中国石油大学环境化学两套试题及答案(整理版)

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

三种方式。

3、 天然水中的总酸度-*+] - [HO-]。 4、 大气的扩散能力主要受和浓度梯度的影响。

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而干沉

降只有 10%~20 。

6、 水环境中胶体颗粒物的吸附作用有、专属吸附。

7、 无机污染物进入水体后，主要通过沉淀-溶解、、、

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，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。

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___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。

A RO B R自由基 C H2O D HO2

7、酸雨是指的雨、雪或其它形式的降水。 A <6.0 B <7.0 C <5.6 D <5.0

8、在土壤中，下列离子的交换吸附能力最强。

A Ca2+ B Na+ C Fe3+ D H+

9、气溶胶中粒径____μm的颗粒，称为飘尘。

A >10 B <5 C >15 D <10

10、以下因素可以诱发重金属从沉积物中释放出来。

A 盐度升高 B pH降低 C 增加水中配合剂的含量 D 改变氧化还原条件

三、名词解释（20分，每小题4分）

1、 环境污染：是指由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。或者，环境污染是指有害物质对大气、水质、土壤和动植物的污染，并达到致害的程度，生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏，第 一 页

不可再生资源被滥采滥用，以及因固体废弃物、噪声、振动、恶臭、放射性等造成对环境的损害。

2、 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。

3、 优先污染物：在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象，称之为优先污染物。

4、 分配系数：颗粒物从水中吸着有机物的量，与颗粒物中有机质的含量密切相关，而有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数(Kp)。

5、 土壤阳离子交换量：每千克干土中所含全部阳离子总量，称阳离子交换量，以（cmol/kg土）表示。

四、简述题（20分，每小题10分）

1、试述酸雨的主要成分和成因，写出有关化学反应式。

答：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，从污染源排放出来的SO2和NOx是形成酸雨的主要起始物（3分），其形成过程为

SO2 [O] SO3

SO3 H2O H2SO4

SO2 H2O H2SO3

H

2SO3 [O] H2SO4

NO [O] NO2

2NO2 H2O HNO3 HNO2

式中：[O]—各种氧化剂。

大气中的SO2和NOx经氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亚硝酸，这是造成降水pH降低的主要原因。除此之外，还有许多气态或固体物质进入大气对降水的pH也会有影响。降水的酸度是大气中酸性物质和碱性物质发生酸碱中和反应后平衡的结果。如果降水中酸量大于碱量，就会形成酸雨。 （3分）

2、影响农药在土壤中进行扩散的因素有哪些？举例说明。

答：（1）土壤水分的含量：Shearer 等对林丹在粉砂壤土中的扩散研究表明：干燥土壤中无扩散；含水4% 总扩散系数和气态扩散系数最大；含水4-20%气态扩散>50%；含水>30% 非气态扩散系数最大；含水<4% 随水分的增加，两种扩散系数都增加；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？

解：（1）求水A的总碳酸CT1：(2分) （3）求混合后的总碳酸CT和总碱度AT：(3分)

CT （CT1 CT2）/2 （7.344 0.9925）/2 4.168mmol/L

AT （AT1 AT2）/2 （6 1）/2 3.5mmol/L

（4）求混合后的 ：(3分)当pH 7 .0，查表得 1.224， 6.0mmol/L,由CT AT得：已知AT1

6.0mmol/L 7.344mmol/LCT1 1.224

（2）求水 B的总碳酸CT2：(2分）

当pH 8 .5，查表得 0.9925，

1.0mmol/L,由CT AT得：已知AT2

CT2 0.9925mmol/L

CT/AT 4.168/3.5 1.191当pH 7.1,查表得 1.178，pH 7.01.191 1.224 7.1 pH1.178 1.191解得：pH 7.07

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。

解：（1）求pE：111CO2 H e CH4 H2OpE 2.87

8 8 4

/8 1/8pE pE lg(p1

CO2[H]/pCH4)

