环境化学习题简答题答案.doc

1大气温度层(在大气对流层中随高度增加温度下降，而在平流层中则随高度增加而温度升高，为什么？)说明臭氧层变薄或出现空洞的原因（写出主要反应方程式）以及生物的保护作用。 大气温度层结是指静大气的温度在垂直方向上的分布.包括对流层, 平流层, 中间层, 热层（电离层）, 逸散层 对流层内大气的重要热源是来自地面的长波辐射，故离地面越高气温就越低。平流层内存在一臭氧层，可吸收紫外辐射，同时臭氧分解为O2和O，当它们重新合成臭氧时，释放出大量能量，这就是温度升高的原因。 在对流层，高度每上升1公里，气温会平均下降摄氏6.49度。这种气温递减是因为绝热冷却的出现。当空气上升时，气压会下降而空气随之扩张。为了使空气扩张，需要有一定的功施予四周，故此气温会下降。（因热力学第一定律）平流层之所以与对流层相反，随高度上升是气温上升，是因为其底部吸收了来自太阳的紫外线而被加热。故之在这一层，气温会因高度而上升。平流层的顶部气温大概徘徊在270K左右，与地面气温差不多。平流层顶部称为平流层顶，在此之上气温又会再以随高度而下降。至于垂直气温分层方面，由于高温层置上而低温层置下，使到平流层较为稳定。那是因为那里没有常规的对流活动及如此相连的气流。此层的增温是由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线，它把平流层的顶部加热。至于平流层的底部，来自顶部的传导及下部对流层的对流刚好在那里抵消。所以，极地的平流层会于较低高度出现，因为极地的地面气温相对较低。 ① O3 的形成 臭氧层存在于平流层中，峰值在距地面20～25km处，由于臭氧层能够吸收99％以上来自太阳的紫外辐射，从而保护地球上的生物不受伤害。臭氧层的生成是平流层中O2光解的结果: O2 + hv(243nm) = 2 O· 2 O· + 2 O2 + M = 2 O3 + M 总反应: 3O2 + hv = 2 O3 ② O3 的损耗 在正常情况下它们处于动态平衡，因而臭氧层浓度保持稳定。但由于NOx、氟氯烃等污染物进入平流层，加速了臭氧层的损耗过程，破坏了其稳定状态。尤其是致冷剂氟氯烃使用，对臭氧层破坏起到重要作用。氟利昂在低层大气中很稳定，CFC-11 稳定期为11年，CFC -12稳定期为30年，但在较高的平流层受高能量紫外线的照射就会发生光解反应（在175~220nm紫外光照射下会产生Cl)： F-11: CFCl3 + hv = CFCl2· + Cl· F-12: CF2Cl2 + hv = CF2Cl· + Cl· Cl· + O3 = ClO· + O2 ClO· + O· = Cl· + O2 总反应: O3 + O· = 2 O2 平流层中的NOx (NO、NO2)、HOx (H、OH、HOO) 、ClOx (Cl、ClO)都可起到类似的反应，这些参加破坏臭氧的物质称为活性物种或催化物种。 特征：烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，并使大气能见度降低。 形成条件：1）大气中有氮氧化物和碳氢化合物 2）大气温度较低3）强阳光照射 形成机理:①污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。 ②碳氢化合物被HO、O等自由基和臭氧氧化，导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。 ③过氧自由基引起NO向NO2的转化，并导致O3和PAN等的生成。 光化学反应中生成的臭氧、醛、酮、醇、PAN等统称为光化学氧化剂，以臭氧为代表，所以光化学烟雾污染的标志是臭氧浓度的升高。 形成机制： 引发反应： 自由基传递反应： 终止反应： 3、由燃煤引起的SO2污染在我国非常严重，降低SO2的污染有哪些主要措施，各举一例加以说明。 主要措施:① 燃烧前脱硫:洗煤。通过洗煤，可以去除硫及其它杂质,降低煤炭运输成本，提高煤炭的利用率 ②燃烧过程中脱硫:喷加石灰石粉, 作为脱硫吸附剂,吸收煤气中二氧化硫和有害毒气体 ③燃烧后烟气脱硫:用铵液吸收二氧化硫尾气,降低尾气中二氧化硫的排放量。 在光化学烟雾形成过程中，生成的O3 能与NO反应，为何在光化学烟雾中O3浓度反而有所增加？ NO2+hv→NO+O· ( O2+O· +M→O3+M ( O3+NO→O2+NO2( 这说明在光化学烟雾形成过程中，有比臭氧氧化能力更强的氧化剂参与了氧化NO的反应，第(步反应生成的臭氧并没有完全参加第(步的反应，而是有一部分剩余并积累下来，所以光化学烟雾中O3浓度反而有所增加. 5、在光化学烟雾形成过程中，如果碳氢化合物是丙烯，试用方程式写出经光化学反应生成过氧乙酰硝酸酯（PAN）的反应机制。 酸雨定义为pH5.6的降水，为何？酸雨的主