湖南大学环境科学、环境工程专业第三次物理化学小考答案

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湖南大学2020—2021学年第2学期环境科学《环境学》期末考试试卷(附答案)

湖南大学2020-2021学年第2学期《环境学》考试试卷（A卷）考试范围：《环境学》；满分：100分；考试时间：120分钟院/系__________年级__________专业__________ 姓名__________ 学号__________题号一二三总分得分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上评卷人得分一、名词解释（共6题，每题4分，共24分）1．代际公平2．环境效应3．生化需氧量和化学需氧量（BOD和COD）4．污水土地处理系统5．SBR6．干洁空气评卷人得分二、简答题（共5题，每题8分，共40分）1．简述规律与规则的区别与联系。

2．举例说明五律协同原理。

3．简述环境与自然的联系与区别。

4．试简述酸雨的危害。

5．从清洁能源的方面，大气污染控制有哪些技术措施？评卷人得分三、论述题（共3题，每题12分，共36分）1．举例论述水体自净过程中有机污染物浓度和溶解氧变化过程。

2．活性污泥法处理废水的基本原理、工艺构成与运行条件。

3．浅谈我国当前环境污染现状及控制技术（在水、气、固废污染方向选择一个进行论述）。

湖南大学2020-2021学年第2学期《环境学》考试试卷（A卷）【参考答案】一、名词解释（共6题，每题4分，共24分）1．代际公平是指当代人和后代人在利用自然资源、满足自身利益、谋求生存与发展的权利均等。

即当代人必须留给后代人生存和发展的必要环境资源和自然资源，这是可持续发展的一项重要原则。

2．环境效应是指自然过程或者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的过程。

环境效应按起因可分为自然环境效应和人为环境效应；按环境变化的性质可分为环境生物效应、环境化学效应和环境物理效应。

3．生化需氧量（BOD）是指在需氧条件下，微生物分解水体中有机物质的生物化学过程中所需溶解氧的量。

BOD是反应水体有机污染程度的综合指标之一，通常采用20℃培养5天的生物化学过程需要氧的量为指标，记为BOD5，单位为mg/L。

物理化学课件及考试习题试卷答案第三次习题课第七章电化学【精选】

3（0.036V）（0.439V） 0.770V
5 将反应H2（100kPa）+I2（s）=2HI（a=1）设计
成原电池，写出电池的电池符号，并计算25℃时该电池
反应的 E1、/2HrG2m（、1K00k；Pa若）将+1电/2池I2反（应s）变=为HI ，
则 E、rGm、K
解：Λm=κ/c=13.32/0.405×103 S·m2·mol-1
=13.32/(0.405×103)=328.9×10-4 S·m2·mol-1 K=C(Λm)2/[Λm∞(Λm∞-Λm)]=2.18×10-4
2.将氢电极插入某溶液并与饱和甘汞电极组成电池：(Pt)H2(pø)|H+‖饱和甘汞电极； 298K时，测得其电池反应： 1/2H2 + 1/2Hg2Cl2 → H+ + Cl- + Hg ΔrHm=-6.35×104J·mol-1；电池的温度系数为4.0×10-4V·K-1。求溶液的pH值。已知φø(甘汞)=0.2444 V。
解：AgBr溶解反应：AgBr→Ag++Br所构成的电池为：Ag│Ag+‖Br-│AgBr(s)-Ag
Eø=RT/ZFlnKø=0.05916lg5×10-13=-0.7277 V Eø=φø(AgBr/Ag)-φø(Ag+/Ag) φø(AgBr/Ag)=0.7277-0.799=0.0713 V
（1）H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) （2）2H2(g)+ O2(g)2H2O(l)
答：(Pt)H2(g) |H+ |O2(g)(Pt) E1θ= E2θ ，ΔGθ与Kθ不同因为ΔGθ是与始终态有关的状态函数改变值，即与反应式的写法有关。 ∵ΔG2θ=2ΔG1θ 又ΔGθ= -RTlnKθ ∴K2θ=（K1θ）2 ∵ΔGθ=-nFEθ ∴ E1θ= E2θ

2022年湖南大学环境科学与工程专业《环境监测》科目期末试卷A(有答案)

2022年湖南大学环境科学与工程专业《环境监测》科目期末试卷A（有答案）一、填空题1、气溶胶与人体健康密切相关，其大小影响扩散速度及进入人体的难易程度。

气溶胶颗粒越大，其扩散速度______。

其中______因其粒径小，容易进入人体支气管肺泡，对人体健康影响较大。

2、为监测污染源对河段的影响，应设置______、______、______三个采样断面。

3、指示植物是指受到______的作用后，能较敏感和快速地产生明显反应的植物。

4、人耳只能听到频率为20～20000Hz的声音，通常把这一频率范围的声音叫做______，频率低于20Hz的声音叫______，高于2000Hz的声音叫______。

