习题与答案

第一章一、选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个最合适的答案，将其字母标号填在括号内。每小题1分。）１．1995年度的诺贝尔化学奖授予了三位大气环境化学家Crutzen、Rowland和Molina，是因为他们首先提出了（A）的化学机制。A.臭氧层损耗B.温室效应C.光化学烟雾D.酸雨２．环境化学作为一门学科，其诞生的年代为（C）。A.二十世纪５０年代B.二十世纪６０年代C.二十世纪７０年代D.二十世纪８０年代3、属于历史上八大公害事件的是（B，C，D）。A.腊芙运河污染案B.水俣事件C.马斯河谷烟雾事件D.洛杉矶光化学烟雾事件4、1968年在日本九州发生的“米糠油事件”，是世界历史上八大公害事件之一，其污染物是（B）。A.重金属铅B.多氯联苯C.黄曲霉素D.异氰酸酯二、填空题1、根据环境组成要素，可把环境化学分为大气（环境）化学、水（环境）化学、土壤（环境）化学和生物（环境）化学等分支学科。2、自然界中发生的异常变化，环境中本来就存在着的某些自然因素的破坏或污染，如火山暴发、山崩海啸、地震等造成的环境问题，称为第一环境问题。3、通常所说的环境问题是指狭义上的环境问题，它可分为环境污染和生态破坏两大类。三、名词解释1、环境环境是指以人类为中心的周围客观事物的总和。它凝聚着社会因素和自然因素，所以可分为社会环境和自然环境两大类。一般情况下我们说的环境是指自然环境。四、问答题1、环境化学的定义是什么？它与化学的主要区别和联系是什么？（6分）（1）环境化学的定义：（3分）环境化学是研究环境中的化学现象和本质及其与人的关系的科学。或/和环境化学是运用化学的、物理的、生物的、计算机的、气象的、地理的、土壤的等等多门学科的理论和方法来研究环境中的化学现象和本质，即研究大气圈、水圈、陆圈（土壤——岩石圈）、生物圈的化学性质、组成、结构、来源、分布、迁移、归宿和反应等，同时还研究环境中的化学现象对人类的作用。（注：环境化学的定义尚未统一，若有其他正确答案也给分）（2）环境化学与化学的主要区别和联系：（3分）化学研究的体系一般是单组分体系或不太复杂的多组分体系，环境化学研究的体系是环境这个复杂体系；化学研究的体系一般是封闭体系，而环境化学研究的体系一般是开放体系；化学是环境化学的基础，环境化学是化学的应用学科。二、论述题1、环境化学是范围非常广泛的、内容十分丰富的自然学科。为了便于研究，对其进行科学的分类是非常必要的。请从不同的角度，以不同的标准对环境化学进行分类的讨论。（10分）环境化学是范围非常广泛的、内容十分丰富的自然学科。但是从不同的角度出发，以不同的标准进行划分，所得到的分类结果也不相同。（１）根据研究物质是无机物还是有机物，可分为环境无机化学和环境有机化学。（2分）（２）根据环境的污染状况可分为本底环境化学和污染环境化学。（2分）（３）根据组成环境的要素可分为大气化学、水化学、土壤化学、岩石化学和生物化学。（2分）（４）根据研究的化学内容的不同，可分为普通环境化学、环境分析化学、环境物理化学、环境工程化学和环境健康化学。（2分）在以上的各种分类中，每一类都可根据一定的标准作进一步的细分。另一方面各类之间也有一定的相互交叉。例如，大气化学既包含有本底大气化学，又包含有污染大气化学；既包含有环境有机化学，又包含有环境无机化学；等等。（1分）并且，随着环境化学的发展和研究的深入，其分类或称分支也不断地发展和形成。可以预见，其将主要向以下几个方向发展：①向着划分更细的方向发展；②向着和其它学科杂交形成新的分支方向发展；③向着综合的方向发展。（1分）第二章一、项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个最合适的答案，将其字母标号填在括号内。每小题1分。）1．最早讨论酸雨形成问题的著作是《空气和降雨：化学气候学的开端》，其作者是（A）。A.英国化学家R．A．史密斯B.美国化学家Ｊ．伊芙林C.英国化学家Ｊ．陶西格D.法国化学家R．瑟尼卡2、属于气态污染物治理方法的有（A，B，C）。A.