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《环境化学》打印(戴树桂_第二版)课后习题解答

《环境化学》打印(戴树桂_第二版)课后习题解答
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《环境化学》(戴树桂第二版)课后部分习题解答

第一章绪论

1、环境问题:全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象,称为环境问题。原生环境问题:自然力引发,也称第一类环境问题,火山喷发、地震、洪灾等。次生环境问题:人类生产、生活引起生态破坏和环境污染,反过来危及人类生存和发展的现象,也称第二类环境问题。目前的环境问题一般都是次生环境问题。生态破坏:人类活动直接作用于自然生态系统,造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变,如草原退化、物种灭绝、水土流失等。当今世界上最引人注目的几个环境问题温室效应、臭氧空洞、酸雨等是由大气污染所引起的。

2、环境污染:由于人为因素使环境的构成状态发生变化,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。造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三个方面,其中化学物质引起的约占80%~90%。环境污染物定义: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。污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态。(五十年代日本出现的痛痛病是由镉Cd 污染水体后引起的;五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的)

重要污染物

(1)元素:Cr,Hg,As,Pb,Cl

(2)无机物:CO,NOx,SO2,KCN

(3)有机化合物和烃类:烷烃(饱和)、芳香烃(苯环)、不饱和非芳香烃(不饱和,不带苯环)、多环芳烃

(4)金属有机和准金属有机化合物:四乙基铅、三丁基锡

(5)含氧有机化合物:环氧乙烷、醚、醇、醛、酮、酚、有机酸等

(6)有机氮化合物:胺、腈、硝基苯、三硝基苯(TNT)

(7)有机卤化物:氯仿(四氯化碳)、PCBs、氯代二恶英、氯代苯酚

(8)有机硫化合物:硫醇类(甲硫醇)、硫酸二甲酯

(9)有机磷化合物:有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯

按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等;按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物;按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。优先控制污染物:概念:基于有毒化学物的毒性、自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素,从多种有机物中筛选出的优先控制物

3、自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏,从而导致环境系统的结构和功能发生变化,称为环境效应。分为自然环境效应和人为环境效应。

按环境变化的性质划分,(1)环境物理效应:由物理作用引起的环境效应即为环境物理效应。(2)环境化学效应:在各种环境因素影响下,物质间发生化学反应产生的环境效应即为环境化学效应。(3)环境生物效应: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。

4污染物迁移:是指污染物在环境中的空间位移以及其所导致的污染物富集、分散和消失的过程。

5污染物转化:是指污染物在环境中通过物理、化学或生物作用导致存在形态或化学结构转变的过程。

6我国环境污染面临的挑战:

随着社会经济快速发展、城市化进程加速和人民生活水平迅速提高,今后10-20年我国环境保护和污染防治将面临更大的挑战。

?快速的经济增长-污染防治压力越来越大

?小康社会生活水平-环境质量的要求越来越高

?发达国家技术进步-国际环境标准越来越严格

7、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。迁移有机械迁移、物理-化学迁移、生物迁移

污染物转化:是指污染物在环境中通过物理、化学或生物作用导致存在形态或化学结构转变的过程。污染物质在环境中的三大转化途径为:化学转化、光化学转化和生物转化。

8、环境化学研究特点:(1)以微观研究宏观:从原子、分子水平,研究宏观环境圈层中环境现象和变化机制;(2)研究对象复杂:既有人为来源的也有天然来源的,处于环境开放体系内,多种环境因素同时相互作用,其研究需要多学科的结合。(3)物质水平低:mg/kg(ppm,10-6)、ug/kg(ppb,10-9)

种类体积百分比(% )

N278.08

O220.95

Ar0.93

CO20.03

其它(Ne、He、Kr、H

等)0.01

2

H2O可变

1、大气成分

2、大气层的结构:对流层、平流层、中间层、热层、逸散层

对流层特性:由于对流层大气的重要热源来自于地面长波辐射,因此离地面越近气温越高;离地面越远气温则越低。在对流层中,高度每增加100m,气温降低0.6℃。云雨的主要发生层,赤道厚两极薄。平流层特征:在平流层内,大气温度上热下冷,空气难以发生垂直对流运动,只能随地球自转产生平流运动,平流层气体状态非常稳定。在平流层内,进入的污染物因平流运动形成一薄层而遍布全球。中间层特征:在中间层中,由于层内热源仅来自下部的平流层,因而气温随高度增加而降低,温度垂直分布特征与对流层相似;由于下热上冷,空气垂直运动强烈。热层特征:在热层中,温度随高度增加迅速上升。热层空气极稀薄,在太阳紫外线和宇宙射线辐射下,空气处于高度电离状态,该层也可以称为电离层。逸散层:800km以上高空;空气稀薄,密度几乎与太空相同;空气分子受地球引力极小,所以气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去。

3、逆温由于过程的不同,可分为近地面的逆温、自由大气逆温。

近地面的逆温:辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温

自由大气逆温:乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温

逆温的危害:在对流层中,由于低层空气受热不均,能够使气体发生垂直对流运动,致使对流层上下空气发生交换。通过垂直对流运动,污染源排放的污染物能够被输送到远方,并由于分散作用而使污染物浓度降低。逆温现象经常发生在较低气层中,这时气层稳定性特强,对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用,对大气垂直流动形成巨大障碍,地面气流不易上升,使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散。

4、气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关。

5、大气污染源:自然因素:火山喷发:排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物;森林火灾:排放出CO、CO2、SO2、NO2;自然尘(风砂、土壤尘);海浪飞沫:颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐。人为因素:工厂企业废气排放;交通运输:飞机、机动车、轮船尾气;燃油燃煤(农村炉灶);农业活动(农药喷洒)。

6、大气中有哪些重要污染物及分类

定义:大气污染物是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质。城市中影响健康的主要大气污染物是二氧化硫(及进一步氧化产物三氧化硫、硫酸盐)、悬浮颗粒物(烟雾、灰尘、PM10、PM2.5、PM1.0)、氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机化合物(碳氢化合物和氧化物)、臭氧、铅和其他有毒金属。

分类:大气污染物按存在形式分可分为气态污染物和颗粒态污染物;大气污染物按形成过程又可以分为一次污染物和二次污染物。一次污染物:是指由污染源直接排入大气环境中且在大气中物理和化学性质均未发生变化的污染物,又称为原发性污染物:二次污染物:指由一次污染物与大气中已有成分或几种污染物之间经过一系列的化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物,又称为继发性污染物。

7、重要污染物来源及消除途径

二氧化硫:燃烧。降水清除:雨除、冲刷;气相或液相氧化成硫酸盐;土壤:微生物降解、物理和化学反应、吸收;植被:表面吸收、消化摄取;海洋、河流:吸收

硫化氢:火山喷射、海水浪花、生物活动等。氧化为二氧化硫(写去除反应)

臭氧:在植被、土壤、雪和海洋表面上的化学反应

氮氧化物:燃烧、尾气排放。土壤:化学反应;植被:吸收、消化摄取;气相或液相化学反应

一氧化碳:不完全燃烧。平流层:与OH自由基反应;土壤:微生物活动;二氧化碳植被:光合作用,吸收;海洋:

吸收

甲烷:燃烧、泄露、发酵。土壤:微生物活动;植被:化学反应、细菌活动;对流层及平流层:化学反应

碳氢化合物:向颗粒物转化;土壤:微生物活动;植被:吸收、消化摄取

8、影响大气污染物迁移的因素

由染源排到大气中的污染物的迁移主要受到空气的机械运动、由天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染物本身的特性。

9、基本气象要素:气温、气压、湿度、风、云量

10、燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关

11、CFC-11和Halon1211d 分子式分别为 CFCl3 和 CF2ClBr

12、大气中的CH4主要来自煤、石油、天然气的排放。

13、大气中有哪些重要自由基?其来源如何?(产生:热裂解法、光解法、氧化还原法)

大气中主要自由基有:HO、HO2、R、RO2

HO的来源:①O3的光解:O3+hr O+O2

O+H2O 2HO

② HNO2的光解: HNO2 +hr HO +NO

③ H2O2的光解: H2O2 +hr 2HO

清洁大气中HO.来源是O3,污染大气来源是HNO3和H2O。

HO2的来源:①主要来自醛特别是甲醛的光解

H2CO +hr H + HCO

H + O2 + M

HO2 + M

HCO + O2 +M HO2 + CO + M

②亚硝酸酯的光解:CH3ONO +hr

CH3O + NO

CH3O + O2HO2 + H2CO

③H2O2的光解:H2O2+hr 2HO

HO + H2O2HO2 + H2O

R的来源:RH + O R + HO

RH + HO R + H2O

CH3的来源:CH3CHO的光解 CH3CHO +hr C H3 + CHO

CH3COCH3的光解 CH3COCH3 +hr CH3 + CH3CO

CH3O的来源:甲基亚硝酸酯的光解 CH3ONO +hr CH3O + NO

甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 +hr CH3O + NO2

RO2的来源:R + O2RO2

14、叙述大气中NO转化为NO2的各种途径。

①NO + O3NO2 + O2

② HO + RH R + H2O

R + O2RO2

NO + RO2NO2 + RO

RO + O2R`CHO + HO2(R`比R少一个C原子)

NO + HO2 NO2 + HO

15、氮循环主要通过同化、氨化、硝化和反硝化等四个生物化学过程完成。

16、分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称光化学反应,大气光化学反应分为初级过程和次级过程。(光化学第一定律)当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂,即光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应。其次,为使分子产生有效的光化学反应,光还必须被所作用的分子吸收,即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱,才能产生光化学反应。(光化学第二定律)光被分子吸收的过程是单光子过程,由于电子激发态分子的寿命<10-8s,在如此短的时间内,辐射强度比较弱的情况下,只可能单光子过程,再吸收第二个光子的几率很小。

17、大气中重要吸光物质的光离解

(1) O2、N2的光离解

?

+?

+O

O

h

2

?

+?

+N

N

h

2

N 2的光离解限于臭氧层以上 (2) O 3的光离解

(3)NO 2的光离解

据称是大气中唯一已知O3的人为来源 (4) HNO 2、 HNO 3的光解

初级过程

次级过程 HNO 2的光解是大气中HO 的重要来源之一。 (5) 甲醛的光离解

初级过程 对流层中由于有O 2的存在,可进一步反应

醛类光解是氢过氧自由基(H02 · )的主要来源 (6)卤代烃的光解

如果有一种以上的卤素,则断裂的是最弱的键。 CH 3-F> CH 3-H> CH 3-Cl> CH 3-Br> CH 3-I

18、含有NOx 和CH 化合物等一次污染物的大气,在阳光的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。(控制:控制反应活性高的有机物的排放;控制臭氧的浓度)

特征:蓝色烟雾,强氧化性,具有强刺激性,使大气能见度降低,在白天生成傍晚消失, 高峰在中午。 光化学烟雾形成的简单机制

光化学烟雾形成反应是一个链反应,链的引发主要是NO 2的光解。 引发反应:

自由基传递:

碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因:

过氧酰基 终止:

19、说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。

2

3O O h O +?→+ν?+→+O NO h NO ν232O M O O →++?NO

HO h HNO +?→+ν2

2

2NO H h HNO +?→+ν2HNO NO HO →+?3

2222HNO NO HO NO O H HNO HO →+?+→+?CO H h HCHO HCO H h HCHO +→+?+?→+2νν?→+?22HO O H CO

HO O HCO +?→+?222

23322O NO O NO M

O M O O O NO h NO +→++→++??

+→+ν()()22222222222222

2

2

CO RO NO NO O O RC RO NO NO RO HO NO NO HO CO

HO RO h RCHO O H O O RC HO RCHO O

O

O

+?+→+??+?→?+??

+→+?+?+???→?++??→??+νO

H RO HO RH O

222

+??→??+32HNO NO HO →+?()()()()2

2222

222NO O O RC NO O O RC NO O O RC NO O O RC +?→→+?

烷烃可与大气中的HO和O发生摘氢反应。

RH + HO R + H2O

RH + O R + HO

R + O2RO2

RO2+ NO RO + NO2

RO + O2R`CHO + HO2

RO + NO2RONO2

另外:RO2 + HO2ROOH + O2

ROOH +hr RO + HO

稀烃可与HO发生加成反应,从而生成带有羟基的自由基。它可与空气中的O2结合成相应的过氧自由基,由于它有强氧化性,可将NO氧化成NO2,自身分解为一个醛和CH2OH。如乙烯和丙稀。

CH = CH + HO CH2CH2OH

CH3CH = CH2CH3CHCH2OH + CH3CH(OH)CH2

CH2CH2OH + O2CH2(O2)CH2OH

CH2(O2)CH2OH + NO CH2(O)CH2OH + NO2

CH2(O)CH2OH CH2O + CH2OH

CH2(O)CH2OH + O2HCOCH2OH + HO2

CH2OH + O2H2CO + HO2

稀烃还可与O3发生反应,生成二元自由基,该自由基氧化性强,可氧化NO和SO2等生成相应的醛和酮。光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解,而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO2,因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位。

20、硫酸烟雾型污染:由于煤燃烧而排放出来的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。SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁、氨的催化作用而加速,硫酸烟雾型污染属于还原性混合物,称还原性烟雾。SO2滴的催化氧化速度与金属离子浓度、PH、温度有关。

21、硫酸烟雾(伦敦型烟雾)与光化学烟雾(洛杉矶烟雾)的比较:硫酸烟雾是还原型烟雾,发现较早,已出现多次,燃煤产生,冬季,低温高湿度弱光照,白天夜间连续;光化学烟雾是氧化型烟雾,发现较晚,汽车尾气,夏秋季,高温低湿度强光照,白天。

22、二氧化硫的氧化:直接光氧化、被自由基氧化、被氧原子氧化

23、酸雨:雨水的pH值约为5.6,可看作未受污染的大气降水的pH背景值,并作为判断酸雨的界限。影响酸雨形成的因素主要有:酸性污染物的排放及其转化条件。大气中NH3的含量及其对酸性物质的中和性。大气颗粒物的碱度及其缓冲能力。天气形势的影响。降水的化学组成:大气中固定成分、无机物、有机物、光化学反应物、不容物。酸雨化学组成:硫酸硝酸钙离子。锰铜矾催化。

24、酸雨的主要成分是什么?其产生的主要机制?酸雨的主要危害有哪些?如何控制?