5、大气环境遥感监测的主要内容包括______、______、______。

6、地面水环境质量标准依据地面水域的不同分为五级标准，下列水体各适用哪一级标准：神农架自然保护区：______；长江回游鱼类产卵区：______；麦田灌溉用水区：______；淡水浴场：______。

7、土壤采样深度视______而定，如果要了解土壤污染深度，则应按土壤剖面层次______采样。

8、在质量控制图中，当测定值落在上控制线以上时，表示测定过程______，测定值中连续7个点递升，表示测定______，当空白试验值连续四个点落于中心线以下时，说明试验______。

二、判断题9、用测烟望远镜法观测烟气林格曼黑度时，连续观测的时间不少于30 分钟。

（）10、存放降水样品的容器最好是金属瓶。

（）11、采集的降水，需过滤后，才能测定电导率和pH值。

（）12、5天培养法能测定BOD的最大值为6000mg/L。

（）13、CODMn测定时，KMnO4和Na2C2O4可互相滴定。

（）14、测定DO的水样要带回实验室后加固定剂。

（）15、所有的声音都是由于物体的振动引起的。

（）16、测定固体废物的pH值时，将各点采集的样品分别测定，然后以平均值表示。

环境化学专业复习题及答案

15、物质通过生物膜的方式有膜孔过滤、被动扩散、被动易化扩散、主动转运、胞吞或胞饮。

16、导致臭氧层耗损的典型物质有NOx，HOx，ClOx，CFCs。

二、名词解释(每题2分,共18分)专属吸附：专属吸附现象是用来解释吸附过程中表面电荷改变符号，甚至使离子化合物吸附在同号电荷表面的现象，它是指在吸附过程中，除了化学键的作用，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。

共代谢：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。

氧化途径：饱和脂肪酸与辅酶A结合，形成脂酰辅酶A，羧基的β位上的碳原子经历脱氢-加羟-羰基化等氧化过程，然后与辅酶A结合，形成乙酰辅酶A和少两个碳原子的脂酰辅酶A的过程，如下例：大气颗粒物的三模态：依据空气动力学直径Dp来分，爱根（Aitken）核模（Dp<0.05μm）、积聚模（0.05μm <Dp<2μm ）、粗粒子模（Dp>2μm）DLVO理论：DLVO理论把范得华吸引力和扩散层排斥力考虑为仅有的作用因素，它适用于没有化学专属吸附作用的电解质溶液中，而且假设颗粒的粒度均等、球体形状的理想状态。

这种颗粒在溶液中进行热运动，其平均功能为3KT/2，两颗粒在相互作用接近时产生几种作用力，即多分子范得华力、静电排斥力和水化膜阻力。

总的综合作用位能为：VT=VR+VA式中：VA——由范得华力所产生的位能；VR——由静电排斥力所产生的位能；生物浓缩系数(BCF)： BCF = Cb/CeCb：某种元素或难降解物质在机体中的浓度;Ce：某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓度。

电子活度：pE是平衡状态(假想)的电子活度，它衡量溶液接收或迁移电子的相对趋势，在还原性很强的溶液中，其趋势是给出电子。

pE越小，电子的浓度越高，体系提供电子的倾向就越强； pE越大，电子的浓度越低，体系接受电子的倾向就越强；积累稳定常数：络合反应中，逐级反应的稳定常数的乘积，表示所包括的逐级反应加和后的效果。

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湖南大学环境科学、环境工程专业第三次物理化学小考答案一、选择题 1、氯化镁可以采用基本单元MgCl2或21MgCl2。在一定温度和无限稀释的水溶液中，两者的极限摩尔电

导率存在下列关系：2m(21MgCl2)（ b ）m(MgCl2) 选择填入：(a) >； (b) =; (c)<; (d) 二者之间无一定的关系 2、在一定条件下，强电解质AB的水溶液中只存在A+和B两种离子（H+、OH与它们相比较完全可忽略不计）。已知A+与B运动的速率存在下列关系：+ = 。则B的迁移数t=（ a ）。选择填入：(a) ; (b) ; (c) ; (d)

3、在300K，无限稀释的水溶液中，极限摩尔电导率m最大的正离子是（ d ）。选择填入：(a) Na+; (b) 21Mg2+; (c) 31La3+; (d) H+

