2019年湖北武汉科技大学环境化学考研真题及答案.doc-资料库

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2019 年湖北武汉科技大学环境化学考研真题及答案一、名词解释(共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分) 1、酸沉降； 2、分配系数； 3、生长代谢； 4、光量子产率； 5、环境污染物二、填空题(每空 1 分，共 15 分) 1、1972 年，联合国在瑞典首都斯德哥尔摩召开了人类环境会议，会议发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在生态的破坏和_______的枯竭。20 世纪 80 年代，对环境的认识有了突破性发展，提出______ 战略； 2、水环境中颗粒物的种种凝聚、絮凝方式并不是______存在的，往往是数种方式同时发生，综合发挥絮凝作用； 3、太阳辐射光中到达地面的有少量短波长的_______光，大量_______和长波红外光； 4、pH 值小于_______（未受污染的大气降水 pH）的降雨称为酸雨。我国酸雨中关键性离子组成是_______、_______、_______； 5、向某一含碳酸的水体加入重碳酸盐，总酸度_______ 、无机酸度_______ 、CO2 酸度 _______ 、总碱度_______ 、酚酞碱度不变；（增加、减少或不变） 6、土壤是由气、液、固三相组成的，其中固相可分为_______ 、 _______。三、选择题(共 5 小题，每题 3 分，共 15 分) 1、某化学键的键能为 220kJ/mol，则照射波长至少在_______以下，才能引起光化学解离。（普朗克常数 h——6.626×10-34 焦/秒·摩，光速 C—3.0×1010cm/s，阿伏加德罗常数 NA— 6.022×1023/摩尔） A．340nm B．440 nm C．540 nm D．640 nm 2、光化学烟雾是一个链反应，链引发反应主要是______。 A．丙烯氧化生成具有活性的自由基 B．HO2 和 RO2 等促进了 NO 向 NO2 转化 C．NO2 的光解 D．甲醛在光的照射下生成自由基 3、根据 Whittby 的三模态模型，粒径小于______的粒子称为爱根核模。 A．0.05 B．0.1 C．1 D．2 4、某一氧化-还原反应体系的标准电极电位为 0.80，则 pE0 为______。 A．13.55 B. 13.35

C. 13.05 D.12.80 5、气溶胶中粒径_______μm 的颗粒，称为降尘。 A. >10 B. <5 C. >15 D. <10 四、问答、解释、说明题（共 5 小题，每题 14 分，共 70 分） 1、灰蒙蒙的天气让越来越多的中国公众注意到 PM2.5。所谓 PM2.5，是指空气中悬浮的颗粒物，其直径小于 2.5 微米。很多中外学者早已证实，它潜伏在空气中，不仅会伤害人的健康，更给社会造成难以挽回的经济损失。在《环境化学》教材中，对这种颗粒物是如何分类和定义的？说明其来源和归宿，解释其为何会伤害人类健康甚至致癌致畸。 2、据环保部通报，2017 年 11 月 4-8 日，京津冀及周边地区出现了一次区域性雾霾。请用专业名词和相关知识解释雾霾易在这个季节发生的原因。雾霾会产生哪些危害？ 3、为什么重庆出现酸雨的频率比北京高？请通过影响酸雨形成的各因素加以分析。 4、详述温室气体、温室效应及可能对人类带来的影响？ 5、当阳光照射到仅含 NOx 的空气时，发生的主要反应有哪些？若该体系中还含有烃类和醛类化合物，又会发生哪些反应并产生什么现象？请写出与此现象相关的主要反应式。五、计算题（共 3 小题，每题 10 分，共 30 分） 1、在 pH=7.0 的水溶液中，含有 1.0×10-2 mol/L 的非络合形态氮三乙酸（NTA）和 1.0×10-5 mol/L 的 Pb(Ⅱ)，已知 Pb2++ HT2—＝PbT—+H+的平衡常数 K=12.9，求该水溶液中自由离子态 Pb2+浓度占总铅浓度（PbT）的百分数。 2、在一个 pH 为 6.5、碱度为 1.6mmol/L 的水体中，若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。若用 NaOH 强碱进行碱化，又需要加多少碱？已知 pH=6.5 时，α=1.710；pH=8.0 时, α=1.018。 3、具有 2.00×10-3mol/L 碱度的水，pH 为 7.0，请计算[H2CO3*]、[HCO3 是多少？已知数据： K1 =4.45×10-7 ，K2=4.69×10-11。 2—]的浓度各 —]、[CO3 答案一、名词解释(共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分) 1、酸沉降：大气中的酸性物质通过干、湿沉降两种途径迁移到地表的过程； 2、分配系数：分配作用达平衡时，有机化合物在悬浮颗粒物（沉积物、土壤）有机质中和水中含量的比值称为分配系数； 3、生长代谢：微生物以有毒/机物作为唯一碳源和能源所进行的生命活动； 4、光量子产率：进行光化学反应的光子占总吸收光子数之比，称为光量子产率； 5、环境污染物：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。二、填空题(每空 1 分，共 15 分) 1、1972 年，联合国在瑞典首都斯德哥尔摩召开了人类环境会议，会议发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在生态的破坏和_资源_的枯竭。20 世纪 80 年代，对环境的认识有了突破性发展，提出_可持续发展_战略；

