第三章_水化学与水污染
化学xiti
第一章热化学能源选择题：下列情况中属于封闭体系的是（）1）氢气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧2）反应N2O4(g）⎛ 2NO2(g)在密闭容器中进行。
3）氢氧化钠与盐酸在烧杯中的反应4）用水壶烧开水是非题：1）聚集状态相同的物质混在一起，一定是单相体系。
2）系统内相界面越多，则相越多。
思考题：1）高炉炼铁反应中，FeO(s)+CO(g)⎛Fe(s)+CO2(g) ,问该系统中共有几相？2)密闭容器中，反应2Fe2O3(s)+3C(s) ⎛4Fe(s)+3CO2(g) 达到平衡时，该体系中，有（）相。
3) 气态、液态、固态与气相、液相，固态的区别？第二章化学反应的基本原理第一节化学反应的方向和吉布斯函数变判断题1）某化学反应的ΔrGmθ>0,此反应是不能发生。
2）在标准状态下，任何纯净物质的标准生成吉布斯函数变ΔfGmθ等于零。
3）298K时稳定态的单质，其标准摩尔熵的值为零。
4）对于一个反应来说，当温度发生改变，通常对ΔH和ΔS影响较小，而对ΔG值则影响较大。
5）对于一个反应，如果ΔHθ>ΔGθ,则该反应必是熵值增大的反应。
6）在一定的条件下，一定量的纯铁与碳钢相比，S(纯铁)>S(碳钢)。
7）两个体积相同，温度相等的球形容器中，装有同一种气体，当连接两容器的活塞打开时，ΔS为零。
8）1mol、100℃，101325Pa下的水变成同温同压下的水蒸汽，该过程的ΔU=0 。
9）100℃，101325Pa的水，变成同温同压下的水汽，该过程的ΔG <0。
10）系统反应过程熵值增加，有利于自发进行。
第三节化学反应的速率判断题：1）平衡常数Kθ值可直接由反应的ΔG值求得。
2）反应的平衡常数越大，反应速率就越大。
3）反应级数取决于反应方程式中反应物的计量系数。
4）在常温常压下，空气中的N2和O2长期存在而不化合，这表示此时该反应的ΔrG为负。
5）已知某反应2A(g)+B(g)=2C(g)的ΔH<0，升高温度，使V逆增大，V正减小，将导致平衡向左移动。
环境工程概论水污染及其控制工程水污染控制技术
第三节 水污染控制技术方法
• 一、概述 • 二、物理法 • 三、化学法及物理化学法 • 四、生物化学法
兴趣是最好的老师
• 21、水污染治理的原则是什么？ • 22、按照废水处理的作用原理分为哪几种方法？各自的处理对象是什么？ • 23、按照水的处理程度划分，水处理分为几级，各级采用的具体处理方
法是什么？ • 24、什么是废水处理流程？污水净化后一般有哪几种处置方式？ • 25、格栅的主要作用是什么？筛网的主要作用是什么？ • 26、过滤主要去除的物质是什么？滤池为什么要进行反冲洗？ • 27、沉淀有哪几种类型？沉淀池有哪几种类型？沉淀和浮上法的主要不
一、概述
（1）一级处理厂流程
投氯
原生污水 格 栅
沉砂池
沉淀池
接触池
出水
杂粒脱水床 污泥消化池
运出填地 污泥脱水
图1-4 一级处理厂流程图
送往农田
一、概述
（2）二级处理厂（活性污泥法）流程
投氯
原生污水
格栅
沉砂池
初次沉淀池
曝气池
二级沉淀池
接触池
出水
污泥消化池
回流活性污泥 剩余活性污泥
浓缩活性污泥 污泥浓缩池
处理方法： a 混凝 c 氧化还原 e 萃取 g 离子交换
b 中和 d 电解 f 吸附
一、概述
③生化法（生物法） 利用微生物的作用去除废水中胶体和溶
解性有机物的方法。
A、好氧生物处理法（如活性污泥法、生物
膜法、氧化塘等）
B、厌氧生物处理法
一、概述
（2）按照废水处理程度划分
一级处理（包括预处理） 二级处理（生物处理） 三级处理（深度处理）
二 物理处理法
（一）．格栅和筛网[分离水中悬浮物，简单，易，效果 良好]