4、在25℃时，若要使电池 Pt|H2(g, p1)| HCl水溶液| H2(g, p2) Pt 的电动势E为正值，则必须使（ b ）。选择填入：(a) p1=p2; (b) p1>p2; (c) p1

5、25℃时的水溶液中，当b(NaOH) = ·kg1时，其正、负离子的平均活度系数=，则正、负离子的平均活度a=( b )。选择填入：(a) ; (b) 102; (c) ; (d) 102

6、在电解池的阴极上，首先发生还原作用而放电的是（ c ）。选择填入：(a) 标准还原电极电势最大的反应；(b) 标准还原电极电势最小的反应； (c) 极化电极电势最大的反应； (d) 极化电极电势最小的反应

7、已知25℃时电极反应 (1) Fe2+ + 2eFe(s)的标准电极电势1E= (2) Fe3+ + eFe2+的标准电极电势2E= (3) Fe3+ + 3eFe(s)所对应电极的标准电极电势 )}Fe(s|Fe{33E( b )。

选择填入：(a) V；(b) ; (c) ; (d) 8、25℃时电池反应：H2(g, 100kPa) + (g, 100kPa) H2O{1，p(环)=100kPa} 所对应的电池的电动势E1=。 25℃时电池反应：2H2O{1，p(环)=100kPa }2H2(g,100kPa) + O2(g,100kPa) 所对应电池的电动势E2=( c )。选择填入：(a) ; (b) ; (c) ; (d)

9、对弯曲液面所产生的附加压力p一定是（ d ）。选择填入：(a) 大于零；(b) 等于零；(c) 小于零；(d) 不等于零

10、在一定温度和压力下，将表面活性物质加入溶剂中后，所产生的结果必然是（ a ）。选择填入：(a) Tc)/( <0，正吸附； (b) Tc)/(>0，负吸附； (c) Tc)/( >0，正吸附； (d) Tc)/(<0，负吸附

二、填空题 1、在A和B两个串连的电解池中，分别放有物质的量浓度为1mol·dm3的AgNO3水溶液和1mol·dm3的CuSO4水溶液。两电解池的阴极皆为铂电极，阳极分别为Ag(s)和Cu(s)电极。通电一定时间后，实验测出在A电解池的铂电极上有的Ag(s)析出，B电解池的铂电极上必有（）mol的Cu(s)析出。

2、在温度、溶剂一定时，当某强电解的物质的量浓度c( c无限趋近于零 )时，该强电解质的m趋于定值。

3、一个原电池必有两个电极。相对而言，电势高的电极称为（正极）；电势低的电极称其为（负极）。

4、25℃时，E[Cl{a(Cl)=1}|AgCl(s)|Ag] = ， E{Cl{a(Cl)=1}|Cl2(g,p=100kPa)|Pt = 由上述两电极在25℃组成电池时，该电池的阳极为( AgCl电极 )，电池的表示式为（ Ag|AgCl(s)|Cl{a(Cl)=1}|Cl2(g, p=100kPa)|Pt ），电池的电动势E=（）V。

5、在一定温度下，液体分子间的作用力越大，其表面张力（越大）。 6、不论是分散在大气中的小液滴和小气泡，或者是分散在液体中的小气泡，以及在毛细管中的凹液面和凸液面，它们所承受附加压力p的方向，皆是指向（弯曲液面曲率半径的中心）。

7、在一定T、p下，一个小液滴滴在光滑的固体表面上，可以迅速地平铺在固体表面上，此过程可以视为气-液界面和固-液界面取代固-气界面的过程。若已知固体和液体的表面张力分别为sg和lg，固-液界面张力为sl，铺展的面积为A，则此铺展过程的表面吉布斯函数变 G（表面）= （ A（gl + gl sg）

三、简答题 1、在两支水平放置的毛细管中间皆放有一段液体，如附图所示。a管中的液体对管的内壁完全润湿；b管中的液体对管的内壁完全不润湿。若皆在两管的右端加热时，管内的液体各向哪一端流动。为什么

当在毛细管的右端加热时，右端的毛细管膨胀而使液面的曲率半径r变大；液体的温度升高而使其表面张力变小。由p=2/r可知，上述两因素皆使加热端弯曲液面的附加压力p在数值上变小，因而破坏了原来的平衡。由于a管内两端的p皆指向气体，使管内液体向左流动。b管内两端的p皆指向液体，而使管内液体向右流动。

