环境化学课后作业

发布 2022-06-30 18:25:28 阅读 5095

第一章。

一、思考题。

1 . 什么是地球环境? 其所及空间范围包含地球的哪些部分?

什么是环境要素? 化学物质释入环境后, 与之相遇并发生作用的最主要的环境要素有哪些? 可能发生的作用又有哪些?

2 . 用文字简要描述到达地球表面的太阳辐射的状况。地球表面接收到的太阳能如何在地表和生物圈内进一步流动?

3 . 由自然因素或人为因素引发的环境问题各有哪些特点? 考虑到当前由人为因素引起的环境污染问题日益严重, 是否应该在今后实施极端严厉的环境控制政策? 为什么?

4 . 什么是污染物? 什么是沾染物? 两者间有何区别? 什么是毒物? 什么是毒剂? 两者间有何区别?

5 . 消化道中大肠杆菌对人是无害的, 但进入水体后, 为何说水被污染了?

6 . 空气中乙烯浓度为1×10 - 9 ( 体积分数) 时, 对兰花的干萼有损害作用, 但对极大多数其他生物无害, 也不触发人的嗅觉, 当浓度达到0 .1%时, 对水果有催熟作用; 含2 .

7%乙烯的混合空气有**性。此外, 处于天然成熟过程的水果能释出乙烯; 内燃机排气中也含乙烯。综合以上情况, 是否可以断言乙烯是一种空气污染物?

根据是什么?

7 . 二氧化碳在人体中是一种正常的代谢产物。如果因控制失当使潜艇座舱空气中co2 浓度达到20% ,则会引起工作人员中毒身亡的后果。

试问这种“毒性”缘何而起? 另外, 对植物来说, 是否可认为超常高浓度的氧气是一种污染物乃至是一种毒剂?

8 . 引起水体、大气、土壤污染的主要化学物质各有哪些?

9 . 怎样理解我们对环境化学学科所下的定义? 从实用观点看, 它的主要任务和内容有哪些? 其研究方法有何特点?

二、计算题。

1 . 将表1 -2中生物圈内各元素的质量组成百分数换算成原子组成百分数。

2 . 甲硫醇(ch3 sh) 在t1 = 34 .8℃时的蒸气压p1 = 13 .

33 kpa , t2 = 7 .9℃时的p2 = 53 .32 kpa。

求它的正常沸点tb 值。

3 . 求温度为25℃时氯仿的饱和蒸气压。已知蒸气压计算公式p = 133 .

3×10( a - b/ t) (pa) ,式中a、b 是由化合物本身性质决定的常数, 包括氯仿在内的各种化合物的a、b 值可从书后参考资料2中查获。

4 . 已知气体黏度计算公式μ=t1 .5/m(t + b)×10 - 6 [g/ (cm·s) ]其中t 为绝对温度, m 和b 为常数。

又已知co2的m 和b 值分别为0 .065 和14 .7 , 求其在0℃时的黏度。

( 读者试设计一个可用以确定m 和b 值的实验方案)

5 . 在25℃ ,ph = 8 .4 的水溶液中, 总氰浓度ct = 10 - 3 mol/ l , 求其中[ hcn]和[cn - 浓度各为多少( 读者可从3 .

6 .4 .1得到计算公式, 并试自查资料以获得解题所需hcn 离解常数的数据) ?

6 . 氯仿的水解反应速率常数kh = 7 .13×10 - 10 min - 1 , 求其以年为单位的半衰期。已知氯仿水解属于一级。

第二章。一、思考题。

1 . 定性解释从地面到外逸层底部气温随高度变化的规律。

2 . 地面气温比对流层温度高, 举出与此相关的三个原因。

3 . 何谓“大气窗户”? 对于地球长波辐射来说, 是否也如太阳短波辐射一样存在着“大气窗户”?

4 . 大气组分浓度表示法的复杂性表现在哪些方面? 大气微量组分的常用浓度单位有哪些?

5 . 存在于大气中的水物质有哪些方面重要的环境意义?

6 . 试述大气中颗粒物的**和归宿。大气颗粒物对环境产生什么不良影响? 为什么大气中0 .1μm 左右的气溶胶粒子比更小或更大颗粒物更难以消除?

7 . 什么是自由基? 它们有何特性? 举例说明大气中ho·自由基的产生和消除过程。为何在对流层中不能产生自由氧原子?

8 . 森林、沼泽地、海面或都市大气中分别富有哪些特征性气体组分? 又发生哪些主要的大气化学反应?

9 . 什么是空气污染指数? 阅读你所在城市报载的空气质量预报, 并深切理解其中内容。

10 . 大气点污染源和非点污染源在排污特点方面有何相异之处? 它们中哪一类较易控制? 举例说明之。

11 . 作为两种大气污染源, 燃煤和汽车可分别产生哪些污染物? 它们又分别通过什么化学过程产生?

12 . 初生污染物和次生污染物间有何区别和联系? 举例说明之。

13 . 空气污染物量一般只占大气总物量很小比例, 为什么往往引起很严重污染问题? 一般说来, 大气污染物对环境会产生什么不良影响?

14 . 污染物释入大气后, 它在大气中的浓度受哪些因素影响?

15 . 何谓干沉积速度? 何谓干沉积率? 两概念间有何区别和联系?

16 . 试用文字和公式表述亨利定律的内容。在实际运用亨利定律时需注意哪些方面? 污染物在大气中湿沉积过程与亨利定律间有何联系?

17 . 为什么so2 在水中溶解度比n2 或o2 大许多倍? 如何理解像so2 之类的能形成电解质溶液的气体溶解过程也符合亨利定律?