第三章第三节 工业废水处理方法
3.1 中和法
第三章 水污染及其防治
三、 药剂中和法
酸性废水的药剂中和法
药剂中和法投药量计算：
G Q C a K (kg / h)
式中： Q ——废水流量(m3/h) C ——废水中酸（碱）浓度(kg/m3) ——换算（比重1） a ——药剂单位理论耗量(kg/kg) α——药剂纯度或浓度(0.6-0.98) K ——反应不均匀系数(1.1-2.0)
3.1 中和法 二、 酸碱废水中和法
中和能力的计算
第三章 水污染及其防治
1）根据当量定律计算: Q1C1=Q2C2
Q-废水流量（m3/h），C-废水中酸/碱浓度（kg/m3）
2）等当点:在滴定分析中，用标准溶液对被测溶液进行滴定，当反 应达到完全时，两者以相等当量化合，这一点称为等当点。
3）等当点的pH
酸碱废水的危害： 1）破坏水体水质，影响水生动植物生存 2）排水管道、设施腐蚀破坏 3）影响污水处理效果（混凝，生物）
3.1 中和法
第三章 水污染及其防治
一、 概述
中和方法的分类
酸性废水的中和方法主要有：与碱性废水互相中和，药剂 中和，过滤中和。
碱性废水的中和方法主要有：与酸性废水互相中和以及药 剂中和。
3.1 中和法 三、 药剂中和法
碱性废水的药剂中和法
第三章 水污染及其防治
原理：向碱性废水投加酸性药剂，使废水的pH值降低的方法。
常采用的中和剂有硫酸、盐酸、硝酸以及锅炉烟道气（CO2、SO2） 等，还应尽可能使用一些工业废酸（工业硫酸）。
3.1 中和法
第三章 水污染及其防治
三、 药剂中和法
碱性废水的药剂中和法
第三章 水污染及其防治
3.3.3 臭氧氧化法
环境学概论 第三章水体环境解读
3.水资源的特性（与其它自然资源相比）
A B C D 资源的循环性 储量的有限性 分布的不均衡性 利用的多用性
E
利害的两重性(图)
5
4.地球上局部存在水荒的原因
A B C 淡水在地球上的分布极不平衡 城市、工业区高度集中，耗水量大。 水污染严重，“水质型缺水” 突出。(图A) (图B)
二.天然水的水质 1.天然水化学成份的形成 2.天然水的化学组成 3.各种类型的天然水质 4.天然水体的自净作用
*放射性类
来源：核武器试验；原子能工业排放或泄漏 。 危害：主要通过α、β、γ等射线损害人体组织，并可在人
体内蓄积，促成贫血、白血球增生、恶性肿瘤等病
症，严重的可导致生命危险。
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第二节
污染物在水体中的扩散
一. 污染物在水体中的运动特征
1.推流迁移：指污染物在水流作用下产生的迁移作用 此过程中污染物质总量不变，浓度也不变 2.分散作用：包含分子扩散、湍流扩散和弥散三个方面。 此过程中污染物质总量不变，但浓度减小 3.污染物的衰减和转化 进入水环境中的污染物可以分为两大类： 保守物质和非保守物质 此过程中污染物质总量与浓度均发生变化
1.有机物生物化学分解 ①水解反应：指复杂的有机物分子与水电离出的H＋或OH－
结合生成较简单化合物的反应。
②氧化反应：包括脱氢作用和脱羧作用两类 2.耗氧有机物的生物降解
代表性有机物：碳水化合物；脂肪和油类；蛋白质 (1)碳水化合物
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(2)脂肪和油类
(3)蛋白质
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需氧有机物降解的共同规律是：首先在细胞体外发生水解， 然后在细胞内部继续水解和氧化。降解的后期产物都是生成各 种有机酸，在有氧条件下，可以继续分解，其最终产物是CO2、 H2O及NO3－等；在缺氧条件下则进行反硝化、酸性发酵等过程， 其最终产物除CO2、H2O外，还有NH3、有机酸、醇等。 2.耗氧有机物降解与溶解氧的平衡 在污染河流中耗氧作用和复氧作用影响着水中溶解氧的含量 耗氧作用：指有机物分解和有机体呼吸时耗氧，使水中溶解