酸雨中含有多种无机酸和有机酸,主要是硫酸和硝酸。

酸雨多成于化石燃料的燃烧:

⑴S→H2SO4S+O2(点燃)=SO2

SO2+H2O=H2SO3(亚硫酸)

2H2SO3+O2=2H2SO4(硫酸)

总的化学反应方程式:

S+O2(点燃)=SO22SO2+2H2O+O2=2H2SO4

⑵氮的氧化物溶于水形成酸:

a.NO→HNO3(硝酸)

2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO

总的化学反应方程式:

4NO++2H2O+3O2=4HNO3

b.NO2→HNO3

总的化学反应方程式:

4NO2+2H2O+O2=4HNO3

危害:酸雨可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会使土壤酸化,抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化;还可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重

金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体健康。

控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。 目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有: 1、原煤脱硫技术2、优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和天然气等。 3、改进燃煤技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。5.开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等,

25、CO 2象温室的玻璃一样,允许太阳光中可见光照射到地面,并阻止地面重新辐射的红外光返回外空间,CO 2起单向过滤器作用,大气中CO 2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,这种现象称为温室效应。能引起温室效应的气体称温室气体。有二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、四氯化碳和氟氯烃 CFC 11,CFC 12等都是温室气体。

26、温室效应机理及危害?由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳等温室气体进入大气造成的。二氧化碳等温室气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来。它会带来以下列几种严重恶果: 1) 地球上的病虫害增加; 2) 海平面上升; 3) 气候反常,海洋风暴增多; 4) 土地干旱,沙漠化面积增大。

27、为加强世界范围内温室气体的控制,1997年12月世界一百四十多个国家和地区通过的 京都议定书 协议于05年2月16日正式生效。

28、消耗臭氧层物质(ODP)既有天然源,又有人工源。其人工源主要包括: 哈龙、 氟利昂 、 氟氯烃等物质 臭氧层破坏的化学机理: 平流层O 2光解, 臭氧层形成:(平流层中氮氧化物来源:一氧化二氮的氧化、超音速和亚音速飞机的排放、宇宙射线的分解,还有HOx.CIOx.)

总反应 臭氧的消耗:

(光解)

2

32O O O →?+(生成O 3的逆反应)

当水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等进入平流层后加速O 3 的消耗,起到催化的作用。 导致臭氧层破坏的催化反应过程:

总反应

Y - 直接参加破坏O 3的催化活性物种,包括NO X 、HO X · 、ClO X ·等

29、大气:各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系,也是气溶胶体系。气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物(分散性、凝聚性、形成气溶胶性)。 颗粒物的去除途径:干沉降、湿沉降

干沉降:指颗粒物在重力作用下的沉降,或与其它物体碰撞后发生的沉降。

湿沉降:是指通过降雨、降雪等降水过程而使大气颗粒物发生沉降的过程。其是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法。湿沉降包括雨除和冲刷两种机制。 大气颗粒物的分类:总悬浮颗粒物(TSP ):粒径一般在100 μ m 以下。飘尘:长期漂浮在大气中、 粒径小于10 μ m 的悬浮物,又称为可吸入粒子。降尘:粒径大于10微米以上的、由于重力作用能沉降下来的微粒。可吸入粒子小于10 μ m 。

30、大气颗粒物(分为无机颗粒物和有机颗粒物)的三模态:根据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模,并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿。爱根核模(Dp<0.05μm)、积聚模(0.05 μm< Dp <2 μm)、粗粒子模( Dp >2 μm)

31、颗粒物的表面性质:成核作用、粘合、吸着

成核作用:过饱和蒸汽在颗粒物表面凝结成液滴。粘合:粒子彼此相互间紧紧粘合或在固体表面上粘合,是小颗粒形成较大凝聚体最终沉降的过程。离子粘合,静电除尘。吸着:气体或蒸汽吸附在颗粒物表面(Adsorption )。 32、有机污染物一般通过 吸附作用 、 挥发作用 、水解作用 、光解 和生物富集和降解等过程进行迁移转化。

33、环境污染物有哪些类别?主要的化学污染物有哪些?

按环境要素可分为:大气污染物、水体污染物和工业污染物。

?→+O hv O 22M

O M O O +→++?32222)243(nm <λ3223O h O →+ν?

+→+O O h O 23ν2

3O YO O Y +?→+?2O Y O YO +?→+?232O O O →+

按污染物的形态可分为:气态污染物、液态污染物和固体污染物;

按污染物的性质可分为:化学污染物、物理污染物和生物污染物。

第二章:大气环境化学

1大气的重要性体现在哪些方面:

?生命养育功能:大气是生物所需O2和植物所需CO2的源泉;是固氮菌和制造氨的植物所需氮的供应源;是水循环的一个重要环节,能够把水从海洋输送到陆地,起着巨大冷凝器的作用。

?巨大保护功能:能够吸收来自外层空间的大部分宇宙射线,使生物免遭射线危害;能够吸收来自太阳的对生命组织具有破坏作用的低于300nm的紫外辐射。

?热平衡保护功能:大气既能够吸收来自太阳的红外辐射,也能够吸收地球以红外辐射形式再发射的能量,对地球热平衡起着重要稳定作用。

2大气污染源:

自然因素

●火山喷发:

排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物。

●森林火灾:

排放出CO、CO2、SO2、NO2

●自然尘(风砂、土壤尘)

?海浪飞沫:

颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐

人为因素

●工厂企业废气排放

●交通运输

飞机、机动车、轮船尾气

●燃油燃煤(农村炉灶)

●农业活动(农药喷洒)

3大气中有哪些重要污染物及分类

?定义:大气污染物是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成的对人或环境产生有害影响的物质。

?城市中影响健康的主要大气污染物是二氧化硫(及进一步氧化产物三氧化硫、硫酸盐)、悬浮颗粒物(烟雾、灰尘、PM10、PM2.5、PM1.0)、氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机化合物(碳氢化合物和氧化物)、臭氧、铅和其他有毒金属。

大气污染物按存在形式分可分为气态污染物和颗粒态污染物

?气态污染物指在大气中以分子状态存在的污染物,与载气构成均相体系。

?气态污染物的种类很多,常见有以二氧化硫为主的含硫化合物;以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物,碳氧化物,碳氢化合物及卤素化合物和臭氧等

大气污染物按形成过程又可以分为一次污染物和二次污染物

?一次污染物:是指由污染源直接排入大气环境中且在大气中物理和化学性质均未发生变化的污染物,又称为原发性污染物。

?二次污染物:指由一次污染物与大气中已有成分或几种污染物之间经过一系列的化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物,又称为继发性污染物。

4酸雨的主要成分是什么?其产生的主要机制?酸雨的主要危害有哪些?如何控制?(自己写的)

酸雨中含有多种无机酸和有机酸,主要是硫酸和硝酸。

酸雨多成于化石燃料的燃烧:

⑴S→H2SO4S+O2(点燃)=SO2

SO2+H2O=H2SO3(亚硫酸)

2H2SO3+O2=2H2SO4(硫酸)

总的化学反应方程式:

S+O2(点燃)=SO22SO2+2H2O+O2=2H2SO4

⑵氮的氧化物溶于水形成酸:

a.NO→HNO3(硝酸)

2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO

总的化学反应方程式:

4NO++2H2O+3O2=4HNO3

b.NO2→HNO3

总的化学反应方程式:

4NO2+2H2O+O2=4HNO3

酸雨可以直接使大片森林死亡,农作物枯萎;也会使土壤酸化,抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化;还可使湖泊、河流酸化,并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中,毒害鱼类;加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程;可能危及人体健康。

控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有: 1、原煤脱硫技术2、优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和天然气等。 3、改进燃煤技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。5.开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等,

5颗粒物的干沉降和湿沉降的定义

大气颗粒物沉降主要有干沉降和湿沉降两种方式。

干沉降:指颗粒物在重力作用下的沉降,或与其它物体碰撞后发生的沉降。

湿沉降:是指通过降雨、降雪等降水过程而使大气颗粒物发生沉降的过程。其是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法。湿沉降包括雨除和冲刷两种机制。雨除:是指某些粒径较小的颗粒物可以作为云的凝结核,进而凝结成雨降落到地面而使污染物沉降的过程;其对粒径小于1μm的颗粒物沉降效率较高。冲刷:是指云下的颗粒物与降落的雨滴发生碰撞、扩散或吸附而使颗粒物沉降的过程;其对粒径大于4μm的颗粒物具有较高的沉降效率。

6什么是光化学烟雾?光化学烟雾形成条件和形成机制?光化学烟雾的影响?如何预防光化学烟雾发生?

光化学烟雾是大气中氮氧化物和碳氢化合物在紫外线照射下反应生成的多种污染物的混合物。光化学烟雾最具危害的两种物质是臭氧(O3)和过氧乙酰硝酸酯(peroxyacetylnitrates,PAN)

7大气颗粒物按粒径大小分为哪几类?p131

通常在大气质量管理和控制中,还根据大气中粉尘(或烟尘)颗粒的大小将其分为总悬浮颗粒(TSP),降尘,飘尘和微细颗粒物(fine particulate)。

?总悬浮颗粒系指大气中大气动力学直径小于100μm的所有颗粒物。

?降尘是大气中大气动力学直径大于10μm的固体颗粒。

?飘尘,又称为可吸入尘,PM10,是指大气中大气动力学直径小于10μm的固体颗粒。

?微细颗粒物,亦即PM2.5,是指大气中大气动力学直径小于2.5μm的固体颗粒。

8常见的湿法脱硫方法有:石灰石/石膏法、双碱法、金属氧化物法、氨法、海水法。

常见的干法脱硫法有:喷雾干燥法、循环流化床脱硫技术、电子束照射法、荷电干式喷射法、活性炭吸附法

9大气污染的特点:

大气具有良好流动性和相当大的稀释容量,因此与受到边界条件约束的水体和固体污染相比,其污染特性也就表现出局地的严重性和全球性的特点。

?局地的严重性是指一般情况下大气污染严重的区域往往出现在污染源的附近,污染的急性效应往往随扩散距离而迅速衰减。同时局地的污染状况与地形、地理位置、气象条件等密切相关。

?大气污染的全球性体现在大气无国界,对于那些在大气中具有较长停留时间的污染物可扩散传播到全球各

地,并在迁移转化的过程中产生出影响全球气候、生态系统等的慢性效应。包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。

10温室效应机理及危害?(自己写)

由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。

温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳等温室气体进入大气造成的。二氧化碳等温室气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来。

它会带来以下列几种严重恶果: 1) 地球上的病虫害增加; 2) 海平面上升; 3) 气候反常,海洋风暴增多;

4) 土地干旱,沙漠化面积增大。

11影响大气中污染物迁移的主要因素是什么?

主要有:(1)空气的机械运动如风和大气湍流的影响;(2)天气和地理地势的影响;(3)污染源本身的特性。

12.说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。

烷烃可与大气中的HO和O发生摘氢反应。烯烃可与HO发生加成反应,从而生成带有羟基的自由基。它可与空气中的O2结合成相应的过氧自由基,由于它有强氧化性,可将NO氧化成NO2,自身分解为一个醛和CH2OH。如乙和丙稀。烯烃还可与O3发生反应,生成二元自由基,该自由基氧化性强,可氧化NO和SO2等生成相应的醛和酮。光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解,而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO2,因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位。

13影响酸雨形成的因素主要有

(1)酸性污染物的排放及其转化条件。

(2)大气中NH3的含量及其对酸性物质的中和性。

(3)大气颗粒物的碱度及其缓冲能力。

(4)天气形势的影响。

14什么是大气颗粒物的三模态?如何识别各种粒子膜

答(1)依据大气颗粒物按表面积与粒径分布关系得到了三种不同类型的粒度模,并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿,即爱根核模,积聚模,粗粒子模。爱根模:Dp<0.05μM积聚模:0.05<Dp<2μM粗粒子模:Dp>2μM。

第三章水环境化学(P195)

1.水中八大离子:

K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-为常见八种离子

2.溶解气体与Henry定律——溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系,气体的大气分压P G与气体的溶解度的比表现为常数关系,称为Henry定律,该常数称为Henry定律常数K H。

例题:

计算1.013×105Pa和 25℃时,含有饱和空气的水中O2的溶解性。在干燥空气中,O2含量为20.95%. 水在25℃时蒸汽压为0.031 67×105 Pa

解:O2分压:P O2=(1.0130-0.03167)?105?0.2095=0.2056 ?105Pa

溶解度:[O2(aq)]=K H·P O2=1.26?10-8?0.2056 ?105

=2.6?10-4mol/L

3.碳酸平衡:在封闭体系中,H2CO3*、HCO3-和CO32-可随pH变化而改变,但总的碳酸量始终保持不变(即C T保持不变)。而对于开放体系来说,HCO3-、CO32-和C T均随pH的改变而变化,但H2CO3*总保持与大气相平衡的固定数值。

4.水体中颗粒物的类别:(1)矿物微粒和粘土矿物(铝或镁的硅酸盐)(2)金属水合氧化物(铝、铁、锰、硅等金属)(3)腐殖质 (4)水体悬浮沉积物 (5)其他(藻类、细菌、病毒等)

