环化复习题剖析.docx

1、环化复习题剖析 绪论总结1、名词解释 1、环境问题：是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量的变化，这种变化反过来对人类的生产生活和健康产生不利的影响。 2、环境污染：人类活动产生的有害物质或因子进入环境引起环境系统的结构与功能发生变化，危害人体健康和生物的生命活动的现象。 3、环境化学主要研究有害化学物质在环境介质中的存在，化学特性，行为和效应及其控制的化学原理和方法。 4、环境污染物：进入环境后，使环境的组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质。 5、一次污染物：由污染源直接排入环境中，物理和化学性状未发生变化的污染物。 6、二次污染物：排入环境中的一次污染物，在物理、化学因素

2、或生物的作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应所形成的物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物。 7、POPs：持久性有机污染物，是一类具有长期残留性、生物积累性、半挥发性和高毒性，并通过各种环境介质（大气、水、生物等）能够长距离迁移对人类健康和环境具有严重危害的天然的或人工合成的有机污染物。 8、优先污染物：在众多污染物中筛选出潜在危害性大的作为优先研究和控制对象的污染物。 9、污染物的迁移：污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程。 10、污染物的转化：污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。2、问答题 1、环境化学的各分

3、支学科对应的研究内容是什么？ 环境化学的分支学科包括环境分析化学、各圈层的环境化学（或环境污染化学）、污染（环境）生态化学、污染控制化学。 环境分析化学式分析环境中具体化学品的性质和量 各圈层的环境化学是研究化学污染物在大气，水体和土壤环境中的形成，迁移、转化和归趋过程中的化学行为和生态效应。 污染（环境）生态化学是研究化学污染物在生态系统中产生生态效应的化学过程的科学。 污染控制化学是研究与污染控制有关的机制与工艺技术中的化学基础性问题。2、简述环境化学研究的特点 以微观研究宏观，即要从微观的原子，分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及防治途径，其核心是研究化学污染物在环境化学中的

4、化学转化与效应。 研究对象复杂 研究对象浓度极低 研究具有综合性和开发性3、简述环境中主要的有机污染物 环境中的主要有机污染物：碳氢化合物、有机卤化物、有机氮化合物、有机硫化合物、有机磷化合物4、举例说明什么是环境的物理效应、化学效应、生物效应 环境物理效应是由物理作用引起的，比如噪声，光污染，电磁辐射污染，地面沉降，热岛效应，温室效应等。 在各种环境因素影响下物质间发生化学反应的环境效应即为环境化学效应。如湖泊的酸化，土壤的盐碱化、地下水硬度升高，局部地区发生光化学烟雾，有毒有害固体废弃物的填埋造成地下水污染等。 环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生物效应。大型水利工程可能破坏

5、水生生物的回游途径，从而影响它们的繁殖。大量工业废水排入江、河、湖、海，对水生生态系统产生毒性效应，使鱼类受害而减少甚至灭绝。5、污染物在环境中迁移、转化的主要形式有哪些？ 污染物在环境介质中的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移、生物迁移三种形式。 污染物在环境介质中的转化形式有物理转化、化学转化、生物转化 污染物可通过蒸发、渗透、凝聚、吸附和放射性元素蜕变等物理过程实现转化，可通过光化学氧化、氧化还原、配位和螯合、水解等化学作用实现转化，也可以通过生物的吸收、代谢等生物作用实现转化。 第二节 大气中污染物的迁移1、决定污染物在大气中扩散稀释最直接最本质的气象因素是什么? 源参数、气象条件、下

6、垫面状况2、解释名词： 气温垂直递减率：大气垂直方向上每升高100米温度的降低值。（ l00m） 干绝热递减率：干空气（气团）在绝热升降过程中每变化单位高度（通常 取100米）空气（气团）自身温度的变化值。 逆温/逆温层：r0 , 即气温随高度增加而增加的现象称为逆温。 出现逆温的大气层称为逆温层。3、大气稳定度的判断 大气稳定度可根据气温垂直递减率和干绝热垂直递减率d来判断 d时，大气处于不稳定状态； = d时，大气处于中性平衡状态。4、什么是辐射逆温?逆温现象对大气污染物扩散的影响 辐射逆温：在晴朗无风或小风的夜晚，由于强烈的有效辐射，使地面和近地层大气强烈冷 却降温，上层降温较慢而形成上