2、在一定的温度和大气压力下，半径均匀的毛细管下端，有两个大小不等的圆球形气泡，如右图所示，试问在活塞C关闭的情况下，将活塞A、B打开，两气泡内的气体相通之后，将会发生什么现象并解释其原因。

两气泡连通后，由于大气泡的附加压力小于小气泡的附加压力，大气泡将会变得更大，而小气泡将会变得越来越小，直到小气泡收缩到毛细管口，其液面的曲率半径与大气泡的曲率半径相等时为止。

四、计算题 1、已知25℃时，纯水的电导率=106S·m1，无限稀释时H+和OH的极限摩尔电导率m分别为104S·m2·mol1及198104S·m2·mol1，纯水的密度=997.07kg·m3，水的摩尔质量M=103 kg·m1。试求25℃时水的离子积KW为多少解：25℃时，水的物质的量浓度 c = /M = 997.07 kg·m3/103 kg·m1=103 mol·m3= mol·dm3

纯水的摩尔电导率：

m = /c = 106S·m1/103 mol·m3=1011S·m2·mol1 水是一种弱电解质，只有极少量的水分子发生如下电离： H2O(l) H+ + OH c(1) c c 25℃时水的极限摩尔电导率： m = m(H+) + 

m(OH)

= + 104S·m2·mol1=104S·m2·mol1

25℃纯水的电离度： 9411mm10814.11082.547109373.9 选用c=1 mol·dm3为标准状态，纯水的活度a(H2O) = 1, 纯水中H+和OH的平均活度系数： caccacaa//)OH()H(,1

水的离子积：14292W10008.1)347.5510814.1()/(cacKKa

2、25℃时，Ag2O(s)标准摩尔生成焓mfH= kJ·mol1，标准电极电热Ag}|O(s)Ag|OH{2E= ，Pt)|(g)O|OH,OH(22E= 。在空气中将Ag2O(s)加热至什么温度，才能发生下列分解反应

Ag2O(s) 2Ag(s) + (g) 假定此反应的rCp,m = 0，空气中氧气的分压力p(O2) = 。解：为求上述反应的mrS，需将上述反应设计成原电池。阳极反应：2OH(a1) H2O(1)+ O2(g)+2e；阴极反应：Ag2O(s)+ H2O(1)+ 2e2Ag(s)+ 2OH(a1) 两电极反应中OH的活度相等，这两个电极反应之和则为题给反应。可设计成下列单液电池： Pt|O2(g)|NaOH溶液| Ag2O(s)|Ag 25℃时，原电池的标准电动势： E = Ag}|O(s)Ag|OH{2EPt)|(g)O|OH,OH(22E= =

mrG= 2F E = 296485( J·mol1=11192 J·mol1 mrS=(mrH

mrG)/T =10311192) J·mol1/=·K1·mol1

由于rCp,m = 0，故mrH及mrS皆不阻碍T而变。Ag2O(s)发生热分解温度T可由下式求出。 )(mrTG=2/12mr}/)O(ln{)(ppRTTG= (mrHTmrS)2/12}/)O(ln{ppRT 0 由上式可得：

T 5.02mrmr}/)O(ln{



ppRTSH

=1-1--13KmolJ)21278.0ln314.85.04.66(molJ1031•••=

即Ag2O(s)在空气中，当温度高于时开始分解。

25℃时，此电池的标准电动势E=。试写出放电2法拉第时的电极反应及电池反应。计算电动势的温度系数，25℃时电池反应的rSm及rHm，H2SO4的活度及正负离子的平均活度系数各为多少解：放电2法拉第，即z =2 阳极反应：Pb(s) +-24SOPbSO4(s) + 2e 阴极反应：PbO2(s) + 2H2SO4 + 2ePbSO4(s) +-24SO+2H2O(l) 电池反应：Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(b) 2PbSO4(s)+2H2O(l) 电动势的温度系数： pptETE)/()/(=105 +108t/℃)V·K1 t =25℃时， pTE)/(=105 +105 )J·K1·mol1 = J·K1·mol1

E = ； mrG= zFE = 370265J·mol1 mrH= mrG+TmrS = (370265 + J·mol1 = kJ·mol1 H2SO4活度及活度系数的计算：已知b = 1mol·kg1，假设溶液中a(H2O)1，其它纯固态物质的活度皆为1。25℃时：

)SOH(ln)/()SOH()PbO()Pb()OH()s,PbSO(ln4242222242aFRTEaaaaazFRTEE ∴ lna (H2SO4) = 15.298314.896485)041.291877.1()(RTEEF= a(H2SO4) = 103

又知b = b = 1mol·kg1, a (H2SO4) = 43(b/b)3