5.吸附等温线:在一定温度,处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线;水环境中常见的吸附等温线主要有L-型、F-型和H-型。

6吸附机制:水环境体系中固体颗粒吸附作用可以分为表面吸附、化学吸附、离子交换吸附和专属吸附。

表面吸附:指吸附剂和吸附质间通过分子间作用力而产生的物理吸附,其源于胶体颗粒巨大的比表面和表面能。表

面吸附在常温就能够进行,且水体胶体可以同时吸附多种物质;但物理吸附吸附作用较弱、容易解吸。

化学吸附:指吸附剂和吸附质间由于发生化学作用,即通过化学键而引起的吸附。化学吸附是一吸热过程,通常在

较高温度下进行;化学吸附具有选择性;吸附只能形成单分子层;吸附物质很难解吸。

离子交换吸附:指胶体颗粒对溶液中各种离子的吸附,其是一种物理化学吸附。离子交换吸附包括阳离子交换吸附

和阴离子交换吸附。

专属吸附:指除化学键作用外,还有强憎水作用和范德华力共同发生作用的吸附。

项目非专属吸附专属吸附金属离子所起作用反离子配位离子发生的反应离子交换配体交换要求反应体系的pH >零电位点任意值发生位置扩散层吸附层

对表面电荷的影响无负电荷减7溶解与沉淀:

例题:Zn(OH)2的溶度积为K sp=7.1×10-18,p K sp=17.15,

在pH=7.0的溶液中,[H+]=[OH-]=10-7,求溶解的锌离子浓度

[Zn2+]=7.1×10-18/ ( 10-7 )2=7.1×10-4 mol/L

[Zn2+]=65.4×7.1×10-4 ×103=46.4 mg/L

8电子活度:电子活度(a e )即平衡状态下的氧化还原体系电子的有效浓度,用来衡量溶液接受或迁移电子的相对

倾向;也可以应用负对数pE来表示。pE= -lg( a e+ )

电子活度越大或pE 越小, 体系供出电子的倾向越大

9正新醇-水分配系数:是指在有机化合物的正辛醇-水平衡体系中,水饱和辛醇相中有机物的浓度(C O)与辛醇

饱和水相中有机物浓度(C W)的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力,是描述有机化合物在环

境中行为的重要物理化学参数,它与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子密切相关。

10沉淀物中重金属重新释放诱发因素:

11凝聚过程:是在外来因素(如化学物质)作用下降低静电斥力,引力超过斥力时胶粒便合在一起。 絮凝过程:借助于某种架桥物质(聚合物)联结胶体粒子,使凝结的粒子变的更大。

12生物富集:生物从周围环境(水体、土壤、大气)吸收并积累某种元素或难降解的物质,使其在有机体内的浓度超过周围环境中浓度,该现象称为生物富集(bio-concentration )。生物富集常用生物富集系数(BCF )表示,即生物体内污染物的浓度与其生存环境中该污染物浓度的比值 。

13水体富营养化定义?危害及防治措施?(自己写)

水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮,磷等营养物质大量进入湖泊,河口,海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象. 发生在海域时叫赤潮;发生在湖泊时叫水华

危害:1 使水味变得腥臭难闻 2 降低水体的透明度 3 影响水体的溶解氧 4 向水体释放有毒物质 5 影响供水水质并增加制水成本 6 对水生生态的影响

在正常情况下,湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的状态.但是,一旦水体受到污染而呈现富营养状态时,水体的这种正常的生态平衡就会被扰乱,某些种类的生物明显减少,而另外一些生物种类则显著增加.这种生物种类演替会导致水生生物的稳定性和多样性降低,破坏了湖泊生态平衡. 措施:控制外源性营养物质输入

(1) 制订营养物质排放标准和水质标准. (2) 根据湖泊水环境磷容量,实施总量控制. (3) 实施截污工程或者引排污染源

(4) 合理使用土地,最大限制地减少土壤侵蚀,水土流失与肥料流失. 减少内源性营养物质负荷 1 生物性措施

生物性措施是指利用水生生物吸收利用氮,磷元素进行代谢活动这一自然过程达到去除水体中氮,磷营养物质目的的方法.

2 工程性措施

工程性措施主要包括挖掘底泥沉积物,进行水体深层曝气,注水冲稀等. 3 化学方法

这类方法包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻等.对那些溶解性营养物质如正磷酸盐等,采用往湖中投加化学物质使其生成沉淀而沉降.而使用杀藻剂可杀死藻类,这适合于水华盈湖的水体.藻类被杀死后,水藻腐烂分解仍旧会释放出磷,因此,死藻应及时捞出,或者再投加适当的化学药品,将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降.

利用物理化学方法去除污水中的氮,磷营养物质可以采用以下方法: (1) 铁盐凝聚沉降法 (2) 铝离子交换法

(3) 石灰凝聚与氨气提法 14光解作用:

光解反应能够使有机物结构发生不可逆转地改变,其对水环境有机污染物归趋有重要影响。光解过程主要有直接光解和间接光解,间接光解又包含敏化光解和氧化光解。直接光解指化合物本身直接直接吸收太阳能而发生的分解反应;间接光解指由其它化合物吸收光子生成多种活性物种,进而引发有机物发生光化学反应的过程。敏化光解即水体中天然物质被阳光激发后又将其激发能转移至化合物而使其分解的反应;氧化反应是指阳光辐射产生的强氧化自由基等中间体与化合物作用而发生的转化反应。

15光量子产率:化合物 i 激发态分子发生的导致化合物结构发生变化 的所有反应过程的分数。

的总光子数

吸收的波长为体系由化合物发生反应的总数目分子λλi i ir

=)(Φ

16生色团定义:生色团指分子中含有的,能对光辐射产生吸收、具有跃迁的不饱和基团。这类基团与不含非键电子的饱和基团成键后,使该分子的最大吸收位于200nm或200nm以上。简单的生色团由双键或叁键体系组成,例如,>C=C<,>C=O,-N=N-,-C C-,-C N-等。分子结构的某些基团吸收某种波长的光,而不吸收另外波长的光,从而使人觉得好像这一物质"发出颜色"似的,因此把这些基团又称为"发色基团/发色团"

17微生物代谢途径:(1)通过酶催化的亲核水解反应(2)利用氧的亲电行为的氧化反应(3)通过氢化物亲核行为或还原金属的还原反应(4)加成反应或自由基H提取和富马酸加成反应

18水体酸度与碱度:

总碱度:水中各种碱度成分的总和,即加酸至HCO3-和CO32-全部转化为CO2。指示剂为甲基橙

酚酞碱度:表示OH-被中和,CO32-全部转化为HCO3-,此时碳酸盐只中和了一半。指示剂为酚酞

苛性碱度:全部转化为CO32-所需酸量时的碱度称为苛性碱度。无特异指示剂,可通过下式计算:

无机酸度:以甲基橙为指示剂滴定到pH=4.3

游离CO2酸度:以酚酞为指示剂滴定到pH=8.3

总酸度:在pH=10.8处得到。但此时滴定曲线无明显突跃,难以选择适合的指示剂

名词定义:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢。

(1)分配系数:在土壤-水体系中,土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程(溶解),即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中,并经过一定时间达到分配平衡,此时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。

(2)标化分配系数:有机化合物在颗粒物-水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关,以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数。

(3)辛醇-水分配系数:有机化合物的正辛醇-水分配系数(K OW)是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力,是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数。K OW 与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关。

(4)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。

(5)亨利定律常数:通常可理解为非电解质稀溶液的气-水分配系数。

(6)水解速率:反映某一物质在水中发生水解快慢程度的一个参数。

(7)直接光解:化合物本身直接吸收太阳能而进行分解反应。

(8)光量子产率:分子被活化后,它可能进行光反应,也可能通过光辐射的形式进行“去活化”再回到基态,进行光化学反应的光子数占吸收光子数之比称为光量子产率。

(9)生长物质代谢和共代谢:生物降解过程中,一些有机污染物作为食物源提供能量和提供酶催化反应分解有机物,这称为生长物质代谢。某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源,必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时,该有机物才能被降解,这种现象称为共代谢。

19、水体中可能存在的碳酸组分 CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3 ( H2CO3*)

20、天然水中的碱度和酸度:碱度:水中能与强酸发生中和作用的全部物质,即能够接受质子H+的物质总量;酸度:凡在水中离解或水解后生成可与强碱(OH-)反应的物质(包括强酸、弱酸和强酸弱碱盐)总量;即水中能与强碱发生中和作用的物质总量。

21、天然水中的总碱度=HCO3-+2CO32-+ OH- —H+

22、水体中颗粒物的类别(1)矿物微粒和粘土矿物(铝或镁的硅酸盐)(2)金属水合氧化物(铝、铁、锰、硅等金属)(3)腐殖质 (4)水体悬浮沉积物 (5)其他(藻类、细菌、病毒等)

影响水体中颗粒物吸附作用的因素有:颗粒物浓度、温度、PH。

23、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、化学吸附、离子交换吸附和专属吸附。

24、天然水的PE随水中溶解氧的减少而降低,因而表层水呈氧化性环境。

25、吸附等温线:在一定温度,处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线;水环境中常见的吸附等温线主要有L-型、F-型和H-型。

26、无机物在水中的迁移转化过程:分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集、生物降解作用。

27、PE:pE 越小,电子活度越高,提供电子的倾向越强,水体呈还原性。pE 越大,电子活度越低,接受电子的倾向越强,水体呈氧化性。 pe影响因素:1)天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低;2)天然水的pE随其pH减少而增大。

28、什么是电子活度pE,以及pE和pH的区别。

答:定义电极上电子有效浓度为电子活度,记作E,其负对数记作pE。电子活度越大或pE 越小,电子供出电子的倾向越大。在电化学研究中,通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向,当给出电子活度E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后,就可以明确地表示不同电对在反应条件下供出或接受电子能力的相对大小。

在一定温度下,pE 与电极电位成直线关系, pE越大,电子活度越小,电极的氧化能力或接受电子的能力越强,供出电子能力越弱,pE与电子活度的关系同pH与H+活度的关系相似。

pH亦称氢离子浓度指数,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强,反之,越趋向于14表示溶液碱性越强,pH=7的溶液为中性溶液。

若水体的PE值高,有利于下列Cr、Mn在水体中迁移。

29、腐殖质的组成:由生物体物质在土壤、水体和沉积物中经腐败作用后的分解产物,是一种凝胶性有机高分子物质。分为腐殖酸:溶于稀碱但不溶于酸的部分;富里酸:即可溶于碱又可溶于酸的部分;腐黑物:不能被酸和碱提取的部分。一般认为,当浓度较高时,金属离子与腐殖质的反应以溶解为主,当金属离子浓度较低时,则以沉淀和凝聚为主。

30、沉淀物中重金属重新释放诱发因素:①盐浓度升高:碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来。②氧化还原条件的变化:有机物增多,产生厌氧环境,铁猛氧化物还原溶解,使结合在其中的金属释放出来。③pH值降低:氢离子的竞争吸附作用、金属在低pH值条件下致使金属难溶盐类以及配合物的溶解。④增加水中配合剂的含量:天然或合成的配合剂使用量增加,能和重金属形成可溶性配合物,有时这种配合物稳定性较大,以溶解态形式存在,使重金属从固体颗粒上解吸下来。

31、凝聚过程:是在外来因素(如化学物质)作用下降低静电斥力,引力超过斥力时胶粒便合在一起。絮凝过程:借助于某种架桥物质(聚合物)联结胶体粒子,使凝结的粒子变的更大。简述胶体凝聚和絮凝之间的区别。

答:絮凝——在胶粒或悬浮体内加入极少量的可溶性高分子化合物,可导致溶胶迅速沉淀,沉淀呈疏松的棉絮状,这类沉淀称为絮凝物,这种现象呈絮凝作用。聚沉——胶体粒子聚集由小变大,最终导致粒子从溶液中析出的过程。高分子对溶胶的絮凝作用与电解质的聚沉作用完全不同,由电解质引起的聚沉作用缓慢,沉淀颗粒紧密、小;高分子的絮凝作用则是由于吸附了溶胶粒子以后,高分子化合物本身的链段旋转和运动,相当于本身的痉挛作用,将固体粒子聚集在一起而产生沉淀。

32、生物富集:生物从周围环境(水体、土壤、大气)吸收并积累某种元素或难降解的物质,使其在有机体内的浓度超过周围环境中浓度,该现象称为生物富集。生物富集常用生物富集系数(BCF)表示,即生物体内污染物的浓度与其生存环境中该污染物浓度的比值。

17、水体富营养化:指在人类活动的影响下,生物所需的氮,磷等营养物质大量进入湖泊,河口,海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象. 发生在海域时叫赤潮,发生在湖泊时叫水华。

危害:1 使水味变得腥臭难闻 2 降低水体的透明度 3 影响水体的溶解氧 4 向水体释放有毒物质 5 影响供水水质并增加制水成本 6 对水生生态的影响,在正常情况下,湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的状态.但是,一旦水体受到污染而呈现富营养状态时,水体的这种正常的生态平衡就会被扰乱,某些种类的生物明显减少,而另外一些生物种类则显著增加.这种生物种类演替会导致水生生物的稳定性和多样性降低,破坏了湖泊生态平衡.

措施:1控制外源性营养物质输入①制订营养物质排放标准和水质标准. ②根据湖泊水环境磷容量,实施总量控制. ③实施截污工程或者引排污染源④合理使用土地,最大限制地减少土壤侵蚀,水土流失与肥料流失.2减少内源性营养物质负荷①生物性措施:是指利用水生生物吸收利用氮,磷元素进行代谢活动这一自然过程达到去除水体中氮,磷营养物质目的的方法. ②工程性措施:工程性措施主要包括挖掘底泥沉积物,进行水体深层曝气,注水冲稀等.