2.87 lg[(（2）求Eh：0.351/8) 10 7] 4.160.65

.0590 . 25 E h 0 . 059 p E 0 ( 4 .16 ) V

3、 某水体中含有300mg/L的悬浮颗粒物，其中80%为细颗粒（d<50μm），有机碳含量

为8%，其余的粗颗粒有机碳含量为4%。已知苯并[α]芘的Kow为106。请计算该有机物的分配系数。

解：(1)求标化的分配系数Koc：

Koc 0.63Kow 0.63 106 6.3 105

KP Koc[0.2(1 wf)woc wfwoc]

4.1 104（2）求分配系数KP： s f 6.3 105 [0.2 (1 0.8) 0.04 0.8 0.08]

一、填空（20分，每空1分）

1、 污染物的性质和环境化学行为取决于它们的态 。

2、 污染物在环境中的、、归趋以及它们对生态系统的效应是环境化

学的重要研究领域。

3、 大气中的NO2可以转化成

4、 大气颗粒物的去除方式有和

5、 水环境中胶体颗粒物的吸附作用有、和专属吸附。

6、 有机污染物一般通过物富集和生物降解作用等过程进行迁移转化。

7、 天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低，因而表层水呈底泥呈 还原性 环境。

8、 一般天然水环境中，决定电位的的物质是境中，决定电位的物质是 有机物 。

9、 土壤是由气、液、固三相组成的，其中固相可分为。

10、 土壤具有缓和其定，称为土壤的缓冲性能。

二、不定项选择题（20分，每小题2分，每题至少有一个正确答案）

1、五十年代日本出现的痛痛病是由___A __污染水体后引起的。

A Cd B Hg C Pb D As

2、属于环境化学效应的是。

A热岛效应 B温室效应 C土壤的盐碱化 D噪声

3、以下因素可以诱发重金属从沉积物中释放出来？

A 盐度升高 B pH降低 C 增加水中配合剂的含量 D 改变氧化还原条件

4、五十年代日本出现的水俣病是由污染水体后引起的。

A Cd B Hg C Pb D As

5、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到的影响。 A风 B湍流 C天气形式 D地理地势

6、大气中HO自由基的来源有的光离解。

A O3 B H2CO C H2O2 D HNO2

7、烷烃与大气中的HO自由基发生氢原子摘除反应，生成。

A RO B R自由基 C H2O D HO2

8、两种毒物死亡率分别是M1和 M2, 其联合作用的死亡率M<M1+M2, 这种联合作用属于____D___。

A 协同作用 B 相加作用 C 独立作用 D 拮抗作用

9、根据Whitby的三模态模型，粒径_μm的粒子称为粗粒子模。

A <0.05 B >0.10 C >1.00 D >2.00

10、气溶胶中粒径____μm的颗粒，称为降尘。

A >10 B <5 C >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“×”）

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，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+。（ × ） 1、金属有机态的毒性往往小于无机态的毒性。 （ × ）

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： 引发反应 NO 2 h NO O

O O2 M O3 M

NO O3 NO2 O2

自由基传递反应

2RH HO RO2 H2O2`RCHO HO RC O O2 H2OOO2RCHO h RO2 HO2 CO2OHO2 NO NO2 HO

2RO2 NO NO2 R CHO HO2 O

终止反应

2RC O O2 NO NO2 RO2 CO2OHO NO2 HNO3RC O O2 NO2 RC O O2NO2

RC O O2NO2 RC O O2 NO2

2、已知Fe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Fe(OH)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：p[Fe3+]=3pH-4 2分 由反应方程式(3)和(1)，得：p[Fe(OH)2+]=2pH-1.84 2分 由反应方程式(3)和(2)，得：p[Fe(OH)2+]=pH+2.74 2分