2、水环境中颗粒物的种种凝聚、絮凝方式并不是_单独_存在的，往往是数种方式同时发生，综合发挥絮凝作用； 3、太阳辐射光中到达地面的有少量短波长的_紫外_光，大量_可见光_和长波红外光； 4、pH 值小于 5.6 （未受污染的大气降水 pH）的降雨称为酸雨。我国酸雨中关键性离子组成是 SO4 5、向某一含碳酸的水体加入重碳酸盐，总酸度_增大_、无机酸度_减小_、CO2 酸度_不变_ 、总碱度_增大_； 6、土壤是由气、液、固三相组成的，其中固相可分为_土壤矿物质_ 、 _土壤有机质_。 2- 、 NO3 - 、 NH4 + ；三、选择题(共 5 小题，每题 3 分，共 15 分) 1、C；2、C；3、A；4、A；5、A；四、问答、解释、说明题（共 5 小题，每题 14 分，共 70 分） 1、灰蒙蒙的天气让越来越多的中国公众注意到 PM2.5。所谓 PM2.5，是指空气中悬浮的颗粒物，其直径小于 2.5 微米。很多中外学者早已证实，它潜伏在空气中，不仅会伤害人的健康，更给社会造成难以挽回的经济损失。在《环境化学》教材中，对这种颗粒物是如何分类和定义的？说明其来源和归宿，解释其为何会伤害人类健康甚至致癌致畸？答、爱根核模：Dp ＜0.05μm 积聚模： 0.05μm ＜Dp＜2 μm 名称源汇爱根核模积聚模燃烧产生的一次气溶胶颗粒，以及化学反应产生的蒸汽均相成核、凝聚。相互凝聚后转入积聚模或随气流扩散到地面爱根核模的凝聚，燃烧过程产生蒸汽冷凝、凝聚，以及由大气化学反应产生的各种气体分子产生的二次溶胶。通过湿沉降（雨除、冲刷）而汇于地面这些粒子很多是因化石燃料燃烧不完全产生的有机碳，有时燃煤电厂在高温中生成的致癌物，在冷却时被这些细小的颗粒物吸附着进入人体。这么小的颗粒很难自然沉降，会在空气中停留一个星期甚至几个月，本身对呼吸系统就有影响，造成咳嗽、不适。而小颗粒物上吸附的致癌物，更导致癌症高发。这种颗粒的特点在于太小，太多。然而，相同质量浓度下，颗粒物越细，数目更多。比起 PM10，PM2.5 的表面积要大好几倍，吸附空气中的毒性物质就会更多。当 PM2.5 吸附了致癌物，就有致癌效应；吸附了致畸物，就有致畸效应。它通过下呼吸道，进入肺的深处，而它携带的有害气体、重金属就溶解在血液里。 2、据环保部通报，2017 年 11 月 4-8 日，京津冀及周边地区出现了一次区域性雾霾。请用专业名词和相关知识解释雾霾易在这个季节发生的原因。雾霾会产生哪些危害？答、（1）、因为 11 月份是秋冬季节，比较寒冷，夜间易发生逆温，气温上热下冷，污染物在

垂直方向不能发生对流，因而扩散不出去，如果白天天气又是静风，污染物在水平方向也很难扩散，这样就造成污染物持续累积，容易发生大气重污染；（2）、一旦发生雾霾，主要会造成两方面的危害：影响人类健康、降低大气能见度。 3、为什么重庆出现酸雨的频率比北京高？请通过影响酸雨形成的各因素加以分析。答、影响酸雨形成的因素有以下四方面：（1）、酸性污染物的排放及其转化条件：从现有的数据来看，降水酸度的时空分布与大气中的 SO2 和降水中 SO 4 2-浓度的时空分布存在着一定的相关性，也就是说，某地的 SO2 污染严重，降水中的 SO4 2-浓度就高，降水的 PH 值就低；（2）、大气中的氨：NH3 是大气中唯一的常见气态碱，由于它易溶于水，能与酸性气溶胶或雨水中的酸起中和作用，从而降低了雨水的酸度；（3）、颗粒物酸度及其缓冲能力：颗粒物对酸雨的形成有两方面的作用，一是所含的金属可催化 SO2 氧化成硫酸，二是对酸起中和作用；（4）、天气、地势的影响：如果气候条件和地形有利于污染物的扩散，则大气中污染物浓度降低，酸雨就减弱，反之则加重。重庆地区的煤为多硫煤，气温高、湿度大，有利于 SO2 转化为酸雨，且大气中氨含量少，中和能力差，同时大气颗粒物碱性小，也不能对酸雨起中和作用，另外地理地势又易产生地形逆温。而北京由于气温和湿度不高，且土壤盐碱化，因而大气颗粒物碱性大，能对酸雨起中和作用，所以不易出现酸雨。 4．详述温室气体、温室效应及可能对人类带来的影响？答、温室气体：能吸收地表长波辐射，把能量截留于大气，使气温升高的气体。温室效应：大气中的等气体吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气中，从而使大气温度升高的现象，就称为温室效应。大气中的温室气体就像一个“玻璃屋顶”（ “屋顶”高度约在距地面 15km 处，地面长波辐射到此已大部分被吸收），“屋顶”与地面之间形成一个“温室”，可以对地面起保温作用。危害：导致地球气温逐渐上升及未来全球气候改变，进一步引起农业、渔业减产，促使降雨增多，甚至南北两极冰雪融化，从而淹没许多沿海城市和广大陆地。 5、当阳光照射到仅含 NOx 的空气时，发生的主要反应有哪些？若该体系中还含有烃类和醛类化合物，又会发生哪些反应并产生什么现象？请写出与此现象相关的主要反应式。答、(1)、NO2 光解导致 O3 的生成； NO2 + hν NO + O O + O2 + M O3 + M(汽车排放的颗粒物可以作为 M) NO + O3 NO2 + O2