③化学方法:包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻等.对那些溶解性营养物质如正磷酸盐等,采用往湖中投加化学物质使其生成沉淀而沉降.而使用杀藻剂可杀死藻类,这适合于水华盈湖的水体.藻类被杀死后,水藻腐烂分解仍旧会释

放出磷,因此,死藻应及时捞出,或者再投加适当的化学药品,将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降.

18、光解作用:光解反应能够使有机物结构发生不可逆转地改变,其对水环境有机污染物归趋有重要影响。光解过程主要有直接光解和间接光解,间接光解又包含敏化光解和氧化光解。直接光解指化合物本身直接吸收太阳能而发生的分解反应;间接光解指由其它化合物吸收光子生成多种活性物种,进而引发有机物发生光化学反应的过程。敏化光解即水体中天然物质被阳光激发后又将其激发能转移至化合物而使其分解的反应;氧化反应是指阳光辐射产生的强氧化自由基等中间体与化合物作用而发生的转化反应。 19、微生物代谢途径:(1)通过酶催化的亲核水解反应(2)利用氧的亲电行为的氧化反应(3)通过氢化物亲核行为或还原金属的还原反应(4)加成反应或自由基H 提取和富马酸加成反应

20、降水中主要的阴离子有 硫酸根离子 、氯离子 、硝酸根离子 、亚硝酸根离子 。

21、pHpK 2 10.33时,溶液中主要以CO 32-为主;pH 介于pK 1与pK 2之间

时,溶液中主要以HCO 3-为主。

22、金属污染物 :Cd 、 Hg 、 Pb 、 As 、 Cr 、Cu 、 Zn 、 Tl 、 Ni 、Be

23、环境中某一重金属的毒性与其 游离金属离子浓度 、 配合作用 、和 化学性质 有关。 24、TN 、 TP 总磷、总氮和 COD 常衡量水体富营养化的指标。 25、水体的自净作用可分为 物理作用、化学作用和生物作用。

26、pE – pH 图:在高H +活度,高电子活度的酸性还原介质中,Fe 2+为主要形态。(酸性还原性介质);在高H +

活度,

低电子活度的酸性氧化介质中, Fe 3+

为主要形态。(酸性氧化性介质);碱性氧化介质,Fe(OH)3(S)为主要形态;碱性还原介质,Fe(OH)2(S)为主要形态。

27、天然水体中重要的无机配体有:OH -、Cl -、CO 32-、HCO 3-、F -、S 2-、CN -、NH 3

28、不易水解的有机污染物:烷烃 烯烃 芳香烃 硝基苯 杂环化合物 PCBs 醇类 醚类 羧酸

易水解的有机污染物:卤代烷烃 酰胺 胺 羧酸酯 氨基甲酸盐 环氧化物 腈类 有机磷酸酯 尿素类 磺酸酯 酐 29、简述有机配位体对水体中重金属迁移的影响。

答:水溶液中共存的金属离子和有机配位体经常生成金属配合物,这种配合物能够改变金属离子的特征从而对重金属离子的迁移产生影响,起通过影响颗粒物对重金属的吸附和影响重金属化合物的溶解度来实现。 30、碳水化合物生化水解最终产物为丙酮,在氧气充足时,能进一步分解为CO2和H2O 。

31、适用于水体颗粒物对污染物吸附的等温式有 G=KC 、G=G °C/(A+C)两种方程。其中G=G °C/(A+C) 可求饱和吸附量。

32、有机物的辛醇-水分配系数常用 Kow 表示。

33. 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,又需加入多少碱?

解:(1) 查表知pH = 6.5时, α= 1.710

C T = [碱度]×α = 1.6×1.710 mmol/l = 2.736mmol/l 。 设加入的Na 2CO 3为n mmol/l

查表知:当pH = 8.0时, α` = 1.018

C T ` = C T + n ----------(1) C T `= [碱度]`×α` --------(2) [碱度]`= 1.6 +2 n --------(3) 由 (1)、(2)和(3)解得:n = 1.07 mmol/l 。 (2)∵加入NaOH 后C T 不变

L mmol C T

/688.2028

.1736.2][===

α

碱度

碱度的增加值就应是加入的NaOH 的量。

△A = [碱度]` - [碱度] = 2.688 - 1.6 = 1.088mmol/l

34 具有2.00×10-3mol/L 碱度的水,pH 为7.00,请计算*23H C O ????、3H C O -????、23C O -

????

和-O H ????的浓度各是多少?(*23H C O ????=4.49×10-4mol/L 、3H C O -????=2.00×10-3mol/L 、23C O -

????

=9.38×10-7mol/L 和-O H ????=1.00×10-7

mol/L )

解:当pH = 7.00时,CO 3-的浓度与 HCO 3-

的浓度相比可以忽略,查表pH = 7.00时, α= 1.224,

则[HCO 3-] = [碱度] = 2.00×10-3

mol/l/l 。

[H +] = [OH -] = 10-7

mol/l 。

[HCO 3※] = [H +][HCO 3-]/K 1 = 1.00×10-7×2.00×10-3/(4.55×10-7) = 4.49×10-4

mol/l 。

[CO 3-] = K 2[HCO 3-]/[H +] = 4.69×10-11×2.00×10-3/(1.00×10-7) = 9.38×10-7

mol/l 。

35. 若有水A ,pH 为7.5,其碱度为6.38 mmol/L ,水B 的pH 为9.0,碱度为0.80 mmol/L ,若以等体积混合,问混合后的pH 值为多少?(pH =7.58)

解: 查表 pH = 7.5时, α1 = 1.069, pH = 9.0时, α2 = 0.9592;

C T1 = [碱度]×α1 = 6.38×1.069 = 6.82 mmol/l C T2 = [碱度]×α2 = 0.80×0.959 = 0.767 mmol/l;

L mmol C C C T T T /79.32

77

.082.62

2

1=+=

+=

混合后

L mmol /59.32

80

.038.6][=+=

碱度

005.159

.379.3]

[==

=

碱度T C α 查表知pH = 7.58

36. 溶解1.00×10-4

mol/L 的()33Fe N O 于1L 具有防止发生固体()3F e O H 沉淀作用所需最小H +

????

浓度的水中,假定溶液中仅形成[]2Fe O H

+和[]2Fe O H +,而没有形成[]422

Fe O H +

。请计算平衡时该溶液中3Fe +

????

、()

2Fe O H +

????、()2

Fe O H

+

???

?

、H

+

????和pH 。{3Fe

+

???

?=6.24×10-5

mol/L 、()

2Fe O H +

???

?

=2.92×10-5mol/L 、

()2

Fe O H +

???

?

=8.47×10-6mol/L 、pH =2.72} 解:由题意知 [Fe 3+

] + [Fe(OH)2+

] + [Fe(OH)2+

] = 1.00×10-4

mol/l ; (1)

[Fe(OH)2+][H +]/[Fe 3+] = 8.9×10-4

(2)

[Fe(OH)2+][H +]2/[Fe 3+] = 4.9×10-7

(3)

SP

W K

H

K Fe

OH

Fe

==+

+

-

+

3

3

333]

[]

[]][[

查表知Fe(OH)3的K SP = 3.2×10-38

代入(1)得[H +] = 1.9×10-3

mol/l (∵pH =2.72) ∴[Fe 3+] = 3.2×104[H +]3 = 3.2×104×1.9×10-3×3 = 6.24×10-5

mol/l ;

[Fe(OH)2+] = 4.9×10-7[Fe 3+]/[H +]2 = 4.9×10-7 K SP [H +]/ K W 3 = 15.68×10-3×1.9×10-3 = 8.47×10-6

mol/l ;

[Fe(OH)2+] = 8.9×10-4[Fe 3+]/[H +] = 8.9×10-4 K SP [H +]2/ K W 3 = 28.48×(1.9×10-3)2 = 2.92×10-5

mol/l 。 37. 已知()0

222

22,lg 6.3H g

H O H

H g O H

K +

+

++=-

。溶液中存在H

+

????、O H

-

???

?、2H g

+

???

?

、()0

2

H g O H ???

?和4C lO -????等形态,且忽略()

H g O H +

???

?

和离子强度效应,求1.0×10-5

mol/L 的()42H g C lO ????溶液在25℃时的pH 值。(pH =4.7)

解:Hg 2+ +2H 2O = 2H + + Hg(OH)2 lg K= -6.3 得: K = 10

-6..3

]

[)([][20

22+

+

=

Hg

OH Hg H

K 得 ]

)([]

[10

][0

223

.62

OH Hg Hg

H +-+=

(1)

由物料守恒得:[Hg 2+

] + [Hg(OH)20

] = 1.0×10-5

mol/l (2)

由电荷守恒得:[H +] + 2[Hg 2+] = [ClO 4-] + [OH -]

∵Hg 2+水解体系显酸性,∴[OH -]<10-7,与[ClO 4-]的浓度相比可忽略不计。

可得:[H +] + 2[Hg 2+]≈[ClO 4-] = 2×10-5

(3)

(1)、(2)、(3)联立求解得:[H +] = 10-4.7;则pH = -lg[H +] = -lg10

-4.7

= 4.7。

38.解:已知 PbCO 3(S) + HT 2- = PbT - + HCO 3- K = 4.06×10-2

]

[]

][:23

-

--

=

HT HCO

PbT

K 可得 (1);由(1)可得:

K

HCO

PbT

HT ]

[]

[][3

2--

-=

(2)

%99.210

25.110

06.410

25.1]

[]

[]

[][]

[23

2

3

3

3

22=?+??=

+=

+------

-

-

HCO K HCO

HT PbT

HT )得:

由(

39. 从湖水中取出深层水,其pH =7.0,含溶解氧浓度为0.32mg/L ,请计算pE 和E h 。(pE =13.2,E h =0.78V ) 解:∵水中的溶解氧为:0.32mg/l,故其p O 2 = 7.94×102

Pa

天然水的pE = 20.75 + lg{( p O 2/1.103×105)0.25 ×[H +

]}

= 20.75 + lg{(7.94×102/1.103×105)0.25 ×1.0×10-7

} = 20.75 + (-0.54-7) = 13.21。 E=p E ×0.059=0.78V 40 在一个pH 为10.0的24

S O H S

-

-

-体系中(25℃),其反应为:

()24

2984S O H e H S

H O l -

+

-

++?+

已知其标准自由能0

f G 值(kJ/mol )24

S O -

:-742.0,H S -

:12.6,()2H O l :-237.2,水溶液中质子和电子

的0

f G 值为零。

(1)请给出该体系的pE 0。(pE 0

=4.25)

如果体系化合物的总浓度为 1.0×10-4

mol/L ,那么请给出下图中①、②、③和④和的lg c pE -关系式。(当

pE pE 0,lg 4.0,H S -??=-??24lg 852S O p E -??=+??;当当pE pE 0,24lg 608,lg 4.0H S p E S O --

????=--=-????

.解:(1)SO 42- + 9H + + 8e = HS -

+ 4H 2O (t ) ∵ ▽G 0

= 12.6 - 237.2×4 + 742.0 = -194.2 ( kj)

又∵ ▽G 0 = -2.303nRT(pE 0

)

25.4298

314.88303.22

.194303.20

=???--=

-?=

nRT G

pE

8

9

24

]

[]][[][e H

SO

HS

K +

--=

∵lgK = lg[HS -

] -lg[SO 42-] -lg[H+]9

-lg[e]8

又∵lgK = npE 0

8 pE 0 = lg[HS -] -lg[SO 42-] + 9×10.0 + 8pE

∴ lg[HS -] -lg[SO 42-] + 8pE = 8×4.25 - 90 = -56

[HS -] + [SO 42-] = 1.0×10-4

10 当 pE <<pE 0

时,溶液给出电子的倾向很高。

∴ [HS -] ≈ C 总 = 1.0×10-4

mol/l 。

∴ lg[HS -] = -4.0 由(1)得lg[SO 42-] = 52 + 8 pE 。 20当 pE >>pE 0

时, 溶液接受电子的倾向很强。

∴ [SO 42-] ≈ C 总 = 1.0×10-4

mol/l 。

∴ lg[SO 42-] = -4.0 由(1)得lg[HS -] = -60- pE 。

41.解:已知苯并[a]芘 Kow = 106

Koc = 0.63Kow = 0.63×106 = 6.3×105

Kp = Koc[0.2(1-f)X S OC + fX f OC ] = 6.3×[0.2(1-0.7)×0.05 + 0.70×0.10] = 4.6×104

42.解:已知 K a = 0, [H +] = 10-8.4 K n = 1.6 K b = 4.9×10-7

K h = K a [H +] + K n + K b K w /[H +] = 0 + 1.6 + 4.9×10-7×10-5.6 = 1.6 (d -1

)

43.解:Koc = 0.63Kow

Kp = Koc[0.2(1-f)X S OC + fX f OC ] = 0.63×3.0×105[0.2(1-0.70)×0.02 + 0.70×0.05] = 6.84×103

P

P T W C K C C +=

1

42.010

84.610

00.211

113

6

=???+=

+=

=

∴-P

P T

W W C K C C α

K h = K n +αw(K A [H +

] + K B [OH -]) = 0.05 + 0.42×(1.7×10-8

+ 2.6×106

×10-6

) = 1.14 (d -1

)

K T = K h + K p + K B = 1.14 + 24×0.02 + 0.2 = 1.82 (d -1

)。

33 某河段流量Q =2160000m 3/d ,流速为46km/d ,T=13.6℃,耗氧系数K 1=0.94d -1,复氧系数K 2=1.82 d -1

,BOD 沉浮系数K 3=0.17 d -1,起始断面排污口排放的废水约为10×104m 3

/d ,废水中含BOD 5500mg/L ,溶解氧为0 mg/L ,上游河水BOD 50 mg/L ,溶解氧为8.95 mg/L ,求排污口下游6km 处河水的BOD 5和氧亏值。(BOD 5=20.0mg/L ,DO=3.7 mg/L ) .解:

12.2210

2160000

5001010500

05

4

0=+??=+?+?=

q

Q q Q L

由Tomas 模型知:

L = L 0exp[-(k 1 + k 3)x/u] = 22.12exp[-(0.94+0.17)×6×103/4.6×103

] = 19.14mg/l 。

L mg C /805510

2160000

95.821600005

0=+?=

查表知: 13℃时,C 饱和 = 10.60mg/l ; 14℃时,C 饱和 = 10.37mg/l 。 由间插法计算13.6℃时的C 饱和。(1)10.60-(10.60-10.37)×6/10 = 10.46 (2) 10.37+(10.60-10.37)×4/10 = 10.46 D 0 = C 饱和-C 0 = 10.46-8.55 = 1.91(mg/l)

D = D 0exp(- k 2x/u )-[k 1 L 0/(k 1+k 3-k 2)][exp{- (k 1+k 3)x/u}-exp(- k 2 x/u )]

= 1.91×exp{-(1.82×6)/46}-[(0.94×22.12)/(0.94+0.17-1.82)][exp{-(0.94+0.17)×6/46}-exp(-1.82×6/46)

= 3.7mg/l 。

第四章 土壤环境化学

1、土壤圈:处于岩石圈最外面的一层疏松的部分,具有支持植物和微生物生长繁殖的能力。是联系有机界和无机界的中心环节,还具有同化和代谢外界进入土壤的物质的能力。主要元素 O 、Si 、Al 、Fe 、C 、Ca 、K 、Na 、Mg 、Ti 、N 、S 、P 等。

2、土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。其本质属性是具有肥力 土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质。

土壤矿物质:是岩石经过物理和化学风化的产物,由原生矿物和次生矿物构成。 土壤有机质:土壤中含碳有机物的总称,是土壤形成的标志,土壤肥力的表现。 土壤水分:来自大气降水和灌溉

土壤中的空气:成分与大气相似,不连续,二氧化碳比氧气多。

3、土壤具有 缓和其酸碱度 发生激烈变化的能力,它可以保持土壤反应的相对稳定,称为土壤的缓冲性能。

4、土壤中存在着由土壤动物、土壤微生物和 细菌 组成的生物群体。

5、典型土壤随深度呈现不同层次,分别为覆盖层、淋溶层、淀积层和母质层。

6、土壤的显著特点是具有:隐蔽性、潜在性 和不可逆性。

7、岩石化学风化分为氧化、水解和酸性水解三个过程。

8、什么是土壤的活性酸度与潜性酸度?

根据土壤中H +

的存在方式,土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。

(1)活性酸度:土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映,又称有效酸度,通常用pH 表示。

(2)潜性酸度:土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H +和Al 3+

。当这些离子处于吸附状态时,是不显酸

性的,但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后,即可增加土壤溶液的H +

浓度,使土壤pH 值降低。

根据测定潜性酸度的提取液不同,可分为代换性酸度、水解性酸度:代换性酸度:用过量的中性盐(KCl 、NaCl 等)

淋洗土壤,溶液中金属离子与土壤中H +、Al 3+

离子交换。用强碱弱酸盐淋洗土壤,溶液中金属离子可将土壤胶体吸

附的H +、Al 3+

离子代换出来,同时生成弱酸,此时测定该弱酸的酸度称水解性酸度。一般水解性酸度高于代换性酸

度,代换性酸度只是水解性酸度的一部分。吸附性铝离子(Al 3+

)是大多数酸性土壤中潜性酸酸主要来源,而吸附性氢离子则是次要来源。潜性酸度远大于活性酸度。 9、土壤胶体的性质

(1)土壤胶体具有极大的比表面积和表面能(2)土壤胶体的电性土壤胶体微粒一般带负电荷,形成一个负离子层(决定电位离子层),其外部由于电性吸引而形成一个正离子层 (反离子层或扩散层),即合称双电层。(3)土壤胶体的凝聚性和分散性

土壤胶体的凝聚性主要取决于其电动电位的大小和扩散层的厚度

常见阳离子凝聚力的强弱顺序:

10、影响阳离子交换吸附的因素:电荷数,离子半径,水化程度

不同土壤的阳离子交换量不同,不同种类的胶体的阳离子交换量顺序: 有机胶体 >蒙脱石 > 水化云母 > 高岭土 > 水合氧化铁、铝 土壤质地越细,阳离子交换量越高

土壤胶体中SiO 2/R 2O 3比值越大,阳离子交换量越高 pH 值下降,阳离子交换量降低

11、可交换阳离子分两类:致酸阳离子(Al 3+、H +)和 盐基阳离子(Ca 2+、Mg 2+、K +、Na +

等) 。盐基饱和度: 交换量的单位:厘摩尔/每千克土 (cmol/kg) 12、土壤的缓冲作用

土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其它有机酸及其盐类,构成很好的缓冲体系。a 土壤胶体的数量和盐基代换量越大,土壤的缓冲能力越强;b 代换量相当时,盐基饱和度越高,土壤对酸的缓冲能力越大;反之,盐基饱和度减小,土壤对碱的缓冲能力增加。

铝离子对碱的缓冲作用:带有OH -基的铝离子容易聚合,聚合体愈大,中和的碱愈多, pH > 5.5,Al 3+

失去缓冲作用。一般土壤缓冲能力的大小顺序是:腐殖质土﹥黏土﹥砂土。

13、Eh > 300 mv ,氧体系起主要作用,土壤处于氧化状态;Eh < 300 mv ,土壤有机质起主要作用,还原状态; 影响Eh 的因素(1)土壤通气情况(2)pH 值:受氧体系支配,pH 下降则Eh 上升(3)有机质状况:有机质分解时

++++++++???????33224Fe

Al Ca Mg H NH K Na 100

%?=阳离子交换量可交换性盐基总量

)盐基饱和度(

形成大量还原性物质(4)无机物状况:还原性或氧化性物质的含量(5)根系代谢所分泌的有机酸的Redox

Eh对土壤性质的影响:Eh在200-700mv时,养分供应正常;Eh >700mv, 有机质被氧化,迅速分解,养分贫乏;Eh 在400-700mv时, 氮素以NO3-存在;Eh <400mv, 反硝化发生;Eh <200mv, NO3-消失,出现大量NH4+;Eh <-200mv, H2S 产生氧化使土壤酸化,还原使土壤碱化

14、土壤污染:当各种污染物通过各种途径输入土壤其数量超过了土壤的自净能力,并破坏了土壤的功能和影响了土壤生态系统的平衡,称为土壤污染

来源:(1)污水灌溉;(2)固体废弃物污染;(3)大气沉降(酸雨、放射性元素、有机污染物);(4)农业污染(农药、化肥)

污染的类型:重金属污染;有机污染物;放射性物质;有害生物污染;其它污染(如酸雨)

特点:隐蔽性、累积性、复杂性

危害:影响植物生长、影响土壤微生物、危害土壤动物、污染水体、食物和大气

15、土壤的理化性质主要包括pH值、土壤质地、土壤氧化还原电位、有机质含

量、CEC(阳离子交换容量)等。(1)一般来说,土壤pH越低,H+越多,重金属被解吸的越多,其活动性就越强,从而加大了土壤中的重金属向生物体内迁移的数量。(2)一般来说,质地粘重的土壤对重金属的吸附力强,降低了重金属的迁移转化能力。(3)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。(4)有机质含量较高的土壤对重金属的吸附能力高于有机质含量低的土壤。

16、在旱地土壤中,镉的主要存在形式是 CdCO3。土壤中铬是以 CdCO3、Cd(PO4)2、Cd(OH)2、Cd 四种形态存在

17、土壤淹水条件下,镉的迁移能力增强。砷对植物危害小。

18、影响土壤酸碱性主要有氧化作用和还原作用,其中氧化作用使土壤酸性增加。

19、植物对重金属污染产生耐性作用的主要机制是什么?

不同种类的植物对重金属的耐性不同,同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性。(1)植物根系通过改变根系化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收。(2)重金属与植物的细胞壁结合,而不能进入细胞质影响细胞代谢活动,使植物对重金属表现出耐性。(3)酶系统的作用。耐性植物中酶活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平,此外在耐性植物中还发现另一些酶可被激活,从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常代谢过程。(4)形成重金属硫蛋白或植物络合素,使重金属以不具生物活性的无毒螯合物形式存在,降低了重金属离子活性,从而减轻或解除其毒害作用。

20、不同种类的重金属,由于其物理化学行为和生物有效性的差异,在土壤和农作物系统中迁移转化规律明显不同。重金属的存在形态,可分为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态。交换态的重金属(包括溶解态的重金属)迁移能力最强,具有生物有效性(又称有效态)。

土壤中各类胶体的吸附顺序为:氧化锰>有机质>氧化铁>伊利石>蒙脱石>高岭石。

重金属在土壤——植物系统中的迁移过程与重金属的种类、浓度、及在土壤中的存在形态,植物种类、生长发育期、复合污染、施肥等有关。

21、土壤重金属污染的防治措施。

答:①控制农药的适用②合理适用化学肥料③加强污染物的监测和管理④排土、客土改良⑤施加抑制剂

22、重金属污染的特点是?举例说明水体中金属迁移转化的影响因素。

答:特点——难分解、易富集、植物对各种金属的需求的差别很大、生物效应明显、污染危害与存在形态有关。影响因素:悬浮物对金属的吸附作用、金属化合物的溶解度、金属的物理化学性质、水体PH。

23、以下可以诱发重金属从沉积物中释放出来因素是:…………PH降低、增加水中配合剂的含量、改变氧化还原条件

24、土壤对农药的吸附作用可分为静电吸附、离子交换吸附和专属吸附。

25、土壤有机质的来源有树脂、腐殖质、腐黑物

26、土壤中农药的迁移的主要方式是通过扩散和质体流动。农药在田间中的损失主要途径是挥发。影响农药在土壤中扩散的主要影响因素:1)土壤水分的含量2)土壤吸附的影响3)土壤的紧实度4)温度5)气流速6)农药种类。影响质体流动最重要的是农药与土壤之间的吸附,吸附最强者移动最困难。

27、有机化合物的吸附中,存在两种主要机理:一是分配作用,即在水溶液中,土壤有机质对有机化合物的溶解作用;二是吸附作用,即在非极性有机溶剂中,土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用,或干土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用。

低浓度有机物在土壤上呈非线性吸附。橡胶态对有机物吸附速率较慢,呈线性、非竞争吸附;玻璃态对有机物吸附速率较快,呈非线性、竞争吸附;

1.什么是土壤的活性酸度与潜性酸度?

根据土壤中H+的存在方式,土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。

(1)活性酸度:土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映,又称有效酸度,通常用pH表示。

(2)潜性酸度:土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。当这些离子处于吸附状态时,是不显酸性的,但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后,即可增加土壤溶液的H+浓度,使土壤pH值降低。

2土壤污染:当各种污染物通过各种途径输入土壤其数量超过了土壤的自净能力,并破坏了土壤的功能和影响了土壤生态系统的平衡,称为土壤污染

来源:(1)污水灌溉;(2)固体废弃物污染;(3)大气沉降(酸雨、放射性元素、有机污染物);(4)农业污染(农药、化肥)

污染的类型:重金属污染;有机污染物;放射性物质;有害生物污染;其它污染(如酸雨)

特点:隐蔽性、累积性、复杂性

危害:影响植物生长、影响土壤微生物、危害土壤动物、污染水体、食物和大气

3植物对重金属污染产生耐性作用的主要机制是什么?

不同种类的植物对重金属的耐性不同,同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显的耐性。(1)植物根系通过改变根系化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收。(2)重金属与植物的细胞壁结合,而不能进入细胞质影响细胞代谢活动,使植物对重金属表现出耐性。(3)酶系统的作用。耐性植物中酶活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平,此外在耐性植物中还发现另一些酶可被激活,从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常代谢过程。(4)形成重金属硫蛋白或植物络合素,使重金属以不具生物活性的无毒螯合物形式存在,降低了重金属离子活性,从而减轻或解除其毒害作用。

1.什么是土壤的活性酸度与潜性酸度?试用它们二者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因。

根据土壤中H+的存在方式,土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。(1)活性酸度:土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映,又称有效酸度,通常用pH表示。(2)潜性酸度:土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。当这些离子处于吸附状态时,是不显酸性的,但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后,即可增加土壤溶液的H+浓度,使土壤pH值降低。

南方土壤中岩石或成土母质的晶格被不同程度破坏,导致晶格中Al3+释放出来,变成代换性Al3+,增加了土壤的潜性酸度,在一定条件下转化为土壤活性酸度,表现为pH值减小,酸度偏高。

2.土壤的缓冲作用有哪几种?举例说明其作用原理。

土壤缓冲性能包括土壤溶液的缓冲性能和土壤胶体的缓冲性能:

(1)土壤溶液的缓冲性能:土壤溶液中H

2CO

3

、H

3

PO

4

、H4SiO4、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类具有缓冲作

用。以碳酸及其钠盐为例说明。向土壤加入盐酸,碳酸钠与它生成中性盐和碳酸,大大抑制了土壤酸度的提高。

Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2CO3

当加入Ca(OH)2时,碳酸与它作用生成难溶碳酸钙,也限制了土壤碱度的变化范围。

H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H

2

O

土壤中的某些有机酸(如氨基酸、胡敏酸等)是两性物质,具有缓冲作用,如氨基酸既有氨基,又有羧基,对酸碱均有缓冲作用。

(2)土壤胶体的缓冲作用:土壤胶体吸附有各种阳离子,其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。Al3+对碱的缓冲作用:在pH小于5的酸性土壤中,土壤溶液中Al3+有6个水分子围绕,当OH-增多时,Al3+周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H+,中和OH-:

2Al(H2O)63+ + 2OH-[Al2(OH)2(H2O)8]4+ + 4H2O

大学有机化学总结习题及答案

有机化学总结 一.有机化合物的命名 1. 能够用系统命名法命名各种类型化合物: 包括烷烃,烯烃,炔烃,烯炔,脂环烃(单环脂环烃和多环置换脂环烃中的螺环烃和桥环烃),芳烃,醇,酚,醚,醛,酮,羧酸,羧酸衍生物(酰卤,酸酐,酯,酰胺),多官能团化合物(官能团优先顺序:-COOH >-SO3H >-COOR >-COX >-CN >-CHO >>C =O >-OH(醇)>-OH(酚)>-SH >-NH2>-OR >C =C >-C ≡C ->(-R >-X >-NO2),并能够判断出Z/E 构型和R/S 构型。 2. 根据化合物的系统命名,写出相应的结构式或立体结构式(伞形式,锯架式,纽曼投影式,Fischer 投影式)。 立体结构的表示方法: 1 )伞形式:COOH OH 3 2)锯架式:CH 3 OH H H OH C 2H 5 3) 纽曼投影式: 4)菲舍尔投影式:COOH 3 OH H 5)构象(conformation) (1) 乙烷构象:最稳定构象是交叉式,最不稳定构象是重叠 式。 (2) 正丁烷构象:最稳定构象是对位交叉式,最不稳定构象 是全重叠式。

(3)环己烷构象:最稳定构象是椅式构象。一取代环己烷最 稳定构象是e取代的椅式构象。多取代环己烷最稳定构象是e 取代最多或大基团处于e键上的椅式构象。 立体结构的标记方法 1.Z/E标记法:在表示烯烃的构型时,如果在次序规则中两个 优先的基团在同一侧,为Z构型,在相反侧,为E构型。 CH3 C C H C2H5CH3 C C H 2 H5 Cl (Z)-3-氯-2-戊烯(E)-3-氯-2-戊烯 2、顺/反标记法:在标记烯烃和脂环烃的构型时,如果两个相同的基团在同一侧,则为顺式;在相反侧,则为反式。 CH3 C C H CH3 H CH3 C C H H CH3 顺-2-丁烯反-2-丁烯 33 3 顺-1,4-二甲基环己烷反-1,4-二甲基环己烷 3、R/S标记法:在标记手性分子时,先把及手性碳相连的四个 基团按次序规则排序。然后将最不优先的基团放在远离观察者,再以次观察其它三个基团,如果优先顺序是顺时针,则为R构型,如果是逆时针,则为S构型。 a R型S型 注:将伞状透视式及菲舍尔投影式互换的方法是:先按要求书写其透视式或投影式,然后分别标出其R/S构型,如果两者构型相同,则为

理论力学课后题参考答案

1.1 沿水平方向前进的枪弹,通过某一距离s 的时间为t 1,而通过下一等距离s 的时间为2t .试证明枪弹的减速度(假定是常数)为 由题可知示意图如题1.1.1图: { { S S 2 t 1 t 题1.1.1图 设开始计时的时刻 速度为0v ,由题可知枪弹作匀减速运动设减速度大小为a .则有 :()()??? ??? ? +-+=-=2 21210211021221t t a t t v s at t v s 由以上两式得 1102 1 at t s v += 再由此式得 ()() 2121122t t t t t t s a +-= 1.26一弹性绳上端固定,下端悬有m 及m '两质点。设a 为绳的固有长度,b 为加m 后的 伸长,c 为加m '后的伸长。今将m '任其脱离而下坠,试证质点m 在任一 瞬时离上端O 的距离为 解 以绳顶端为坐标原点.建立如题1.26.1图所示坐标系. 题1.26.1图 设绳的弹性系数为k ,则有 kb mg = ① 当 m '脱离下坠前, m 与m '系统平衡.当m '脱离下坠前,m 在拉力T 作用下上升,之后作简运.运动微分方程为 ()y m a y k mg =-- ② 联立①② 得 b b a g y b g y +=+ ③ 0=+y b g y 齐次方程通解 t b g A t b g A Y sin cos 2 11+= 非齐次方程③的特解 b a Y +=0 所以③的通解b a t b g A t b g A Y +++=sin cos 2 11 代入初始条件:0=t 时,,c b a y ++=得0,21==A c A ; 故有 b a t b g c y ++=cos 即为m 在任一时刻离上端O 的距离. O m m ' T

操作系统课后习题答案

第一章 1.设计现代OS的主要目标是什么? 答:(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性 4.试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么? 答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展: (1)不断提高计算机资源的利用率; (2)方便用户; (3)器件的不断更新换代; (4)计算机体系结构的不断发展。 12.试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统不实时系统迚行比较。答:(1)及时性:实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100微妙。 (2)交互性:实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 (3)可靠性:分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13.OS有哪几大特征?其最基本的特征是什么? 答:并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征;最基本的特征是并发性。 第二章 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a:=x+y; S2=b:=z+1; S3=c:=a –b;S4=w:=c+1; 8.试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答:(1)就绪状态→执行状态:进程分配到CPU资源 (2)执行状态→就绪状态:时间片用完 (3)执行状态→阻塞状态:I/O请求 (4)阻塞状态→就绪状态:I/O完成

有机化学课后习题答案(徐寿昌版)

烷烃 1.用系统命名法命名下列化合物: 1.(CH 3)2CHC(CH 3)2 CHCH 3 CH 32. CH 3CH 2CH CHCH 2CH 2CH 3 CH 3CH(CH 3)2 2,3,3,4-四甲基戊烷 2,4-二甲基-3-乙基己烷 3. CH 3CH 2C(CH 3)2CH 2CH 3 4.CH 3CH 3CH 2CHCH 2CH 2CCH 2CH 3 CHCH 3CH 3 CH 2CH 3 1 2 3 4 5 6 7 8 3,3-二甲基戊烷 2,6-二甲基-3,6-二乙基辛烷 5.1 2 3 4 5 6 7 6 . 2,5-二甲基庚烷 2-甲基-3-乙基己烷 7 . 8. 1 2 3 4 5 67 2,4,4-三甲基戊烷 2-甲基-3-乙基庚烷 2.写出下列各化合物的结构式: 1.2,2,3,3-四甲基戊烷 2,2,3-二甲基庚烷 CH 3 C C CH 2CH 3 CH 3 CH 3CH 3 CH 3CH 3 CH 3CHCHCH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3 3、 2,2,4-三甲基戊烷 4、2,4-二甲基-4-乙基庚烷 CH 3 C CHCH 3CH 3CH 3 CH 3 CH 3CHCH 2CCH 2CH 2CH 3 3 CH 3CH 3 5、 2-甲基-3-乙基己烷 6、三乙基甲烷 CH 3 CH 3CHCHCH 2CH 2CH 3 2CH 3 CH 3CH 2CHCH 2CH 3 2CH 3 7、甲基乙基异丙基甲烷 8、乙基异丁基叔丁基甲烷

CH 3CHCH(CH 3)2 2CH 3 CH 3CH 2CH C(CH 3)3 CH 2CHCH 3 CH 3 3.用不同符号表示下列化合物中伯、仲、叔、季碳原子 3 CH 2 C CH 3 2CH 3C CH 3CH 3 1. 1 1 1 1 1 1 2CH 3 4 02. 4 03 1 1 323)33 4. 2. 3. 4. 5. 6. 1. 5.不要查表试将下列烃类化合物按沸点降低的次序排列: (1) 2,3-二甲基戊烷 (2) 正庚烷 (3) 2-甲基庚烷 (4) 正戊烷 (5) 2-甲基己烷 解:2-甲基庚烷>正庚烷> 2-甲基己烷>2,3-二甲基戊烷> 正戊烷 (注:随着烷烃相对分子量的增加,分子间的作用力亦增加,其沸点也相应增加;同数碳原子的构造异构体中,分子的支链愈多,则沸点愈低。)

理论力学课后习题答案分析

第五章 Lt 习题5-2.重为G的物体放在倾角为a的斜面上,摩擦系数为 所需拉力T的最小值是多少,这时的角9多大? 解:(1)研究重物,受力分析(支承面约束用全反力R表 示), (2)由力三角形得 sin(a +甲」gin[(90J - a + (a + 6)] 千曲")& 皿0 -

??0=甲聽=arctgf T=Gsin(tt +(pJ

习题5-6.欲转动一放在V形槽中的钢棒料,需作用一矩M=15N.m勺力偶,已知棒料重400N,直径为25cm;求棒料与槽间的摩擦系数f。 解:(1)研究钢棒料,受力分析(支承面约束用全反力R表示),画受力图: (2)由力三角形得: R广护血(4亍-趴)& =0co昭5—忙) (3)列平衡方程: Vm o (F) = 0: - M+K血礼x/*+&$in化xr = O 由⑵、(3)得: M=FT[sin(45tf -(p H) + cos(45J -(p fl)]xrx sin(p w =JP>sin(p… x2sin45L,cos(p K 化35° (4)求摩擦系数: Wr =04243

习题5-7. 尖劈顶重装置如图所示,尖劈 A 的顶角为a ,在B块上受重物Q的作用, A、B块间的摩擦系数为f (其他有滚珠处表示光滑);求:(1)顶起重 物所需力P之值;(2)取支力P后能保证自锁的顶角a之值。 解:(1)研究整体,受力分析,画受力图: 列平衡方程 审":-S+JV X=O ■^ = Q 由力三角形得 P 二JV 勰(a+w)二伽(d +v)^?r(ff+) 1 (2)研究尖 劈

有机化学__习题答案___陈宏博

《有机化学》习 题 解 答 ——陈宏博主编. 大连理工大学出版社. 2005.1第二版 第一章 1-1 有机化合物一般具有什么特点? 答:(1)有机化合物分子中,原子之间是以共价键相连; (2)在有机化合物中,碳原子之间以及碳原子和其他非金属原子之间可形成不同类型共价键;两碳原子间可以单键、双键或叁键相连,碳原子间可以是链状,也可以是环状,且分子骨架中可以掺杂其他元素的原子; (3)大多数有机物不易溶于水,易燃烧;液体易挥发;固体熔点低; (4)有机化合物的化学反应速率一般较小;有机反应常伴有副反应。 1-2 根据键能数据,判断乙烷分子CH 3CH 3在受热裂解时,哪种共价键易发生平均断裂? 答:在乙烷分子中,C –C 间键能为347.3 kJ /mol, 而C –H 间键能为414.2 kJ /mol. 由于C –C 间键能小于C –H 间键能,所以乙烷受热裂解时,C -C 键易发生平均断裂。 1-3根据电负性数据,以δ+或δ-标注形成下列极性共价键的原子上所带的部分正电荷或负电荷。 O -H , N -H , H 3C -Br , O ═C ═O ,C ─O , H 2C ═O 答: + - -δδH O + --δδH N - + -δδBr C H 3 - +-==δδδO C O - +=δδO C H 2 1-4 指出下列化合物的偶极矩大小次序。 CH 3CH 2Cl, CH 3CH 2Br, CH 3CH 2CH 3, CH 3C ≡N, CH 3CH ≡CH 2 答: CH 3 C ≡N > CH 3CH 2Cl > CH 3CH 2Br > CH 3CH=CH 2 > CH 3CH 2CH 3 1-5 解释下列术语。 键能,键的离解能, 共价键,σ键,π键,键长,键角,电负性,极性共价键,诱导效应,路易斯酸(碱), 共价键均裂,共价键异裂,碳正离子,碳负离子,碳自由基,离子型反应,自由基型反应 答案略,见教材相关内容 1-6 下列各物种,哪个是路易斯酸?哪个是路易斯碱? (C 2H 5)2O ,NO 2 ,+CH 3CH 2 ,NH 3BF 3 ,,..CH 3CH 2 +AlCl 3 , I - ,H 2O .. .. : CH 3CH 2OH .. .. H 3+O , , NH 4+,, NC -HC C -Br + , Br - HO - , SO 3 ,CH 3SCH 3.... , C 6H 5NH 2 ,..(C 6H 5)3P . . 答: 路易斯酸: BF 3 ,NO 2 ,CH 3CH 2 ,AlCl 3 , H 3O , NH 4 , SO 3 , Br ++ + + +

清华大学版理论力学课后习题答案大全_____第6章析

第6章 刚体的平面运动分析 6-1 图示半径为r 的齿轮由曲柄OA 带动,沿半径为R 的固定齿轮滚动。曲柄OA 以等角加速度α绕轴O 转动,当运动开始时,角速度0ω= 0,转角0?= 0。试求动齿轮以圆心A 为基点的平面运动方程。 解:?c o s )(r R x A += (1) ?sin )(r R y A += (2) α为常数,当t = 0时,0ω=0?= 0 22 1t α?= (3) 起始位置,P 与P 0重合,即起始位置AP 水平,记θ=∠OAP ,则AP 从起始水平位置至图示AP 位置转过 θ??+=A 因动齿轮纯滚,故有? ? =CP CP 0,即 θ?r R = ?θr R = , ??r r R A += (4) 将(3)代入(1)、(2)、(4)得动齿轮以A 为基点的平面运动方程为: ??? ? ?? ??? +=+=+=22 2212sin )(2cos )(t r r R t r R y t r R x A A A α?αα 6-2 杆AB 斜靠于高为h 的台阶角C 处,一端A 以匀速v 0沿水平向右运动,如图所示。试以杆与铅垂线的夹角θ 表示杆的角速度。 解:杆AB 作平面运动,点C 的速度v C 沿杆AB 如图所示。作速度v C 和v 0的垂线交于点P ,点P 即为杆AB 的速度瞬心。则角速度杆AB 为 h v AC v AP v AB θθω2 000cos cos === 6-3 图示拖车的车轮A 与垫滚B 的半径均为r 。试问当拖车以速度v 前进时,轮A 与垫滚B 的角速度A ω与B ω有什么关系?设轮A 和垫滚B 与地面之间以及垫滚B 与拖车之间无滑动。 解:R v R v A A == ω R v R v B B 22==ω B A ωω2= 6-4 直径为360mm 的滚子在水平面上作纯滚动,杆BC 一端与滚子铰接,另一端与滑块C 铰接。设杆BC 在水平位置时,滚子的角速度ω=12 rad/s ,θ=30?,?=60?,BC =270mm 。试求该瞬时杆BC 的角速度和点C 的速度。 习题6-1图 习题6-2图 习题6-2解图 习题6-3解图 习题6-3图 v A = v v B = v ωA ωB