7、暖下冷的逆温现象。逆温对大气污染物扩散的影响：逆温层对空气的垂直对流运动的发展是巨大的障碍，如同盖 子，对污染物的扩散起阻挡作用，故称它为阻挡层。阻挡层 的存在严重阻碍了地面带有污染物的气团的上升运动，使大 气污染物停滞在接近地面的大气层中，加剧大气污染的程度。5、试分析影响大气污染迁移的主要因素。 （1）风和大气湍流的影响 （2）天气形势和地理地势的影响由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中要受到各种因素的影响，主要有空气的机械运动，如风和湍流，由于天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染源本身的特性等。6、简述海陆风、山谷风、城郊风对大气污染物扩散的影响。海陆风的影响：造成污染物在海陆之

8、间反复运移，影响扩散 。山谷风的影响：山谷风对污染物输送有明显的影响。吹山风时排放的污染物向外流出，若不 久转为谷风，被污染的空气又被带回谷内。特别是山谷风交替时，风向不稳， 时进时出，反复循环，使空气中污染物浓度不断增加，造成山谷中污染加重。城郊风的影响：使城区大气中的污染物难以扩散。 第三节 大气中污染物的转化1、什么是自由基的稳定性和活性？在反应中自由基一般夺取几价原子?简述自由基的活性 与稳定性的关系；简述自由基的反应类型。自由基的稳定性：指自由基解离成更小碎片或通过键断裂进行重排的倾向。 自由基的活性：一种自由基和其它物质反应的难易程度。在自由基的链反应中自由基一般夺取一价原子两者关

9、系密切，通常可以从-键的解离能（D值）来推断自由基的相对稳定性。D值越大，自由基越不稳定，一般D值越大均裂所需能量越高。 反应类型： 碎裂：自由基碎裂生成一个稳定的分子和一个新的自由基。单分子自由基的反应 重排：发生在环状体系中。自由基-分子相互作用：加成反应：自由基对不饱和体系的加成，生成一个新的饱和自由 基。 取代反应：自由基夺取其他分子的一价原子生成稳定的化合物。自由基-自由基相互作用：自由基的二聚（两个相同的自由基结合）或偶联（两个不同的 自由基结合）2、简述光化学反应的初级过程和次级过程。初级过程：化学物种吸收光子由基态形成激发态，以及激发态物种进 一步发生的各种过程。次级过程：初级

10、过程中形成的产物与产物之间，或产物与其他物质之间发生的反应。3、简述光化学定律。光化学第一定律：光子的能量大于化学键能时，且分子对某特定波长的光要有特征吸收光 谱才能引起光离解反应。光化学第二定律：分子吸收光的过程是单电子过程，该定律的基础是电子激发态分子的寿命 很短，10-8 /秒，在这样短的时间内，辐射强度比较弱的情况 下，再吸收第二个光子的几率很小。4、为什么高层大气中有高浓度的原子氧和原子氮存在？写出相关的反应式。 氧分子键能为493.8KJ/mol.氧分子在240nm以下的紫外光可引起2的光解 2 + hv 240nm + 2的键能较大，为939.4kJ/mol，对应的波长为127n

11、m。光离解反应仅限于臭氧层以上 2 + hv 3- 3-Cl 3-r 3-I因为3r hv CL3 r 高能量的短波长紫外光照射，可能发生两个键断裂，应断两个最弱键 即使是最短波长的光，如147nm，三键断裂也不常见 L3 hv L2 L L3 hv L 2L 9、大气中有那些重要的自由基？简述其主要来源。 大气中存在的重要自由基有，2，（烷基），（烷氧基）和2（过氧烷基）等，其中以和2更为重要。 的来源：对于清洁大气而言，3的光解是大气中的重要来源。对于污染大气，如有2和22存在，它们光解可产生 ，其中2的光解是大气中的重要来源。大气中2主要来源于醛的光解，尤其是甲醛的光解。任何光解过程只要