(2)、当体系中还含有烃类和醛类化合物时，有机碳氢化合物(RH，RCHO)的氧化生成了活性自由基，尤其是 HO2、RO2 等。 RH + HO RO2 + H2O RCHO + HO RC（O）O2 + H2O RCHO + hν RO2 + HO2 + CO HO2 + NO NO2 + HO RO2 + NO NO2 + R’CHO + HO2 RC（O）O2 + NO NO2 + RO2 +CO2 (3)、HO2、RO2 引起了 NO 向 NO2 转化，进一步提供了生成的 NO2 源，同时形成了含 N 的二次污染物如 PAN 和 HNO3 等。 HO + NO2 HNO3 RC（O）O2 + NO2 RC（O）O2NO2 RC（O）O2NO2 RC（O）O2 + NO2 O3，PAN 和 HNO3 这些氧化性极强的污染物与一次污染物 NO2、烃类和醛类化合物混合所形成的烟雾污染现象，被称为光化学烟雾。五、计算题(共 3 小题，每题 10 分，共 30 分) 1、解：解：pH=7.0 时，NTA 主要以 HT2-形态存在因此，可认为［HT2-］=［NTA］=1.0×10-2 mol/L [ PbT 2 [  Pb  ][ H ][ HT  2 ]  ] K  9.12 （3 分） 2 [ Pb [ PbT 2 [ Pb [ Pb T   ] ]   ] ]  [   2 [ H [9.12  [ Pb ]   ] HT 2 ]  [ Pb PbT  ] 2  ] ＝ 75.7  10  7 2  1 7 10   10 19.12  75.7 10  75.7   1  7  10 ＝ 75.7  10  7 ＝ 75.7   7 5  %10 ∴自由态铅离子占总铅 PbT 浓度的百分数为 7.75×10-5% 2、解：pH=6.5 时，α=1.710，[碱度]=1.6 mmol/l CT=α[碱度] =1.710×1.6=2.74 (mmol/l 设加入的[Na2CO3]=X mmol/l，则碱度增加 2x mmol/l, 为 2.74+X ∴2.74+X=1.108(1.6+2X) X=1.068≈1.07 (mmol/l)

求需加入多少 NaOH ∵PH=6.5∈(5∽9)范围，[碱度]=1.6×10-3 ∴可用简化式 CT=α[碱度] pH=6.5 时，CT=αa[碱度]a pH=8.0 时，CT=αb[碱度]b 则 αa[碱度]a=αb[碱度]b 或[碱度]b=αa[碱度]a/αb 查表 3-1， PH=6.5 时，αa=1.710 PH=8.0 时, αb=1.018 已知 [碱度]a=1.6 mmol/l ∴ [碱度]b=αa[碱度]a/αb=1.710×1.6/1.018=2.69 (mmol/l) 应加入的 NaOH 量，即碱度的增加值 [碱度]b-[碱度]a=2.69-1.6=1.09(mmol/l) 3、解：当 pH = 7.00 时,CO3 -的浓度与 HCO3 -的浓度相比可以忽略, -] = [碱度] = 2.00×10-3mol/l pH = 7.00 时, α= 1.224, 则[HCO3 [H+] = [OH-] = 10-7 mol/l [HCO3 [CO3 ※] = [H+][HCO3 -] = K2[HCO3 -]/K1 = 1.00×10-7×2.00×10-3/(4.55×10-7) = 4.49×10-4mol/l。 -]/[H+] = 4.69×10-11×2.00×10-3/(1.00×10-7) = 9.38×10-7 mol/l。

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