水化学简答题
水分析化学部分名词解释水污染：当水中的杂质数量达到一定程度后，就会对人类环境或水的利用产生不良影响，水质的这种恶化称为水污染。
水分循环：由于太阳辐射与地球引力的作用，地球上的水从地表蒸发、凝结成云、降水到径流，积累到土中或水域，再次蒸发，进行周而复始的循环过程。
水分子的缔合：由单分子通过氢键结合成比较复杂的多分子而不引起水的化学性质变化的现象。
水体：指海洋、湖泊、河流、沼泽、水库、地下等载含义：指海洋、湖泊、河流、沼泽、水库、地下等载体中水的总称。
水的表色：包括悬浮杂质在内的，悬浮态、胶体和溶解状态所构成的水色。
水的真色：除去悬浮杂质后的水由胶体和悬浮杂质所造成的颜色称为真色。
浊度：表示水中含有悬浮及胶体状态的杂质，引起水的浑浊程度，并以浊度作单位，是天然水和饮用水的一项重要水质指标。
残渣：残渣是表征水中溶解性物质、不溶解性物质含量的指标。
残渣分为总残渣(总固体TS或总蒸发残渣)、总可滤残渣(溶解性总固体DS或溶解性蒸发残渣)、总不可滤残渣(悬浮物SS)三种。
电离度：弱电解质在溶液里达电离平衡时，已电离的电解质分子数占原来总分子数（包括已电离的和未电离的）的百分数。
同离子效应：两种含有相同离子的盐（或酸、碱）溶于水时，它们的溶解度（或酸度系数）都会降低，这种现象叫做同离子效应。
盐效应：往弱电解质的溶液中加入与弱电解质没有相同离子的强电解质时，由于溶液中离子总浓度增大，离子间相互牵制作用增强，使得弱电解质解离的阴、阳离子结合形成分子的机会减小，从而使弱电解质分子浓度减小，离子浓度相应增大，解离度增大，这种效应称为盐效应。
平衡CO2，侵蚀CO2：天然水中含有的游离二氧化碳，可与岩石中的碳酸盐建立下列平衡：CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO3-MgCO3+CO2+H2O===Mg2++2HCO3-与上式反应中2HCO3-维持平衡的CO2称为平衡CO2。
如果水中游离的CO2含量大于上述平衡，就溶解碳酸盐，产生重碳酸盐（HCO3-）,使平衡向右移动，这部分能与碳酸盐起反应的CO2，称为侵蚀性CO2。
水污染
水污染:由有害化学物质（harmful chemical）造成水的使用价值降低或丧失，污染环境。
污水中的酸、碱、氧化剂，以及铜、镉、汞、砷等化合物，苯、酚、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物，会毒死水生生物，影响饮用水源、风景区景观。
污水中的有机物被微生物分解时消耗水中的溶解氧，影响鱼类等水生生物的生命，水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、硫醇等难闻气体，使水质进一步恶化。
还会因石油漂浮水面，影响水生生物的生命，引起火灾。
基本概念英文：water pollution 名词解释：水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。
[1]水污染主要是由于人类排放的各种外源性物质（包括自然界中原先就有的和没有的），进入水体后，超出了水体本身自净作用（就是江河湖海可以通过各种物理、化学、生物方法来消除外源性物质）所能承受的范围，就算是水污染了。
简要介绍:人类的活动会使大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水受到污染。