12、有或自由基生成，它们都可与空气中的2结合而导致生成2 。 来源：甲基是大气中存在最多的烷基，它的主要来源是乙醛和丙酮的光解。和与烃类发生摘除反应，也可生成烷基自由基。 来源：甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯光解。 2来源：烷基与2结合。10、简述NO的氧化，写出相关的反应方程式。与3反应 3 2 2与2反应 2 （反应很快） 2 2 2 2 其中： 2 、 2 2 2 和与 生成亚硝酸或亚硝酸酯： 2 11、写出NO2光解的反应方程式。2 hv 2 3 12、写出光化学烟雾中PAN形成的反应图式。 13、写出烷烃与HO发生氢摘除反应的链式反应方程式。 2 2 22 2 2 214、简述烯烃与 、3发生

13、加成反应的过程。 （1）烯烃与的加成反应（以乙烯为例）加成到烯烃上形成带有羟基的自由基2=2 22带羟基的自由基与2结合形成相应的过氧自由基22 + 2 2（2）2过氧自由基可氧化大气中的等2（2）2 2（）2 2带羟基的烷氧自由基可进一步的反应分解： 2（）2 2带羟基的烷基和烷氧基均可与2发生氢摘除反应： 2（）2 2 2 2 2 2 2（2）烯烃与3加成 3加成到烯烃的双键上形成臭氧化物 3 + 2=2 22 臭氧化物迅速分解为一个羰基化合物和一个二元自由基 22 2 2 (能量很高，不稳定，可进一步分解) 二元自由基具有强氧化性，可氧化大气中的和S2，自由基转化为相应的醛或酮 第三节

14、大气中污染物的转化1、什么是光化学烟雾，解释光化学烟雾各污染物的日变化曲线。 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而产生二次污染物，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。 NO和烃类的浓度最大值出现早晨交通繁忙时，此时NO2 的浓度很低，随着太阳辐射增强， N2和3的浓度迅速增加，醛的浓度也开始增加。2、说明烃类在光化学烟雾形成过程中的作用。 在光化学反应中，自由基反应占很重要的地位，自由基的引发反应主要由2和醛光解而引起的，碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因。3、论述光化学烟雾的形成（概念、形成条件、形成过程），

15、写出主要的反应方程式。 形成条件：（1）污染源条件（大气中有氮氧化合物和碳氢化合物） 工厂排气（以石油为燃料） 汽车排气 （2) 气象条件 强烈光照，低湿度、高温天气 低风速、逆温天气 （3 地理条件 太阳天顶角 60的地区4、光化学烟雾的标志性污染物是什么？简述光化学烟雾的特征与危害。 臭氧 特征：臭氧浓度升高是光化学烟雾污染的标志。烟雾呈淡蓝色；具有强氧化性；大气能见度降低。 主要危害：(1)损害人和动物的健康(2)影响植物生长(3)影响材料质量(4)降低大气能见度5、简述大气中SO2 氧化的几种途径。 (一) SO2的气相氧化 1、SO2直接光氧化 2、SO2被自由基氧化 (二) SO2

16、的液相氧化 6、什么是硫酸烟雾型污染，说明其形成条件与形成过程。 硫酸烟雾型污染：又称伦敦烟雾，是由于燃煤而排放出来的SO2、颗粒物以及SO2氧化所形成的硫酸及硫酸颗粒物等的混合物所造成的大气污染现象。 硫酸烟雾的形成条件：大气中有SO2和颗粒物。 污染源条件 燃煤的设备和场所 气象条件 高湿低温、日光较弱；逆 温、风力不大 在硫酸烟雾的形成过程中，SO2转化成SO3的氧化反应主要是雾滴中锰、铁的催化作用而形成硫酸及硫酸盐。7、什么是酸雨，确定酸雨pH界限的依据是什么？酸雨（ Acid Rain)：亦称为酸性降水，是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的大气降水 （冻雨、雪、雹、露、雾、霜等)

