環(huán)境化學(xué)課后題

1、11、何謂大氣溫度層結(jié)？答：靜大氣的溫度在垂直方向上的分布，稱為大氣溫度層結(jié)。2、逆溫現(xiàn)象對大氣中污染物的遷移有什么影響？答：逆溫對大氣垂直對流運(yùn)動形成巨大障礙，地面氣流不易上升，使地面污染源排放出來的污染物難以借氣流上升而擴(kuò)散。3、何謂大氣垂直遞減率和干絕熱垂直遞減率？如何用其判斷大氣穩(wěn)定度？答：隨高度升高氣溫的降低率稱為大氣的垂直遞減率，用表示。干空氣在上升時溫度降低值與上升高度的比，稱為干絕熱垂直遞減率，用?表示。若，大氣是不穩(wěn)定

2、的；=，大氣處于平衡狀態(tài)。d??d??d??d?4、影響大氣中污染物遷移的主要因素是什么？答：主要有空氣的機(jī)械運(yùn)動，如風(fēng)和湍流，由于天氣形勢和地理地勢造成的逆溫現(xiàn)象，以及污染物本身的特性等。5、大氣中有哪些重要的吸光物質(zhì)？其吸光特征是什么？答：①氧分子和氮分子：240nm以下的紫外光可引起O2的光解；N2只對低于120nm的光有明顯的吸收。②臭氧：主要吸收來自太陽波長小于290nm的紫外光。③NO2：是城市大氣中重要的吸光物質(zhì)，在低層大

3、氣中可以吸收全部來自太陽的紫外光和部分可見光。④亞硝酸和硝酸：HNO2可以吸收300nm以上的光而離解；HNO3對于波長120~335nm的輻射均有不同程度的吸收。⑤二氧化硫：由于SO2的鍵能較大，240~400nm的光不能使其離解，只能生成激發(fā)態(tài)的SO2參與許多光化學(xué)反應(yīng)。⑥甲醛：對260~360nm波長范圍的光有吸收，醛類的光解是大氣中HO2的重要來源之一。⑦鹵代烴：以鹵代甲烷對大氣污染化學(xué)作用最大，在紫外光照射下，其鹵素原子離解；

4、若鹵代甲烷中含有一種以上的鹵素，則斷裂的是最弱的鍵；高能量的短波長紫外光照射，可能發(fā)生兩個鍵斷裂，應(yīng)斷兩個最弱鍵；即使是最短波長的光，三鍵斷裂也不常見。6、太陽的發(fā)射光譜和地面測得的太陽光譜有何不同？為什么？答：因為在太陽光到達(dá)地面的過程中，大氣中的各種物質(zhì)對太陽光進(jìn)行了不同程度的吸收。（書上沒有答案，個人猜測）7、大氣中有哪些重要自由基？其來源如何？（書上有很多反應(yīng)方程式，很麻煩，沒有一一列出）答：①HO：主要來自于O3、HNO2的光

5、離解，以及H2O2的光離解。②HO2：主要來源于醛的光離解，尤其是甲醛；亞硝酸酯和H2O2的光解也會導(dǎo)致生成HO2。③R：大氣中存在量最多的烷基是甲基，主要來源于乙醛和丙酮的光解；O和HO與烴類發(fā)生H摘除反應(yīng)時也可生成烷基自由基。④RO：甲烷基主要來源于甲基亞硝酸酯和甲基硝酸酯的光解。⑤RO2：過氧烷基都是由烷基與空氣中的氧氣結(jié)合而形成的。8、大氣中有哪些重要含氮化合物？說明它們的天然和人為來源及對環(huán)境的污染。答：大氣中主要含氮化合物有

6、N2O、NO、NO2、NH3、HNO2、HNO3、亞硝酸酯、硝酸酯、亞硝酸鹽、硝酸鹽和銨鹽等。氧化亞氮（N2O）：主要來自天然源，即環(huán)境中的含氮化合物在微生物作用下分解而產(chǎn)生，其惰性很大，在對流層中穩(wěn)定，但進(jìn)入平流層中會吸收紫外光光解產(chǎn)生NO，會對臭氧層起破壞作用。土壤中的含氮化肥經(jīng)微生物分解可產(chǎn)生N2O，這是人為產(chǎn)生N2O的原因之一。大氣污染化學(xué)中所說的氮氧化物通常主要指一氧化氮和二氧化氮，用NOx表示。它們的天然源主要是生物有機(jī)體腐