操作系统课后题及答案

第一章 1 .设计现代OS 的主要目标是什么? 答:(1)有效性(2)方便性(3)可扩充性(4)开放性 2 .OS 的作用可表现在哪几个方面? 答:(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 (2)OS 作为计算机系统资源的管理者 (3)OS 实现了对计算机资源的抽象 4 .试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么?答:主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展: (1)不断提高计算机资源的利用率; (2)方便用户; (3)器件的不断更新换代; (4)计算机体系结构的不断发展。 7 .实现分时系统的关键问题是什么?应如何解决?答:关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时,系统应能及时接收并及时处理该命令,在用户能接受的时延内将结果返回给用户。 解决方法:针对及时接收问题,可以在系统中设置多路卡,使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据;为每个终端配置缓冲区,暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题,应使所有的用户作业都直接进入内存,并且为每个作业分配一个时间片,允许作业只在自己的时间片内运行,这样在不长的时间内,能使每个作业都运行一次。 12 .试从交互性、及时性以及可靠性方面,将分时系统与实时系统进行比较。 答:( 1 )及时性:实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似,都是以人所能接受的等待时间来确定;而实时控制系统的及时性,是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的,一般为秒级到毫秒级,甚至有的要低于100 微妙。 (2)交互性:实时信息处理系统具有交互性,但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 (3)可靠性:分时系统也要求系统可靠,但相比之下,实时系统则要求系统具有高度 的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失,甚至是灾难性后果,所以在实时系统中,往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13 .OS 有哪几大特征?其最基本的特征是什么?答:并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征;最基本的特征是并发性。

理论力学课后答案(范钦珊)

C (a-2) D R (a-3) (b-1) D R 第1篇 工程静力学基础 第1章 受力分析概述 1-1 图a 、b 所示,Ox 1y 1与Ox 2y 2分别为正交与斜交坐标系。试将同一力F 分别对两坐标系进行分解和投影,并比较分力与力的投影。 习题1-1图 解:(a )图(c ):11 s i n c o s j i F ααF F += 分力:11 cos i F αF x = , 11 s i n j F αF y = 投影:αcos 1F F x = , αs i n 1F F y = 讨论:?= 90°时,投影与分力的模相等;分力是矢量,投影是代数量。 (b )图(d ): 分力:22)cot sin cos (i F ?ααF F x -= ,22sin sin j F ? α F y = 投影:αcos 2F F x = , )cos(2α?-=F F y 讨论:?≠90°时,投影与分量的模不等。 1-2 试画出图a 和b 习题1-2图 比较:图(a-1)与图(b-1)不同,因两者之F R D 值大小也不同。 (c ) 2 2 x (d )

1-3 试画出图示各物体的受力图。 习题1-3图 B 或(a-2) B (a-1) (b-1) F (c-1) 或(b-2) (e-1)

F (a) 1- 4 图a 所示为三角架结构。荷载F 1作用在铰B 上。杆AB 不计自重,杆BC 自重为W 。试画出b 、c 、d 所示的隔离体的受力图,并加以讨论。 习题1-4 图 1- 5 图示刚性构件ABC 由销钉A 和拉杆D 支撑,在构件C 点作用有一水平力F 。试问如果将力F 沿其作用线移至D 或E (如图示),是否会改为销钉A 的受力状况。 解:由受力图1-5a ,1- 5b 和1-5c 分析可知,F 从C 移至E ,A 端受力不变,这是因为力F 在自身刚体ABC 上滑移;而F 从C 移至D ,则A 端受力改变,因为HG 与ABC 为不同的刚体。 1 (f-1) 'A (f-2) 1 O (f-3) F F'F 1 (d-2) F y B 21 (c-1) F A B 1 B F Dx y (b-2) 1 (b-3) F y B 2 A A B 1 B F 习题1-5图

大学有机化学总结习题及答案-最全

有机化学总结 一.有机化合物的命名 1. 能够用系统命名法命名各种类型化合物: 包括烷烃,烯烃,炔烃,烯炔,脂环烃(单环脂环烃和多环置换脂环烃中的螺环烃和桥环烃),芳烃,醇,酚,醚,醛,酮,羧酸,羧酸衍生物(酰卤,酸酐,酯,酰胺),多官能团化合物(官能团优先顺序:-COO H>-S O3H>-CO OR>-C OX>-CN>-C HO>>C =O>-OH(醇)>-OH(酚)>-SH >-N H2>-OR >C=C >-C ≡C->(-R >-X >-NO 2),并能够判断出Z/E构型和R/S 构型。 2. 根据化合物的系统命名,写出相应的结构式或立体结构式(伞形式,锯架式,纽曼投影式,Fis ch er 投影式)。 立体结构的表示方法: 1 )伞形式:COOH OH 3 2)锯架式:CH 3 H H OH 2H 5 3) 纽曼投影式 : 4)菲舍尔投影 式:COOH 3 OH H 5)构象(c onforma tion)

(1)乙烷构象:最稳定构象是交叉式,最不稳定构象 是重叠式。 (2)正丁烷构象:最稳定构象是对位交叉式,最不稳 定构象是全重叠式。 (3)环己烷构象:最稳定构象是椅式构象。一取代环 己烷最稳定构象是e取代的椅式构象。多取代环己烷最稳定构象是e取代最多或大基团处于e键上的椅式构象。立体结构的标记方法 1.Z/E标记法:在表示烯烃的构型时,如果在次序规则 中两个优先的基团在同一侧,为Z构型,在相反侧, 为E构型。 CH3 C C H C2H5CH3 C C H 2 H5 Cl (Z)-3-氯-2-戊烯(E)-3-氯-2-戊烯 2、顺/反标记法:在标记烯烃和脂环烃的构型时,如果两个相同的基团在同一侧,则为顺式;在相反侧,则为反式。 CH3 C C H CH3 H CH3 C C H H CH3 顺-2-丁烯反-2-丁烯 33 3 顺-1,4-二甲基环己烷反-1,4-二甲基环己烷 3、R/S标记法:在标记手性分子时,先把与手性碳相连的四个基团按次序规则排序。然后将最不优先的基团放在远离观察者,再以次观察其它三个基团,如果优先顺序是顺时针,则为R构型,如果是逆时针,则为S构型。

清华大学版理论力学课后习题集标准答案全集第6章刚体平面运动分析

6章 刚体的平面运动分析 6-1 图示半径为r 的齿轮由曲柄OA 带动,沿半径为R 的固定齿轮滚动。曲柄OA 以等角加速度α绕轴O 转动,当运动开始时,角速度0ω= 0,转角0?= 0。试求动齿轮以圆心A 为基点的平面运动方程。 解:?cos )(r R x A += (1) ?sin )(r R y A += (2) α为常数,当t = 0时,0ω=0?= 0 22 1t α?= (3) 起始位置,P 与P 0重合,即起始位置AP 水平,记θ=∠OAP ,则AP 从起始水平位置至图示AP 位置转过 θ??+=A 因动齿轮纯滚,故有? ? =CP CP 0,即 θ?r R = ?θr R = , ??r r R A += (4) 将(3)代入(1)、(2)、(4)得动齿轮以A 为基点的平面运动方程为: ??? ? ?? ??? +=+=+=22 2212sin )(2cos )(t r r R t r R y t r R x A A A α?αα 6-2 杆AB 斜靠于高为h 的台阶角C 处,一端A 以匀速v 0沿水平向右运动,如图所示。试以杆与铅垂线的夹角θ 表示杆的角速度。 解:杆AB 作平面运动,点C 的速度v C 沿杆AB 如图所示。作速度v C 和v 0的垂线交于点P ,点P 即为杆AB 的速度瞬心。则角速度杆AB 为 h v AC v AP v AB θθω2 000cos cos === 6-3 图示拖车的车轮A 与垫滚B 的半径均为r 。试问当拖车以速度v 前进时,轮A 与垫滚B 的角速度A ω与B ω有什么关系?设轮A 和垫滚B 与地面之间以及垫滚B 与拖车之间无滑动。 解:R v R v A A == ω R v R v B B 22==ω B A ωω2= 6-4 直径为360mm 的滚子在水平面上作纯滚动,杆BC 一端与滚子铰接,另一端与滑块C 铰接。设杆BC 在水平位置时,滚子的角速度ω=12 rad/s ,θ=30?,?=60?,BC =270mm 。试求该瞬时杆BC 的角速度和点C 的速度。 习题6-1图 A B C v 0 h θ 习题6-2图 P ωAB v C A B C v o h θ 习题6-2解图 习题6-3解图 习题6-3图 v A = v v B = v ωA ωB

计算机操作系统习题及答案

第3章处理机调度1)选择题 (1)在分时操作系统中,进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 (2)_B__ 优先权是在创建进程时确定的,确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 (3)__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 (4)设有四个作业同时到达,每个作业的执行时间均为2小时,它们在一台处理器上按单道方式运行,则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 (5)现有3个同时到达的作业J1、J2和J3,它们的执行时间分别是T1、T2和T3,且T1<T2<T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法,则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 (6)__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 (7)下述作业调度算法中,_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2)填空题 (1)进程的调度方式有两种,一种是抢占(剥夺)式,另一种是非抢占(非剥夺)式。 (2)在_FCFS_ 调度算法中,按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 (3)采用时间片轮转法时,时间片过大,就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 (4)一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤,每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 (5)作业生存期共经历四个状态,它们是提交、后备、运行和完成。 (6)既考虑作业等待时间,又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3)解答题 (1)单道批处理系统中有4个作业,其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。(运行时间为小时,按十进制计算) 表3-9 作业的提交时间和运行时间

华东理工大学有机化学课后答案

华东理工大学有机化学 课后答案 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

部分习题参考答案 2-1 (5) 顺-1,2-二溴环己烷 (6) (7) 5-甲基螺[]辛烷 2-4 (3)>(2)>(5)>(1)>(4) 2-6 (1) 正丙基(n-Pr-) (2)异丙基(i-Pr-) (3) 异丁基(i-Bu-) (4)叔丁基(t-Bu-) (5)甲基(Me-) (6) 乙基(Et-) 2-7 (3) CH3CH2CH(CH3) 2 (4) (CH3)4C 2-8(3)、(6)等同;(2)、(5)构造异构;(1)、(4) 构象异构 2-9(1) 用Br2。因氢原子活性有差异,溴原子活性适中,反应选择性强,主要得到 CH3 Br。 (2) 用Cl2。只有一种氢,氯原子反应活性高。 2-10 CH3CH2·的稳定性大于CH3·,易于生成。 2-112,3-二甲基丁烷有四个典型构象式,2,2,3,3-四甲基丁烷有二个;前者最稳定的构象 式为 3 H3 。 2-16(4)>(2)>(3)>(1) 4-4 4-5(1) (2) 2,3-二甲基-2-丁烯>2-甲基-2-戊烯>反-3-己烯>顺-3-己烯>1-己烯 (3)2-甲基-1-丙烯快(形成叔碳正离子) 4-6(1)亲电加成反应,中间体为碳正离子,有重排 (2)甲醇与碳正离子结合;直接失去质子而形成醚 5-9 (1)Br2/CCl4;Ag(NH3)2NO3,(2)顺丁稀二酸酐; Ag(NH3)2NO3, 5-11 5-12 6-1 (a) C3H7NO (b) C2H3OCl

理论力学课后习题答案

第11章 动量矩定理 一、是非题(正确的在括号内打“√”、错误的打“×”) 1. 质点系对某固定点(或固定轴)的动量矩,等于质点系的动量对该点(或轴)的矩。 (×) 2. 质点系所受外力对某点(或轴)之矩恒为零,则质点系对该点(或轴)的动量矩不变。(√) 3. 质点系动量矩的变化与外力有关,与内力无关。 (√) 4. 质点系对某点动量矩守恒,则对过该点的任意轴也守恒。 (√) 5. 定轴转动刚体对转轴的动量矩,等于刚体对该轴的转动惯量与角加速度之积。 (×) 6. 在对所有平行于质心轴的转动惯量中,以对质心轴的转动惯量为最大。 (×) 7. 质点系对某点的动量矩定理e 1d ()d n O O i i t ==∑L M F 中的点“O ”是固定点或质点系的质 心。 (√) 8. 如图所示,固结在转盘上的均质杆AB ,对转轴的转动惯量为20A J J mr =+ 221 3ml mr =+,式中m 为AB 杆的质量。 (×) 9. 当选质点系速度瞬心P 为矩心时,动量矩定理一定有e 1d ()d n P P i i t ==∑L M F 的形式,而 不需附加任何条件。 (×) 10. 平面运动刚体所受外力对质心的主矩等于零,则刚体只能做平动;若所受外力的主矢等于零,刚体只能作绕质心的转动。 (×)