吸收法B.催化转化法C.燃烧法D.活性污泥法3、颗粒物的去除方法可分为干法除尘、湿法除尘、过滤除尘和静电除尘四类。2、下列各组气体既是温室气体，又是破坏臭氧层物质的是（D）。A.CO2和COB.CO2和CH4C.CFCs和CO2D.CFCs和N2O6、可吸入粒子是指粒径小于（B）的颗粒物。A.0.1μmB.1.0μmC.10μmD.100μm7、大气圈中，丰度最大的元素是（C）。A.硫B.氧C.氮D.碳9、除去气体中颗粒物的方法，按其作用原理分为干法除尘、湿法除尘、过滤除尘和静电除尘四类。三、名词解释1、光化学烟雾排放到大气中的氮氧化物（主要有NO2和少量的NO）、烃类（主要有烯烃和带侧链的芳香烃）和醛类，在阳光照射下，发生一系列复杂的光化学反应，生成一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾。2、温室效应大气中的CO2等气体吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使地球表面及近地大气温度增加的现象，称为温室效应。3、臭氧层臭氧层是指在平流层中臭氧浓度极大值的区域（或答层次）。这个极大值在20~25km的高度上。4、大气污染由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害了人体健康、舒适感或环境的现象叫大气污染。二、完成下列反应（每小题2分。不必配平）1．Ｒ＋Ｏ2→ＲＯ22．3SO2＋Ｏ2→SO4（或答SO3+O）3．CH3CH2＋OH→+等（课本P42）4、O3＋Cl───→ClO＋O25、CH3COOO＋NO2───→CH3COOONO26、SO2＋Ｈ2Ｏ＋Ｏ2颗粒物→7．O3＋CH3CH=CH2───→一、问答题1、什么叫臭氧层？它是怎样形成的？具有未成对电子的活性物质如NO、HO、Cl等是怎样破坏臭氧层的？（10分）1、（1）臭氧层是指在平流层中臭氧浓度极大值的区域（或答层次）。这个极大值在20~25km的高度上。（2分）（2）臭氧是氧分子和氧原子在第三体的存在（或答参与）下反应产生的，而氧原子又是氧分子受短波辐射发生光化学分解产生的。臭氧也可受光照而分解，同时还可参与许多反应使其被除去。（或用反应方程式表示平流层中臭氧的产生：O2hυ（λ≤243nm）→O＋OO＋O2＋M─────→O3＋M平流层中臭氧的消除则主要是臭氧的光解：O3hυ（λ≤300nm）→O2＋O和O3＋O─────→O2＋O2）这种产生和除去在大气中不断地进行着，但在不同的高度，臭氧的产生速度和除去速度不同，加之大气上稀下浓的不均匀状态，结果就形成了臭氧层。（4分）（3）这些具有未成对电子的活性物质，对臭氧的消除反应具有催化作用。其反应过程如下：NO＋O3───→NO2＋O2NO2＋O───→NO＋O2───────────────总反应O3＋O───→O2＋O2HO＋O3───→HO2＋O2HO2＋O───→HO＋O2───────────────总反应O3＋O───→O2＋O2Cl＋O3───→ClO＋O2ClO＋O───→Cl＋O2───────────────总反应O3＋O───→O2＋O2在平流层中，臭氧的浓度是10－6数量级的，而上述各类活性物质的浓度仅是10－9数量级的或更小。单次反应对臭氧的损耗本是微不足道的。但这些物质与臭氧的反应是按上述方式循环进行的，即每个活性粒子可反复多次与臭氧发生反应，其影响就很大，从而加快了臭氧的消除。（4分）2、酸雨是一种普遍且影响比较严重的环境污染现象。请给出酸雨的定义、组成和影响酸雨形成的主要因素。（10分）人们将pH值小于5.6的雨、雪或其它形式的大气降水（如雾、露、霜等），通称为酸雨，而其确切的名称应是酸性降水。不过，人们更习惯用酸雨一词。（2分）酸雨的组成非常复杂，我们可把它们分成可溶性物质和不溶性物质两大类。可溶性物质中的无机物有溶存的O2、O3、N2、H2、Ar等单质和CO2、SO2、H2O2、(NH4)2SO4、NH4NO3、NaCl、Ca(HCO3)2、FeCl3等种类繁多的化合物。