17、。 酸性降水是指通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。在未被污染的大气中，可溶于水且含量比较高的酸性气体是2，如果只把2作为影响天然降水pH的因素，根据2的全球大气体积分数33010-6与纯水的平衡，求的降水的pH背景值。8、降水中主要的阳离子和阴离子是什么？我国降水中关键性离子组分是什么？ 降水中主要的阳离子：Ca2+、NH4+、H+； 阴离子： SO42-、NO3-、Cl 我国降水的关键性离子是S42- 、Ca2+、NH4+9、说明酸雨形成的原因与机制。 酸雨中主要酸性成分的形成过程 酸雨中含有多种无机酸和有机酸，其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下，以硫酸为主

18、（尤其我国）。 S2 和 x是形成酸雨的主要起始物，其形成过程为： S2 S3 S3 2 2S4 S2 2 2S3 2S3 2S4 2 2 2 2 3 2 11、论述影响酸雨形成的因素。 酸性污染物的排放及其转化条件：高温、高湿、大量酸性气体排放。 大气中氨的含量与酸性气溶胶或雨水中的酸起中和作用，降低降水的酸度。 颗粒物酸度及其缓冲能力 天气形势的影响：利于扩散的气象条件不易形成酸雨。12、试论降酸雨的危害。 1、危害水生生态系统 2、酸雨使土壤酸化，危害农业和林业 3、 腐蚀建筑物及建筑材料 4、对人体健康的影响13、试论臭氧层中臭氧破坏的化学机理。 14、简述大气颗粒物的来源与去除 （一

19、）大气颗粒物的来源天然来源：地面扬尘、海浪溅出的浪沫、火山灰、森林火灾、宇宙陨星尘埃、花粉、孢子等。人为来源：燃料燃烧煤烟、飞灰(Fly Ash)、气态污染物等。生成机制：一次颗粒物：直接由污染源排放的。 二次颗粒物：大气中的某些污染组分之间或这些组分与大气成分之间发生反应而 产生的颗粒物。（二）大气颗粒物的消除 干沉降：是指颗粒物在重力作用下沉降，或与其他物体碰撞后发生的沉降。湿沉降：雨除（对半径小于1m 的颗粒物有效）、冲刷（对半径4m以上的颗粒 物效率较高)15、简述2.5的特点及危害 特点：较小的粒径、巨大的比表面积、较大的危害性危害：影响人体健康、降低大气能见度 第三章 水环境化学解

20、释名词 1.分配系数：广义: 某一物质（溶质）溶解在两种互不混溶的溶剂中，达平衡后，该物质在两相（溶剂）中浓度的比为一定值K，称之为分配系数。 本章所指分配系数的含义为：在土壤水体系中，有机化合物通过溶解作用分配到土壤有机质（底泥沉积物）中达到分配平衡时，该有机物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数。2.标化分配系数： 为了在类型各异成分复杂的沉积物（或土壤）之间找到一个表征吸附的 常数，引入标化3.分配系数(Koc)：对于每一种有机化合物可得到与沉积物特征无关的一 个Koc。因此， 某一有机化合物，不论遇到何种类型沉积物(或土壤)，只要知道其有机质含量，便可求得 相应的分配系数。4.辛醇

21、水分配系数：一种物质在正辛醇和水中溶解度的比率。用ow来表示。高ow的 有机污染物大多分配到沉积物有机质和生物脂肪中，水中含量较低。5.生物浓缩因子：有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比。定义为生物浓缩因子， 用符号BCF或KB表示。6.Henry定律常数：亨利定律：表示当一个化学物质在气液相达到挥发平衡时，溶解于水 相的该物质的 浓度与气相中物质的浓度(或分压)有关。 亨利定律的一般表示式：P = KH CW KH = P / CW 其中：P污染物在水面大气中的平衡分压，Pa CW 污染物在水中的平衡浓度，mol / m3 KH亨利定律常数，Pa.m3 / mol7.水解速率：某些化

