2011年環境化學專業考研測試題及參考答案一

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一、填空題(每空0.5分,共30分)
1環境化學是一門研究有害物質在環境介質中的________、________、________、________及其控制的化學原理和方法的科學。
2水中常見的吸附等溫線有________、________、________。
3誘發沉積物中重金屬的釋放的主要因素有________、________、________、________。
4向某一含碳酸的水體加入重碳酸鹽，總酸度_____、無機酸度_____、CO2酸度______、總堿度_____、酚酞堿度_____和苛性堿度_____。
5組成水中堿度的物質可以歸納為：________、________、________。
6依據軟硬酸堿理論，可以確定天然水中主要的無機配體中硬堿有________，軟堿有________。
7一般根據腐殖質在堿和酸溶液中的溶解度可以把其分成________、________、________三類。
8________的光解是大氣中HO·自由基的主要來源之一，________的光解是大氣中HO2·自由基的主要來源之一。
9影響酸雨形成的因素有________、________、________、________。
10能保持土壤緩沖性能的物質有________、________、________三類。
11環境中有機磷農藥的降解過程分為________、________、________三類。
12確定生物富集過程中的BCF值的方法有________、________。
13生物轉化中的受氫體包括________、________、________三類。
14光化學煙霧從產生到結束，其中主要污染物依次出現的順序為，二次污染物有。 
15含碳化合物的厭氧分解過程中，在______細菌的作用下，生成________中間產物，然后在______細菌的作用下，生成______。
16丙酮酸在有氧條件下，通過________輔酶，轉化為________，然后與草酰乙酸反應生成________，進入________循環過程。
17物質通過生物膜的方式有________、________、________、________、______。
18導致臭氧層耗損的典型物質有。
19土壤堿化度為________，其產生過程為________作用。
二、名詞解釋(每題2分,共18分)
專屬吸附
質子平衡原理
質體流動
DLVO理論
積累穩定常數
二次顆粒物
濕沉降
b-氧化途徑
環境化學效應
三、公式推導(每題6分,共12分)
1推導天然水體的電子活度pE與氧化還原電位的關系。
2推導關于酶促反應速率的米氏方程，并分析Km值的物理意義和酶學意義。
四、簡答題(每題5分,共15分)
1簡述分配作用和吸附作用的區別。
2簡述大氣顆粒物的三模態及其組成和相互轉化規律。
3簡述NAD+/NADP+、細胞色素酶、輔酶A的作用及簡單反應式。
五、計算題(每題10分,共10分)
水樣A的pH為7.5，堿度為5.38mmol.L-1，水樣B的pH為9.0，堿度為0.70mmol.L-1，若這兩種水樣以3:2的體積比混合，計算混合后水樣的pH和其中的Ca2+濃度(化簡到有關H+的方程)。(碳酸電離的平衡常數為：pK1=6.35，pK2=10.33；CaCO3的Ksp=10-8.32)
六、綜合題(第1題8分,第2題7分,共15分)
1具體解釋氮的微生物轉化過程及其中涉及的硝化、反硝化過程作用細菌的特征。
2討論pc-pH圖、pc-pE圖、pE-pH圖的含義、畫法以及區別。

參考答案

一 填空題(每空0.5分,共30分)

1 環境化學是一門研究有害物質在環境介質中的存在、化學特性、行為、效應及其控制的化學原理和方法的科學。

2 水中常見的吸附等溫線有H型、F型、L型。

3 誘發沉積物中重金屬的釋放的主要因素有鹽濃度升高、氧化還原條件變化、降低pH值、增加水中配合劑的含量。

4 向某一含碳酸的水體加入重碳酸鹽，總酸度增加、無機酸度減少、CO2酸度不變、總堿度增加、酚酞堿度不變和苛性堿度減少。

5 組成水中堿度的物質可以歸納為：強堿、弱堿、強堿弱酸鹽。

6 依據軟硬酸堿理論，可以確定天然水中主要的無機配體中硬堿有OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-，軟堿有S2-。