有机物有醇、醛、烃、有机酸等。它们有的以分子态存在，有的以离子态存在。不溶性物质是来自土壤粒子和燃料燃烧排放尘粒等的不能溶于雨水的物质。（2分）酸雨中的酸性物质主要是硫酸、硝酸、盐酸和有机酸。它们对酸雨的贡献量在不同地区、不同条件，甚至不同时间里是不同的。（2分）酸雨的化学组成很复杂，其中的离子种类也很多。主要阳离子有H+、NH4+、K+、Na+、Ca2+和Mg2+，主要阴离子有SO42－、NO3－、Cl－和HCO3－。（2分）影响酸雨形成的因素主要有：①酸性污染物的排放及其转化条件，②大气中的氨，③颗粒物酸度及其缓冲能力和④天气形势。（2分）第三章1、Cl—对重金属离子的配合作用可使难溶性金属化合物的溶解度（A）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小2、在开放体系的碳酸平衡中，（D）不随pH的变化而变化，总保持与大气相平衡的固定数值。A.CTB.[HCO3--]C.[CO32－]D.[H2CO3*]3、造成水体富营养化的物质是（B）。A.一般有机物B.含氮和含磷化合物C.烃类化合物D.重金属化合物4．有机配位体可影响颗粒物对重金属的吸附，可减少吸附量的是（C）。A.谷氨酸B.2,3-PDCAC.柠檬酸D.异己氨酸5、在开放体系的碳酸平衡中，（D）不随pH的变化而变化，总保持与大气相平衡的固定数值。A.CTB.[HCO3－]C.[CO32－]D.[H2CO3*]6、造成水体富营养化的物质是（B）。A.一般有机物B.含氮和含磷化合物C.烃类化合物D.重金属化合物7、淡水中阴离子组分含量的大小次序是（A）。A.[HCO3－]＞[SO4２－]＞[Cl－]B.[Cl－]＞[SO4２－]＞[HCO3－]C.[SO4２－]＞[Cl－]＞[HCO3－]D.[Cl－]＞[HCO3－]＞[SO4２－]8、有机物在水生生物体内的浓度与水中该有机物浓度之比，称为（D）。A.土壤－水分配系数B.标化分配系数C.正辛醇－水分配系数D.生物浓缩因子9、在废水处理中，以除去Ｎ、Ｐ（控制富营养化）为主要目的工艺过程称作（C）。A.一级处理B.二级处理C.三级处理D.四级处理10、排放到大气中的氮氧化物（主要有NO2和少量的NO）、烃类（主要有烯烃和带侧链的芳香烃）和醛类，在阳光照射下，发生一系列复杂的光化学反应，生成一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，称为（A，B，C，D）。A.光化学烟雾B.洛杉矶烟雾C.氧化性烟雾D.石油型烟雾三、名词解释1、水体被水覆盖地段的自然综合体称为水体。（水体不仅包括水，而且包括水中的悬浮物、底泥和水生生物，水体都有一定的形貌，受岸壁的限制。）三、完成下列反应（每小题2分。不必配平）1．CN－＋Ｏ2微生物→CNO—微生物，H2O→NH4++CO32—二、问答题（四个小题，共24分。）1、在水环境化学中，pE指的是什么？它与pH有何区别？（4分）（1）在水环境化学中，pE指的是在平衡状态下假想的电子活度（或答浓度）的负对数。（2分）（2）pE指的是电子活度（或答浓度）的负对数，是水溶液氧化还原性质的量度，pH指的是氢离子活度（或答浓度）的负对数，是水溶液酸碱性质的量度；电子活度（或答浓度）是假想的，而氢离子活度（或答浓度）是真实的。（2分）四、计算题（每小题6分，共12分。）1、天然水，其pH＝7.5，和大气（pO2＝0.21atm＝0.21×1.013×105Pa）保持平衡。已知1/2O2(g)＋2H+＋2eH2O(l)lgK＝41.55，计算该平衡体系的pE值。解：根据公式pEo＝1/nlgK＝41.55／2＝20.78（2分）pE＝pEo＋1/nlg[氧化态]/[还原态]（2分）得pE＝41.55／2＋1/2lg(pO21/2[H+]2)（1分）＝20.78＋1/2lg{[0.21×1.013×105/（1.013×105）]1/2×（10－7.5）2}＝12.94（1分）答：该平衡体系的pE值为12.94。2、某河水的总碱度[碱度]＝5.0×10—5mol/L，pH＝