共存于空气中的nh3 对so2 在大气水中的溶解产生什么影响? 为什么?

18 . 详读教材2 .6 .3 .3 , 归纳出有关nox 在水中溶解过程的若干要点。

19 . 分子吸收光子后处于激发态, 此后会有哪几种可能的退激过程? 结果如何?

20 . 什么是光离解反应? 什么是光氧化反应? 两类反应各有何特点? 分别举例说明之。

21 . 一般说来, 对大气污染物的防治方法有哪些? 举例说明这些方法所依据的原理。

二、计算题。

.013×105 pa 下的空气密度为多少? 假定空气中含n2 79% ,含o2 21% ,不计其他组分, 求空气的平均相对分子质量。

2 . 已知20℃时水的饱和蒸汽压为2337 pa , 水的摩尔蒸汽热δhv = 4 .5×104 j/ mol , 求0℃时水的饱和蒸汽压。

3 . 25℃和1 .013×105 pa 条件下收集12 .0 l 空气样品并干燥之, 此后精确测得其体积为11 .50 l , 问原空气样品中水的质量百分含量是多少?

4 . 按法规, 对大气中so2 的控制浓度为365μg/ m3 , 这相当于以[10 - 6 ( 体积分数) ]为单位的浓度值是多少(以0℃和1 .013×105 pa 条件下计) ?

5 . 已知地球半径为6 .4×103 km, 在距地面20 km~40 km 的空间层内压力为1 317 pa , 温度为- 20℃ (平均值) ,存在o3 的总质量为2×1015 g , 试计算o3 的以[10 - 6 (体积分数) ]为计量单位的平均浓度为多少?

6 . 大流量空气颗粒物采样器中过滤膜重量为10 .00 g , 经过24h 采样后, 增重至10 .

10 g , 在采样开始和结束时的空气流速分别为1 .8 m3/ min 和1 .0 m3/ min , 求采样点空气中的颗粒物浓度。

7 . 在 .013×105 pa 条件下, 有相对分子质量为m、相对密度为ρ( g/ cm3 ) 体积为b(μl) 的某低沸点纯试剂, 将其放在容积为v( cm3 ) 的真空瓶中气化后再充入空气, 求由此制得标准试样的以[ 10 - 6 ( 体积分数) ]为单位的浓度表达式。

8 . 某种颗粒物在大气中的产生量为200×106 t/ a , 滞留时间为2 d , 求它在大气中的浓度(已知大气总质量为5 .2×1015 t , 有关滞留时间的定义见3 .

2) 。

9 . 大气中ho·自由基的主要发生反应o( g) +h2 o( g ) 2ho·( g) 是一个二级反应, 在27℃时的反应速率常数k = 2 .8×10 - 3 l / mol·s) ,反应活化能e = 77 kj/ mol , 应用阿仑尼乌斯公式计算温度为- 4℃、高空3 km 处的速率常数。

10 . 某城市可吸入颗粒物的日平均浓度值为0 .182 mg/ m3 , 求其污染分指数及空气质量等级。

11 . 已知燃煤的质量百分组成为77 .2%c, 5 .

2% h , 1 .2% n , 2 .6% s, 5 .

9% o, 7 .9%灰分, 求经燃烧后产生烟气的气体组成。假定n2 是烟气中唯一含氮物。

12 . 按化学计量, 气态的cx hy 烃与空气( 含n2/ o2 的摩尔比设定为3 .76) 混合燃烧, 且假定n2 不参与反应, 问1 mol 燃料完全燃烧需空气多少摩尔( 用f 表示) ?

生成的烟气又是多少摩尔( 用m 表示) ?假定。

f [用10 - 6 ( 体积分数) 为单位] 是1 mol 燃料经过不完全燃烧后燃料的残余摩尔数, 则烟气中残余燃料浓度λ[用10 - 6 ( 体积分数) 为单位] 是f、m、f 的函数, 试写出λ的表达式。

13 . 某厂锅炉每小时耗用100 kg 含18%( 质量分数) 不可燃灰分的煤, 产出煤渣16 kg/ h , 其中含燃料成分6%( 质量分数) 。另有从烟道中逸出的烟气, 内中烟尘部分含燃料成分2 .

5% (质量分数) ,求每小时排入大气的烟尘量为多少?

14 . 已知温度为273 k 时空气的黏度和密度分别为170 μg/ (cm· s ) 和0 .001 3 g/ cm3 , 求粒径d = 1 μm 的细菌类颗粒物在空气中的沉降速度(颗粒物密度为2 .

0 g/ cm3 )

15 . 为测定某地区降尘量, 一名学生取一面积为40 cm2 的敞口烧杯, 放入半杯水并在烧杯口罩上滤片, 放在空地上一个月后蒸去水, 称量得残渣量为20 mg , 计算以g/ (m2 ·a) 为单位的降尘量。

16 . 计算25℃、ph = 8 .0 的h2 so3 水溶液中, so2 -3 在[s(ⅳ)总浓度中所占的浓度分数为多少?

17 . 到达地球表面的太阳辐射最短波长为290 nm, 问大气中so2 分子在吸收该波长光量子后, 能否引起分子中s—o 键断裂? 已知键能为5 .

64×105 j/ mol。

第三章。一、思考题。

1 . 为什么水的分子结构特别牢固, 以致在地球环境条件下长久存在而不分解?

2 . 为什么在水分子间能产生氢键缔合? 在数值上, 水的氢键键能比起共价键键能不足120 倍, 为什么氢键的存在会成为水的诸多特异性质的决定因素?

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