目前，全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。
1984年颁布的《中华人民共和国水污染防治法》中为“水污染”下了明确的定义，即水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染（Water Pollution）。
羊城晚报上有具体报道。
分类方法废水从不同角度有不同的分类方法。
据不同来源分为生活废水和工业废水两大类；据污染物的化学类别又可分无机废水与有机废水；也有按工业部门或产生废水的生产工艺分类的，如焦化废水、冶金废水、制药废水、食品废水等。
污染物主要有：（1）未经处理而排放的工业废水；（2）未经处理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、农药、除草剂而造成的农田污水；（4）堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；（5）森林砍伐，水土流失；（6）因过度开采，产生矿山污水。
初三化学水污染的危害分析
初三化学水污染的危害分析化学水污染是指由工业、农业、生活等活动引起的水环境中存在的化学物质超过安全限制的情况。
化学水污染对人类和生态系统都产生着严重的危害。
本文将从人类健康和生态环境两个方面进行分析。
一、化学水污染对人类健康的危害1. 饮用水质量下降化学物质的超标存在导致饮用水质量下降，危害公众健康。
例如，过量的重金属如铅、汞等对人体健康有害，长期饮用含有这些重金属的水源会引发中毒症状，危及人体器官功能。
2. 潜在致癌物质化学水污染中存在一些潜在的致癌物质，如苯系物质、挥发性有机物等。
长期接触这些物质可能诱发癌症，并且对于儿童、孕妇等人群的影响尤为严重。
3. 生殖系统损害某些化学物质如双酚A（BPA）等有潜在的内分泌干扰作用，会对人体生殖系统产生不良影响，导致生育问题的增加，如不育症的发生率上升。
4. 神经系统损伤某些有机污染物如二恶英和多氯联苯等会对神经系统产生损害。
长期接触这些物质可能导致认知能力下降、神经退行性疾病等健康问题。
二、化学水污染对生态环境的危害1. 水生生物死亡化学水污染对水生生物会造成直接或间接的死亡威胁。
某些有毒物质会破坏水生生物的细胞结构和代谢功能，导致其死亡。
这不仅破坏了水生生物多样性，也影响了水生生态系统的平衡。
2. 水质恶化化学物质的超标存在会改变水体的物理化学性质，使水质恶化。
水体中过量的化学物质会降低水中氧气含量，导致水中生物无法正常呼吸，造成水生生物大面积死亡，使水体生态系统失去平衡。
3. 土壤污染化学水污染物通过河流、湖泊等水体进入土壤，造成土壤的污染。
这不仅会对作物的生长产生负面影响，还会使土壤中的污染物进一步渗入地下水，加重水资源的污染。
4. 生态系统紊乱化学水污染对生态系统的破坏导致生物多样性减少、生态平衡被打破。
生态系统的紊乱会对自然界的循环和平衡产生长期的破坏影响，进而威胁到人类的生存和发展。
三、化学水污染的防治措施1. 规范监管加强对工业企业和农业活动等源头排放物的监管，对化学水污染进行严格的监控，建立健全的法律法规体系，制定更严格的水质安全标准。
普化B计算题与简答题
平衡温度。
其中ΔrSθm = ∑υB Sθm，B = （-1）×5.740+（-1）×188.825+1×197.674
+1×130.684=133.793 J·mol-1
T平 衡 rrH Sm m131 1.323 .9.3 79 3 103981K
解： ln v2 ln k2 Ea (T2 T1)
v1
k1 R T1T2
167.4103 (11001000) 1.8304 8.314 10001100
v2 6.236 v1
.
