流层大气中十分稳定，寿命很长。
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