图 二、填空题 1. 绕定轴转动刚体对转轴的动量矩等于刚体对转轴的转动惯量与角速度的乘积。 2. 质量为m ,绕z 轴转动的回旋半径为ρ,则刚体对z 轴的转动惯量为2ρm J z =。 3. 质点系的质量与质心速度的乘积称为质点系的动量。 4. 质点系的动量对某点的矩随时间的变化规律只与系统所受的外力对该点的矩有关,而与系统的内力无关。 5. 质点系对某点动量矩守恒的条件是质点系所受的全部外力对该点之矩的矢量和等于零,质点系的动量对x 轴的动量矩守恒的条件是质点系所受的全部外力对x 轴之矩的代数和等于零。 6. 质点M 质量为m ,在Oxy 平面内运动, 如图所示。其运动方程为kt a x cos =,kt b y sin =,其中 a 、b 、k 为常数。则质点对原点O 的动量矩为abk L O =。 7. 如图所示,在铅垂平面内,均质杆OA 可绕点O 自由转动,均质圆盘可绕点A 自由转动,杆OA 由水平位置无初速释放,已知杆长为l ,质量为m ;圆盘半径为R ,质量为M 。 则当杆转动的角速度为ω时,杆OA 对点O 的动量矩O L =ω231 ml ;圆盘对点O 的动量矩 O L =ω2Ml ;圆盘对点A 的动量矩A L =0。 图 图 8. 均质T 形杆,OA = BA = AC = l ,总质量为m ,绕O 轴转动的角速度为ω,如图所示。则它对O 轴的动量矩O L =ω2ml 。 9. 半径为R ,质量为m 的均质圆盘,在其上挖去一个半径为r = R /2的圆孔,如图所示。 则圆盘对圆心O 的转动惯量O J =232 13 mR 。 图 图 10. 半径同为R 、重量同为G 的两个均质定滑轮,一个轮上通过绳索悬一重量为Q 的重

清华大学版理论力学课后习题答案大全_____第3章静力学平衡问题习题解

F DB CB DB F ' 习题3-3图 第3章 静力学平衡问题 3-1 图示两种正方形结构所受荷载F 均已知。试求其中1,2,3各杆受力。 解:图(a ):045cos 23=-?F F F F 2 2 3= (拉) F 1 = F 3(拉) 045cos 232=?-F F F 2 = F (受压) 图(b ):033='=F F F 1 = 0 F 2 = F (受拉) 3-2 图示为一绳索拔桩装置。绳索的E 、C 两点拴在架子上,点B 与拴在桩A 上的绳索AB 连接,在点D 加一铅垂向下的力F ,AB 可视为铅垂,DB 可视为水平。已知α= 0.1rad.,力F = 800N 。试求绳AB 中产生的拔桩力(当α很小时,tan α≈α)。 解:0=∑y F ,F F ED =αsin αs i n F F ED = 0=∑x F ,DB ED F F =αcos F F F DB 10tan == α 由图(a )计算结果,可推出图(b )中:F AB = 10F DB = 100F = 80 kN 。 3-3 起重机由固定塔AC 与活动桁架BC 组成,绞车D 和E 分别控制桁架BC 和重物W 的运动。桁架BC 用铰链连接于点C ,并由钢索AB 维持其平衡。重物W = 40kN 悬挂在链索上,链索绕过点B 的滑轮,并沿直线BC 引向绞盘。长度AC = BC ,不计桁架重量和滑轮摩擦。试用角?=∠ACB 的函数来表示钢索AB 的张力F AB 以及桁架上沿直线BC 的压力F BC 。 (b-1) 习题3-1图 (a-1) (a-2) '3 (b-2) 习题3-2图 F

操作系统课后题答案

2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数,主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。 另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行,包括资源分配、统计、保护和安全等。 这两类服务的区别在于服务的对象不同,一类是针对用户,另一类是针对系统本身。 2.6 优点:采用同样的系统调用界面,可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件,利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码,可以支持规范定义的API。 缺点:系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能,由于设备和文件读写速度不同,若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么,机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下,每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制,这样策略的改变只需要重定义一些系统参数,而不需要改变机制,提高了系统灵活性。 3.1、短期调度:从准备执行的进程中选择进程,并为之分配CPU; 中期调度:在分时系统中使用,进程能从内存中移出,之后,进程能被重新调入内存,并从中断处继续执行,采用了交换的方案。 长期调度:从缓冲池中选择进程,并装入内存以准备执行。 它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程,而长期调度程序执行地并不频繁,只有当进程离开系统后,才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时,value值不变,A行将输出:PARENT:value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说,单线程要比多线程的功能好,比如(1)输入三角形的三边长,求三角形面积;(2)从键盘输入一个大写字母,将它改为小写字母输出。

华东理工大学有机化学课后答案

部分习题参考答案 2-1 (5) 顺-1,2-二溴环己烷 (6) 1,7,7-三甲基二环[2、2、1]庚烷 (7) 5-甲基螺[3、4] 辛烷 (8) (9) C C C C CH 3CH 3CH 3 CH 3 H 3H 3 (10) (CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3 (11) 2-4 (3)>(2)>(5)>(1)>(4) 2-6 (1) 正丙基(n -Pr-) (2) 异丙基(i -Pr-) (3) 异丁基(i -Bu-) (4) 叔丁基(t -Bu-) (5)甲基(Me-) (6) 乙基(Et-) 2-7 (3) CH 3CH 2CH(CH 3) 2 (4) (CH 3)4C 2-8 (3)、(6)等同;(2)、(5)构造异构;(1)、(4) 构象异构 2-9 (1) 用Br 2。因氢原子活性有差异,溴原子活性适中,反应选择性强,主要得到 CH 3 Br 。 (2) 用Cl 2。只有一种氢,氯原子反应活性高。 2-10 CH 3CH 2·的稳定性大于CH 3·,易于生成。 2-11 2,3-二甲基丁烷有四个典型构象式,2,2,3,3-四甲基丁烷有二个;前者最稳定的构象式为 3H 3。 CH(CH 3)2 CH 3 33)2 ( 顺 ) > ( 反 ) (2) 2-13 3)2 3 3)2 CH 3 (1) H 3 H 3(2) < >2-15 2-16 (4)>(2)>(3)>(1) 4-4 (7) H OH CH 3 OH CH 3 C 2H 5 HO H HO CH 3 CH 3 C 2H 5 (8) (CH 3)2CHC O H 3C O O CHCH 3 (CH 3)2CHC O CH 3 O CHCH 3

理论力学课后习题答案

《理论力学》课后答案 习题4-1.求图示平面力系的合成结果,长度单位为m。 解:(1) 取O点为简化中心,求平面力系的主矢: 求平面力系对O点的主矩: (2) 合成结果:平面力系的主矢为零,主矩不为零,力系的合成结果是一个合力偶,大小是260Nm,转向是逆时针。 习题4-3.求下列各图中平行分布力的合力和对于A点之矩。 解:(1) 平行力系对A点的矩是:

取B点为简化中心,平行力系的主矢是: 平行力系对B点的主矩是: 向B点简化的结果是一个力R B和一个力偶M B,且: 如图所示; 将R B向下平移一段距离d,使满足: 最后简化为一个力R,大小等于R B。其几何意义是:R的大小等于载荷分布的矩形面积,作用点通过矩形的形心。 (2) 取A点为简化中心,平行力系的主矢是: 平行力系对A点的主矩是:

向A点简化的结果是一个力R A和一个力偶M A,且: 如图所示; 将R A向右平移一段距离d,使满足: 最后简化为一个力R,大小等于R A。其几何意义是:R的大小等于载荷分布的三角形面积,作用点通过三角形的形心。 习题4-4.求下列各梁和刚架的支座反力,长度单位为m。

解:(1) 研究AB杆,受力分析,画受力图: 列平衡方程: 解方程组: 反力的实际方向如图示。 校核:

结果正确。 (2) 研究AB杆,受力分析,将线性分布的载荷简化成一个集中力,画受力图: 列平衡方程: 解方程组: 反力的实际方向如图示。 校核: 结果正确。 (3) 研究ABC,受力分析,将均布的载荷简化成一个集中力,画受力图:

列平衡方程: 解方程组: 反力的实际方向如图示。 校核: 结果正确。 习题4-5.重物悬挂如图,已知G=1.8kN,其他重量不计;求铰链A的约束反力和杆BC所受的力。

操作系统概念课后习题答案整理.doc

1.1在多道程序和分时环境中,多个用户同时共享一个系统,返种情冴导致多种安全问题。a. 列出此类的问题b.在一个分时机器中,能否确保像在与用机器上一样的安全度?并解释乀。 Answer:a.窃叏戒者复制某用户癿程序戒数据;没有合理癿预算来使用资源(CPU,内存,磁盘空闱,外围设备)b.应该丌行,因为人类设计癿仸何保护机制都会丌可避兊癿被另外癿人所破译,而丏径自信癿认为程序本身癿实现是正确癿是一件困难癿亊。 1.2资源的利用问题在各种各样的操作系统中出现。试例丼在下列的环境中哪种资源必须被严栺的管理。(a)大型电脑戒迷你电脑系统(b)不服务器相联的工作站(c)手持电脑 Answer: (a)大型电脑戒迷你电脑系统:内存呾CPU资源,外存,网络带宽(b)不服务器相联癿工作站:内存呾CPU资源(c)手持电脑:功率消耗,内存资源 1.3在什举情冴下一个用户使用一个分时系统比使用一台个人计算机戒单用户 工作站更好? Answer:当另外使用分时系统癿用户较少时,仸务十分巨大,硬件速度径快,分时系统有意丿。充分利用该系统可以对用户癿问题产生影响。比起个人电脑,问题可以被更快癿解决。迓有一种可能収生癿情冴是在同一时闱有许多另外癿用户在同一时闱使用资源。当作业足够小,丏能在个人计算机上合理癿运行时,以及当个人计算机癿性能能够充分癿运行程序来达到用户癿满意时,个人计算机是最好癿,。 1.4在下面丼出的三个功能中,哪个功能在下列两种环境下,(a)手持装置(b)实

时系统需要操作系统的支持?(a)批处理程序(b)虚拟存储器(c)分时 Answer:对二实时系统来说,操作系统需要以一种公平癿方式支持虚拟存储器呾分时系统。对二手持系统,操作系统需要提供虚拟存储器,但是丌需要提供分时系统。批处理程序在两种环境中都是非必需癿。 1.5描述对称多处理(SMP)和非对称多处理乀间的区别。多处理系统的三个优点和一个缺点? Answer:SMP意味着所以处理器都对等,而丏I/O可以在仸何处理器上运行。非对称多处理有一个主处理器控制系统,不剩下癿处理器是随从关系。主处理器为从处理器安排工作,而丏I/O也叧在主处理器上运行。多处理器系统能比单处理器系统节省资金,返是因为他们能共享外设,大容量存储呾电源供给。它们可以更快速癿运行程序呾增加可靠性。多处理器系统能比单处理器系统在软、硬件上也更复杂(增加计算量、觃模经济、增加可靠性) 1.6集群系统不多道程序系统的区别是什举?两台机器属二一个集群来协作提 供一个高可靠性的服务器的要求是什举? Answer:集群系统是由多个计算机耦合成单一系统幵分布二整个集群来完成计算仸务。另一方面,多道程序系统可以被看做是一个有多个CPU组成癿单一癿物理实体。集群系统癿耦合度比多道程序系统癿要低。集群系统通过消息迕行通信,而多道程序系统是通过共享癿存储空闱。为了两台处理器提供较高癿可靠性服务,两台机器上癿状态必项被复制,幵丏要持续癿更新。当一台处理器出现敀障时,另一台处理器能够接管敀障处理癿功能。 1.7试区分分布式系统(distribute system)的客户机-服务器(client-server)模型不对等系统(peer-to-peer)模型

清华大学版理论力学课后习题答案大全 第7章质点动力学

习题7-2图 习题7-1图 s F 第3篇 工程动力学基础 第7章 质点动力学 7-1 图示滑水运动员刚接触跳台斜面时,具有平行于斜面方向的速度40.2km/h ,忽略 摩擦,并假设他一经接触跳台后,牵引绳就不再对运动员有作用力。试求滑水运动员从飞离斜面到再落水时的水平长度。 解:接触跳台时 17 113600 102403 0..v =?= m/s 设运动员在斜面上无机械能损失 768 8442892171122 02 0....gh v v =??-= -= m/s 141 8.cos v v x ==θm/s, 256 3.s i n v v y ==θm/s 541 022 1.g v h y == m 33201.g v t y == s 2 2 0121)(gt h h = + 780.08 .9) 44.2541.0(2) (2012=+= += g h h t s 112.121=+=t t t s 05 911211418...t v x x =?==m 7-2 图示消防人员为了扑灭高21m 仓库屋顶平台上的火灾,把水龙头置于离仓库墙基15m 、距地面高1m 处,如图所示。水柱的初速度250=υm/s ,若欲使水柱正好能越过屋顶边缘到达屋顶平台,且不计空气阻力,试问水龙头的仰角α应为多少?水柱射到屋顶平台上的水平距离s 为多少? 解:(1) α cos v t 0115= (1) 20 2 1sin 2 110=- ?gt t v α (2) (1)代入(2),得 0 1.44cos sin 375cos 5002=+-ααα α αα2 2 c o s 1c o s 3751.44cos 500-=+ 0 81.1944cos 96525cos 3906252 4 =+-αα 22497.0cos 2 =α, ?=685.61α (2) g v t αsin 02= (到最高点所经过时间) 26 .232)15cos (20=?-?=t v S αm 7-3 图示三角形物块置于光滑水平面上,并以水平等加速度a 向右运动。另一物块置于其斜面上,斜面的倾角为θ。设物块与斜面间的静摩擦因数为s f ,且tan θ>s f ,开始时物块在斜面上静止,如果保持物块在斜面上不滑动,加速度a 的最大值和最小值应为多少? 习题7-1解图 θ v 0 v y O

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