《环境化学》(第二版)(戴树桂)知识点总结(共18页) (1) 联系客服

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RO2的来源:R + O2 RO2

14、叙述大气中NO转化为NO2的各种途径。 ① NO + O3 NO2 + O2 ② HO + RH R + H2O R + O2 RO2 NO RO NO

+ + +

RO2 NO2 + RO

O2 R`CHO + HO2 (R`比R少一个C原子) 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 O2 ?h??O??O?N2?h??N??N?

N2的光离解限于臭氧层以上 (2) O3的光离解O3 ?h??O??O2

(3)NO2的光离解 NO 2?h??NO ?O?O??O2?M?O3据称是大气中唯一已知O3的人为来源 (4) HNO2、 HNO3的光解 初级过程 HNO HNO

22?h??HO??NO?h??H??NO2次级过程 ??NO?HNOHO ??HNOHO22?H2O?NO23HO ??NO2?HNO

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HNO2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 HCHO?h??H??HCO?

对流层中由于有O2的存在,可进一步反应 H??O?HO?22

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。 CH3-F> CH3-H> CH3-Cl> CH3-Br> CH3-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NO2的光解。 引发反应:NO2 ?h??NO?O?

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

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2RCHO?HO????RC?O?O2??H2O2RH?HO????RO2??H2OHCHO?h??H2?COHCO??O2?HO2??COO??O2?M?O3?MNO?O3?NO2?O2OO2RCHO?h?????RO2??HO2O2??COHO2??NO?NOO2?HO?22RO2??NO???NO?RO?2RC?O?O2??NO?NO?RO2??CO2终止:

19、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。 RH RH

+ +

HO R + H2O O R + HO

HO ??NO2?HNO3RC?O?O2??NO2?RC?O?O2NO2RC?O?O2NO2?RC?O?O2??NO2R + O2 RO2

RO2 + NO RO + NO2 RO + O2 R`CHO + HO2 RO + NO2 RONO2

另外:RO2 + HO2 ROOH + 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

=

CH2 CH3CHCH2OH + CH3CH(OH)CH2

CH2CH2OH + O2 CH2(O2)CH2OH CH2(O2)CH2OH

+

NO CH2(O)CH2OH + NO2

CH2(O)CH2OH CH2O + CH2OH CH2(O)CH2OH + O2 HCOCH2OH + HO2 CH2OH

+

O2 H2CO + 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。

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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、CO2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,CO2起单向过滤器作用,大气中CO2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

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