2011年環(huán)境化學(xué)專業(yè)考研測(cè)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(huán)境化學(xué)是一門研究有害物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的________、________、________、________及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué)。
2水中常見的吸附等溫線有________、________、________。
3誘發(fā)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(jī)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(zhì)可以歸納為：________、________、________。
6依據(jù)軟硬酸堿理論，可以確定天然水中主要的無機(jī)配體中硬堿有________，軟堿有________。
7一般根據(jù)腐殖質(zhì)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(zhì)有________、________、________三類。
11環(huán)境中有機(jī)磷農(nóng)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(zhuǎn)化中的受氫體包括________、________、________三類。
14光化學(xué)煙霧從產(chǎn)生到結(jié)束，其中主要污染物依次出現(xiàn)的順序?yàn)椋�二次污染物有�?nbsp;
15含碳化合物的厭氧分解過程中，在______細(xì)菌的作用下，生成________中間產(chǎn)物，然后在______細(xì)菌的作用下，生成______。
16丙酮酸在有氧條件下，通過________輔酶，轉(zhuǎn)化為________，然后與草酰乙酸反應(yīng)生成________，進(jìn)入________循環(huán)過程。
17物質(zhì)通過生物膜的方式有________、________、________、________、______。
18導(dǎo)致臭氧層耗損的典型物質(zhì)有。
19土壤堿化度為________，其產(chǎn)生過程為________作用。
二、名詞解釋(每題2分,共18分)
專屬吸附
質(zhì)子平衡原理
質(zhì)體流動(dòng)
DLVO理論
積累穩(wěn)定常數(shù)
二次顆粒物
濕沉降
b-氧化途徑
環(huán)境化學(xué)效應(yīng)
三、公式推導(dǎo)(每題6分,共12分)
1推導(dǎo)天然水體的電子活度pE與氧化還原電位的關(guān)系。
2推導(dǎo)關(guān)于酶促反應(yīng)速率的米氏方程，并分析Km值的物理意義和酶學(xué)意義。
四、簡(jiǎn)答題(每題5分,共15分)
1簡(jiǎn)述分配作用和吸附作用的區(qū)別。
2簡(jiǎn)述大氣顆粒物的三模態(tài)及其組成和相互轉(zhuǎn)化規(guī)律。
3簡(jiǎn)述NAD+/NADP+、細(xì)胞色素酶、輔酶A的作用及簡(jiǎn)單反應(yīng)式。
五、計(jì)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(jì)算混合后水樣的pH和其中的Ca2+濃度(化簡(jiǎn)到有關(guān)H+的方程)。(碳酸電離的平衡常數(shù)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(zhuǎn)化過程及其中涉及的硝化、反硝化過程作用細(xì)菌的特征。
2討論pc-pH圖、pc-pE圖、pE-pH圖的含義、畫法以及區(qū)別。

參考答案

一 填空題(每空0.5分,共30分)

1 環(huán)境化學(xué)是一門研究有害物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為、效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué)。

2 水中常見的吸附等溫線有H型、F型、L型。

3 誘發(fā)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(jī)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(zhì)可以歸納為：強(qiáng)堿、弱堿、強(qiáng)堿弱酸鹽。

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

7 一般根據(jù)腐殖質(zhì)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(shì)的影響。

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

11 環(huán)境中有機(jī)磷農(nóng)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(dòng)力學(xué)法。

13 生物轉(zhuǎn)化中的受氫體包括分子氧、有機(jī)底物轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物、無機(jī)含氧化合物三類。

14 光化學(xué)煙霧從產(chǎn)生到結(jié)束，其中主要污染物依次出現(xiàn)的順序?yàn)闊N、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(chǎn)氫菌和產(chǎn)乙酸細(xì)菌的作用下，生成乙酸、甲酸、氫氣、二氧化碳中間產(chǎn)物，然后在產(chǎn)甲烷細(xì)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(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，然后與草酰乙酸反應(yīng)生成檸檬酸，進(jìn)入三羧酸循環(huán)過程。

17物質(zhì)通過生物膜的方式有膜孔濾過、被動(dòng)擴(kuò)散、被動(dòng)易化擴(kuò)散、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、胞吞和胞飲。

18導(dǎo)致臭氧層耗損的典型物質(zhì)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(chǎn)生過程為交換性陽(yáng)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(xué)鍵的作用外，尚有加強(qiáng)的憎水鍵和范德華力或氫鍵在起作用。

質(zhì)子平衡原理：對(duì)于酸堿中和反應(yīng)，反應(yīng)過程中得到質(zhì)子的物質(zhì)的量等于失去質(zhì)子的物質(zhì)的量。

質(zhì)體流動(dòng)：由水或土壤微粒或者兩者共同作用引起的物質(zhì)流動(dòng)。

DLVO理論：把范德華吸引力和擴(kuò)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(xué)專屬吸附作用的電解質(zhì)溶液中，而且假設(shè)顆粒是粒度均等、球體形狀的理想狀態(tài)。膠體之間的作用能(負(fù)的多分子范德華引力能和正的擴(kuò)散雙電層排斥力能的代數(shù)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(wěn)定常數(shù)：在配合反應(yīng)中，指幾個(gè)配位體依次與中心金屬離子絡(luò)合形成配合物，每一次配合反應(yīng)中的絡(luò)合常數(shù)的乘積即為積累穩(wěn)定常數(shù)。

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(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)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(jié)合，形成脂酰輔酶A，羧基的β位上的碳原子經(jīng)歷脫氫-加羥-羰基化等氧化過程，然后與輔酶A結(jié)合，形成乙酰輔酶A和少兩個(gè)碳原子的脂酰輔酶A的過程。

環(huán)境化學(xué)效應(yīng)：是指在各種環(huán)境因素影響下，物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)。

三 公式推導(dǎo)(每題6分,共12分)

1推導(dǎo)天然水體的電子活度pE與氧化還原電位的關(guān)系。

解：如果有一個(gè)氧化還原半反應(yīng)：Ox + ne = Red

根據(jù)能斯特方程式，則上述反應(yīng)可以寫成：

E=E0-2.303RT*lg([Red]/[Ox])/nF，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，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(jù)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(dǎo)關(guān)于酶促反應(yīng)速率的米氏方程，并分析Km值的物理意義和酶學(xué)意義。

污染物在環(huán)境中生物轉(zhuǎn)化機(jī)理表示為：