由反应方程式(3)和(4)，得：p[Fe(OH)4-]=19-pH 2分 由反应方程式(3)和(5)，得：p[Fe(OH)24+]=2pH-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=8.9×10-8，K2=1.3×10-15，饱和时H2S的浓度为0.1mol/L） 3+Fe3 H2O Fe(OH)2 H Fe3 2H2O Fe(OH) 2 2HlgK1 2.16lgK2 6.74lgK3 38lgK4 23lgK5 2.91Fe(OH)3(s) Fe3 3OH Fe3 4H2O Fe(OH) 4 4H 2Fe3 2H2O Fe(OH)42 2H

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=8.9×10-8，K2=1.3×10-15

K1.2=[H+]2[S2-]/[H2S]= K1 K2 、2分

=1.16×10-22 1分

饱和时H2S的浓度为0.1mol/L

[H+]2[S2-]= K1.2 [H2S] 2分

=1.16×10-22×0.1=1.16×10-23=KSP′ 1分

[S2-]=KSP′/[H+]2

=1.16×10-23/10-18=1.16×10-5 2分

[Cd2+]= KSP/[S2-]

=7.9×10-27/1.16×10-5=6.8×10-22 2分

2、计算pE和Eh。

解：（1）求pE：111CO2 H e CH4 H2OpE 2.872分884

p E p E lg ( p 1 / 8 [ 1/ 8 2 分 CO2H]/pCH4)

0.351/8) 10 7] 4.162分0.65 （2）求Eh： 2.87 lg[(

Eh 0.059pE 0.059 ( 4.16) 0.25V4分

3、计算分配系数Kp。

解：lgKow=5.00-0.670 lg(Sw×103/M) 2分

=5.00-0.670 lg(0.05×103/192)

=5.39 1分

Kow=2.46×105 1分

Koc=0.63 Kow 2分

=0.63×2.46×105

=1.55×105 1分

Kp= Koc[0.2(1-f)XOCS+ fXOCf] 2分

=1.55×105[0.2(1-0.83) (0.01)+ 0.83×0.03]

=3.91×103 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

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. 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、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。

8.2-- Cl- -

9.CFC-11的分子式为 CFCl 。

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（Γ），对于逆温气层的大气垂直递减率 c 。

a．Γ﹥0 b. Γ=0 c. Γ﹤0

2.某一氧化-还原反应体系的标准电极电位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（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）、亚硝酸盐

b. 砷酸盐、Cr（Ⅵ）、Cu（Ⅱ）、硝酸盐

c. 砷酸盐、Cr（Ⅵ）、Cu（Ⅱ）、亚硝酸盐

d. 亚砷酸盐、Cr（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）、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．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0.2ūg/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。 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+hν→CFCl2+ Cl

CF2Cl2+ hν→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，α0=0.1834，α1=0.8162，α2=3.828×10，α=1.224；pH=8.0时，α0=0.02188，α1=0.9736，α2=4.566×10，α=1.018）（本小题10分） -3-4

解：总碱度＝KW/ [H+] + CT(α1 + 2α2) - [H+]

1{[总碱度] + [H+] - [OH-]} 1 2 2

1令α＝ 1 2 2CT＝

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＝α[碱度]

当pH＝7.0时，α1＝0.8162，α2＝3.828×10-4，则α＝1.224，CT ＝α[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

Δ[CO32-]，则有

CT + Δ[CO32-]＝α′｛[碱度] + 2Δ[CO32-]｝

解得，Δ[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，可得：

碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量：

Δ[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，K2=1.3×10，饱和水溶液中）。（本-8-15

小题7分）

解：H2S→H+HS Ka1=［H］［HS］/［H2S］ ［HS］= Ka1［H2S］/［H］

+2-+2--+22-HS-→H+S Ka2=［H］［S］/［HS］=［H］［S］/ Ka1［H2S］

2-+2-8-15-82-7［S］= Ka1* Ka2［H2S］/［H］=8.9×10×1.3×10×0.1/(10)=1.157×10mol/l

2+2-2+2-CdS→Cd+S Ksp= ［Cd］［S］

［Cd］= Ksp/［S］=7.9×10/1.157×10=6.8×10 mol/l 2+2--27-7-20+-+--+

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=4.9×10-7L/(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 = Ka[H+] + 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

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