7 一般根據腐殖質在堿和酸溶液中的溶解度可以把其分成腐殖酸、富里酸、腐黑物三類。

8 亞硝酸的光解是大氣中HO·自由基的主要來源之一，醛的光解是大氣中HO2·自由基的主要來源之一。

9 影響酸雨形成的因素有酸性污染物的排放、大氣中的氨、顆粒物酸度及其緩沖能力、天氣形勢的影響。

10 能保持土壤緩沖性能的物質有土壤溶液中弱酸及其鹽類和兩性物質、土壤膠體、鋁離子三類。

11 環境中有機磷農藥的降解過程分為吸附催化水解、光降解、生物降解三類。

12 確定生物富集過程中的BCF值的方法有平衡法、動力學法。

13 生物轉化中的受氫體包括分子氧、有機底物轉化的中間產物、無機含氧化合物三類。

14 光化學煙霧從產生到結束，其中主要污染物依次出現的順序為烴、NO、NO2、O3、醛類，二次污染物有NO2、O3、醛類。

15含碳化合物的厭氧分解過程中，在產氫菌和產乙酸細菌的作用下，生成乙酸、甲酸、氫氣、二氧化碳中間產物，然后在產甲烷細菌的作用下，生成甲烷。

16丙酮酸在有氧條件下，通過NAD+、輔酶A等輔酶，轉化為乙酰輔酶A，然后與草酰乙酸反應生成檸檬酸，進入三羧酸循環過程。

17物質通過生物膜的方式有膜孔濾過、被動擴散、被動易化擴散、主動轉運、胞吞和胞飲。

18導致臭氧層耗損的典型物質有水蒸氣、氮氧化物、氟氯烴。

19土壤堿化度為Na+離子飽和度，其產生過程為交換性陽離子的水解作用。

二 名詞解釋(每題2分,共18分)

專屬吸附：是指吸附過程中，除了化學鍵的作用外，尚有加強的憎水鍵和范德華力或氫鍵在起作用。

質子平衡原理：對于酸堿中和反應，反應過程中得到質子的物質的量等于失去質子的物質的量。

質體流動：由水或土壤微粒或者兩者共同作用引起的物質流動。

DLVO理論：把范德華吸引力和擴散雙電層排斥力考慮為膠體之間僅有的作用因素，適用于沒有化學專屬吸附作用的電解質溶液中，而且假設顆粒是粒度均等、球體形狀的理想狀態。膠體之間的作用能(負的多分子范德華引力能和正的擴散雙電層排斥力能的代數和)隨著膠體中心之間距離的變化而變化，存在第一極小值和第而極小值。

積累穩定常數：在配合反應中，指幾個配位體依次與中心金屬離子絡合形成配合物，每一次配合反應中的絡合常數的乘積即為積累穩定常數。

二次顆粒物：是指大氣中某些污染組分之間，或這些組分與大氣成分之間發生反應而產生的顆粒物。

濕沉降：通過降雨降雪等使大氣中的顆粒物從大氣中去除的過程。

b-氧化途徑：是脂肪酸氧化分解的主要途徑，脂肪酸與輔酶A結合，形成脂酰輔酶A，羧基的β位上的碳原子經歷脫氫-加羥-羰基化等氧化過程，然后與輔酶A結合，形成乙酰輔酶A和少兩個碳原子的脂酰輔酶A的過程。

環境化學效應：是指在各種環境因素影響下，物質間發生化學反應產生的環境效應。

三 公式推導(每題6分,共12分)

1推導天然水體的電子活度pE與氧化還原電位的關系。

解：如果有一個氧化還原半反應：Ox + ne = Red

根據能斯特方程式，則上述反應可以寫成：

E=E0-2.303RT*lg([Red]/[Ox])/nF，當反應達到平衡時，E0=2.303RT*lgK/nF

E=2.303RT*lgK/nF-2.303RT*lg([Red]/[Ox])/nF=(2.303 RT/nF)(lgK- lg([Red]/[Ox]))

從理論上考慮下式成立：

K=[Red]/[Ox][e]n

即[e]={ [Red]/[Ox]K}1/n

根據pE的定義：pE=-lg[e]= 1/n{lg K –lg([Red]/[Ox])}

將E=(2.303 RT/nF)(lgK- lg([Red]/[Ox]))變形后代入上式，即：

pE= EF/2.303RT

pE0= E0F/2.303RT

2 推導關于酶促反應速率的米氏方程，并分析Km值的物理意義和酶學意義。

污染物在環境中生物轉化機理表示為：