22、学物质会（如：碳酸根）与水发生化学反应，使水(H2O)分解为一个氢 离子（H+）和一个氢氧根离子（OH-)。则单位时间内水分子的分解的物质的量即为水解速 率，单位有摩尔每秒mol/s、摩尔每分钟mol/min和摩尔每小时mol/h。 8.直接光解：有机化合物直接吸收太阳能而进行的分解反应。化合物本身直接吸收 286nm 的光子发生的光解。9.间接光解;又叫敏化光解，水体中存在的其他天然物质（如腐殖质等）被阳光激发，而又 将其激发态的能量转移给有机污染物而导致的有机污染物的分解反应。10.光量子产率：进行光化学反应的光子占吸收光子数之比称作光量子产率。11.生物物质代谢和共代谢：物质代谢：有机毒

23、物作为微生物培养的唯一碳源，使有机毒物 进行彻底降解或矿化的生物降解模式。12.共代谢：某些有机物不能作为微生物培养的唯一碳源，必须有另外的化合物提供微生物 碳源或能源，该有机物才降解，这中降解模式称共代谢。 第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态1、天然水中最主要的离子成份有那些？ K+、Ca2+、a+ 、g2+ 、3- 、3- 、l- 、S42-2、总碱度与酚酞碱度的概念及公式。 总碱度：用一个强碱标准溶液滴定，用甲基橙为指示剂，当溶液由黄色变为橙红色（pH约4.3），停止滴定，此时所得的结果即为总碱度，也称为甲基橙碱度。 总碱度=3- 232- -+ 酚酞碱度：滴定以酚酞为指示剂，当

24、溶液pH值降到8.3时，表示-被中和，32-全部转化为3-，得到酚酞碱度表达式： 酚酞碱度=32- - + - 233、游离二氧化碳酸度的概念及公式. 游离2酸度：以酚酞指示剂滴定到pH=8.3 游离2酸度=+ + 3- - 32- - 4、什么是辛醇水分配系数？它与水中有机污染物分布有什么关系？ 辛醇水分配系数：一种物质在正辛醇和水中溶解度的比率。用ow来表示。 高ow的有机污染物大多分配到沉积物有机质和生物脂肪中，水中含量较低。 卤代脂肪烃类水溶性高，低ow，故其大多数分布在水中，在沉积物有机质或生物脂肪中的含量一般较少。5、重金属的存在形态与其生物可利用性的关系。 水溶态（易迁移，易吸收

25、）：离子态 、络合态 难溶态（不易迁移、不易被植物吸收）：化学沉淀物、胶体吸附态6、掌握相关的计算。 第二节 水中无机物的迁移转化1、.水体中胶体吸附作用类型？专属吸附与非专属吸附的区别？表面吸附（物理吸附）离子交换吸附（物理化学吸附）专属吸附（化学吸附）区别：2、水体中颗粒物对污染物的吸附等温线常符合哪两种方程，其中哪个方程可用于求饱和吸附量？ 常见的吸附等温式有弗莱特利希(Freundlich)和朗格缪尔(Langmuir) 两种等温式。（1）Freundlich吸附等温式及等温线 G=KCn lgG = lgk + n lgc 式中K为表示吸附强度的常数（分配系数）； n为另一常数，其值

26、介于01之间；（2）Langmuir吸附等温式及等温线 G=G0c/(A+c) G为吸附量，G0为饱和吸附量，c为被吸附物的平衡浓度，A为半饱和吸附量时吸附物的平衡浓度。3、腐殖质对重金属的吸附作用是通过哪两个过程实现的?一般认为，当金属离子浓度较高 时，腐殖质对重金属的吸附作用应以什么为主，当金属离子浓度低时，又以什么为主？ 腐殖质(Hum)微粒对重金属离子的吸附，主要是通过它对金属离子的螯合作用和离子交换作用来实现。 当重金属离子浓度较高时，以离子交换吸附作用为主;浓度较低时以螯合作用吸附为主。4、影响沉积物中重金属释放的因素有那些？ 盐浓度升高：碱金属和碱土金属阳离子可被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来。 氧化还原条件的变化：有机物增多，产生厌氧环境、铁锰氧化物还原溶解