7、敗過程中微生物將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NO，NO繼續(xù)被氧化為NO2。另外，有機(jī)體中的氨基酸分解產(chǎn)生的氨也可被HO氧化成NOx。NOx的人為來源主要是礦物燃料的燃燒。城市大氣中的NOx主要來自汽車尾氣和一些固定排放源。礦物燃料燃燒過程中所產(chǎn)生的NOx以NO為主，通常占90%以上，其余為NO2。9、敘述大氣中NO轉(zhuǎn)化為NO2的各種途經(jīng)。答：①以O(shè)3為氧化劑：NOO3→NO2O2②在HO與烴反應(yīng)時，HO可從烴中摘除一個H而形成烷基自由基，該自由基與大氣

8、中的O2結(jié)合生成RO2。RO2具有氧化性，可將NO氧化成NO2：RHHO→RH2O2→RO2NORO2→NO2RO③上一步生成的RO可進(jìn)一步與O2反應(yīng)，O2從RO中靠近O的次甲基中摘除一個H，生成HO2和相應(yīng)的醛：ROO2→R’CHOHO2HO2NO→HONO23330mLm3與純水的平衡：CO2(g)H2OCO2H2OHK??????CO2H2OHHCO31K??????HCO3HCO322K??????式中：KH——CO2水合平衡常

9、數(shù)，即亨利系數(shù)；K1，K2——分別為二元酸CO2H2O的一級和二級電離常數(shù)。它們的表達(dá)式為：222[]HCOCOHOKp??3122[][][]HHCOKCOHO????2323[][][]HCOKHCO????各組分在溶液中的濃度為：[CO2H2O]=KH2COp211223[][][][]HCOKKpKCOHOHCOHH??????21222332[][][][]HCOKKKpKHCOCOHH??????按電中性原理有：[H]=[O

10、H][HCO3]2[CO32]將[H]、[HCO3]和[CO32]代入上式，得：2211222[][][][]HCOHCOWKKpKKKpKHHHH???????[H]3（KwKHK1）[H]2KHK1=02COp2COp式中：——CO2在大氣中的分壓；2COpKw——水的離子積。在一定溫度下，Kw、KH、K1、K2、都有固定值，并可測得。將這些已知數(shù)值代入上式，計算結(jié)果得pH=5.6。2COp多年來國際上一直將此值看作未受污染的大氣水

11、pH的背景值。把pH為5.6作為判斷酸雨的界限。PH小于5.6的降雨稱為酸雨。19、論述影響酸雨形成的因素。答：（1）酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件：降水酸度的時空分布與大氣中SO2和降水中SO42濃度時空分布存在著一定的相關(guān)性。即某地SO2污染嚴(yán)重，降水中SO42濃度就高，降水的pH就低。（2）大氣中的氨：降水pH決定于硫酸、硝酸與NH3以及堿性塵粒的相互關(guān)系。NH3是大氣中唯一的常見氣態(tài)堿。由于它易溶于水，能與酸性氣溶膠或雨水中的酸起

12、中和作用，從而降低了雨水的酸度。在大氣中，NH3與硫酸氣溶膠形成中性的硫酸銨或硫酸氫銨。SO2也可由于與NH3反應(yīng)而減少，從而避免了進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成硫酸。有人提出，酸雨嚴(yán)重的地區(qū)正是酸性氣體排放量大并且大氣中NH3含量少的地區(qū)。（3）顆粒物酸度及其緩沖能力：顆粒物對酸雨的形成有兩方面的作用：一是所含的金屬可催化SO2氧化成硫酸；二是對酸起中和作用。如果顆粒物本身是酸性的，就不能起中和作用。研究結(jié)果表明，無酸雨地區(qū)顆粒物的pH和緩沖能力均高于