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问题：什么叫物质的标准摩尔生成焓？ 答：在标准状态下由指定单质生成单位物质的量 （1mol）的纯物质时反应的焓变叫做该物质的标准摩 尔生成焓，以符号fHmθ表示。
平衡移动方向
rHmθ（298.15K）= ΣB fH m,Bθ（298.15K）
=（-2）×50.63+（-1）×9.66 + 3×0+ 4×（-285.85）
=-1273.64kJ.mol-1
(注意：rHmθ =qp.m)
qv.m= qp.m-Σ(Bg).RT
=(-1273.64) kJ.mol-1 ×298.15K
7
例2.6 (见P46)
解：
2SO2 (g) + O2(g) = SO3(g)
n0 / mol n变化 / mol
1.20 －1.10
2.00
0
－1.10 /2 ＋1.10
neq / mol
0.10
1.45
1.10
χeq / mol
环境学概论 3水体污染
③总有机碳量（TOC）：水中溶解性和 悬浮性有机物中存在的全部碳量 ④ 总需氧量（TOD）：当有机物全部被 氧化时，碳被氧化为二氧化碳，而氢、 氮、硫则被氧化为水、一氧化氮和二氧 化硫等。此时氧化所需的氧量称为总需 氧量。 • 在水质状况基本相同的情况下，BOD5与 TOC或TOD之间存在一定的相关关系。 通过实验建立相关，则可快速测定出 TOC，从而推算出其他有机物污染指标。
• 用BOD、DO两组方程式来表达水质变化。则 S-P模型的基本形式：
dL k1 L dt dc k1 L k2 (cs c ) dt
这两个方程式是耦合的。当取边界条件时
L 0
• 可得解析解为
L L0e k1 L0 k1t k2t k2t C C ( e e ) ( C C ) e s s 0 k2 k1
（一）河流 • 污染程度随径流量变化 • 污染扩散快 • 污染影响大 （二）湖泊（水库） • 污染来源广、途径多、类型复杂 • 污染稀释和搬运能力弱 • 生物降解和累积能力强
（三）地下水 • 污染来源广泛 • 污染难于治理 • 污染危害严重 （四）海洋 • 污染源多而复杂 • 污染持续性强 • 污染扩散范围大
• 常用的表示耗氧有机物污染的指标有： ① 化学耗氧量（COD）：在规定条件下， 使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用氧 化剂的量。常用的氧化剂K2Cr2O7、 KMnO4。 2K2Cr2O7+3C+8H2SO4→ 2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2O ② 生化需氧量（BOD）：指在好气条件下， 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，是反映水体中有机 污染程度的综合指标之一
《普通化学》课程教学大纲hq
《普通化学》课程教学大纲(参考学时：70 学时)一、课程性质,目的和任务化学是研究物质的组成,结构和性质及其变化的科学。
普通化学是非化学化工类理工科专业必不可少的基础知识结构课程，对专业的后续课程学习及今后的发展都有十分重大的作用。
本课程适用于资源勘查工程、勘查技术与工程（勘技、水工）、宝石与材料工艺学、环境工程、环境科学、给水排水工程、水文与水资源工程、资源环境与城乡规划管理、土木工程等专业。
通过对物质结构理论基础、化学动力学、化学反应的基本规律与工程实际密切有关的重要元素和化合物、新技术。
新材料等基本知识的学习以及化学实验。
使学生了解近代化学的基本理论，具有必要的基本知识和一定的基本技能，为以后的学习和工作提供必要的化学基础，能在工程技术中以化学的观点观察物质变化的现象，对一些涉及化学有关的工程技术的实际问题，有初步分析问题和解决问题的能力。
培养学生正确的学习和研究方法，逐步树立辩证唯物主义世界观。
本课程总学时不低于70学时，其中实验25学时，多媒体教学6学时。
（每讲授完两章安排一次上机）二、各章教学内容和基本要求第一章热化学能量1．授课内容讨论如何用实验方法测量化学反应的热效应；讲授如何从理论上计算化学反应的热效应；适当介绍能源中的燃烧。
2. 基本要求了解用弹式热量计测量等容热效应（Qv）的原理，熟悉Qp的实验计算法，了解状态函数的意义，了解化学反应中的焓变的关系；了解Qv与化学反应的内能的关系；初步掌握化学反应的标准摩尔焓变（△rHmθ）的近似计算，适当了解能源中的燃料燃烧反应的热效应。
化学反应的基本原理大气污染1．讲授内容讲授并介绍反应进行的方向，程度和速率，并适当介绍大气污染及防治。
基本要求了解化应中的熵变及吉布斯函数变在一般条件下的意义；初步掌握化学反应的标准摩尔吉布斯函数变（△rGmθ）的近似计算；能应用△rGm 或△rGm θ判断反应进行的方向；理解标准平衡常数（Kθ）的意义及其与△rGmθ的关系，并初步掌握有关计算；理解浓度，压力和温度对化学元素反应的影响；了解浓度，温度与反应速率的定量关系，了解基元反应和反应级数概念；能用阿仑尼乌斯公式进行初步计算；能用活化能和活化分子的概念说明浓度，催化剂对化学元素反应速率的影响；了解环境化学元素中大气主要污染物及其防治。