【正文】 ?? ? ? ? ? ? （ 8） 簡(jiǎn)化（ 7）式，得到： 222 3 3 3[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]F e F e O H H CO H CO CO? ? ? ?? ? ? ? （ 9） 通過(guò)（ 8） （ 9），得到： 3 3 2 3[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]F e F e H CO H CO O H H CO? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 10） 把以上各物種都以 [CO32]和 [H+]表示，代入式（ 9）和（ 10），分別得到： 1 0 . 4 5 1 9 . 9 5 1 6 . 6 2 2 1 0 . 3 2 23 3 322331 0 1 0 1 0 [ ] [ ] 1 0 [ ] [ ] [ ][ ] [ ] [ ] H C O H C O C OC O C O H?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? （ 11） 1 0 . 4 5 1 41 . 8 5 2 1 6 . 6 2 233231 0 1 01 0 [ ] [ ] [ ] 1 0 [ ] [ ][ ] [ ]H H C O H C OC O H? ? ? ? ???? ? ? ? ? (12) 簡(jiǎn)化（ 11）式，得到 1 0 . 4 5 1 9 . 9 523 1 6 . 6 2 1 0 . 31 0 [ ] 1 0[] [ ] ( 1 0 [ ] 1 0 [ ] 1 )HCO H H H? ? ??? ? ??? ?? （ 13） 再將（ 13）式代入（ 12）式。假設(shè)污染造成的水中 Cd2+的濃度為 20ppb，現(xiàn)在我們采用投加 NaOH以沉淀去除水中的鎘，已知可能產(chǎn)生的沉淀有 Cd(OH)2和 CdCO3，請(qǐng)問(wèn) a) 我們應(yīng)該將 pH 值調(diào)節(jié)到多少才能達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的要求（ 3ppb），鎘是以什么形式沉淀的？ b) 需要投加多少的 NaOH？ c) 如果投加 Na2CO3，又需要多 少？ 請(qǐng)通過(guò)具體的計(jì)算回答上述問(wèn)題。由于 pH1’ pH2’， pH1pH2，因此，隨著 NaOH 的逐步投加，CdCO3 首先沉淀出來(lái)，直至滿足水質(zhì)要求時(shí)，也是以 CdCO3為主，此時(shí) pH 為 。 （ 2） NaOH投加量計(jì)算 由（ 1）可知，沉淀為 CdCO3。 6. 名詞翻譯 hydrolysis 水解 hydration 水化 ligand 配體 coordina。 平衡時(shí)存在以下電荷平衡（ 假定水中沒(méi)有其它帶電物種 ， NaOH 的投加只引起碳酸鹽分布及pH 值的變化 ）： 22 33[ ] [ ] 2 [ ] [ ] [ ] 2 [ ]Na H Cd O H H CO CO? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 設(shè)投加的 NaOH為 C，帶入上式，得到： 22 13[ ] 2 [ ] [ ] 2 [ ]TC H Cd O H c CO?? ? ? ?? ? ? ? ? 上式中，除 C外，其它各項(xiàng)已知，所以求得 NaOH的投加量為： 42. 21 4 10 /C m ol L??? （ 3）碳酸鈉投加量計(jì)算 由以上計(jì)算可以推測(cè)投加碳酸鈉時(shí)，也是以 CdCO3 的形式沉淀。 由于 20 ppb Cr2+對(duì)應(yīng) p[Cd2+]＝ ， 3ppb 對(duì)應(yīng) p[Cd2+]＝ ，因此在圖上找到該濃度與兩曲線的交點(diǎn)，可以得到，在 pH 約為 時(shí)， CdCO3 開(kāi)始沉淀，至 pH 約 時(shí)可以達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 解答： （ 1） 以 CdCO3的形式沉淀， pH 值大約為 。 通過(guò)計(jì)算，得到最終的 pH 值為 之間。 已知 Cd(OH)2 的溶度積常數(shù)為 1014， CdCO3的溶度積常數(shù)為 1012，水中碳酸鹽的總量（ H2CO HCO3和 CO32）為 2mmol/L，初始 pH 值 ， H2CO3 的離解常數(shù) pK1=，pK2=， Cd 的原子量為 112，且假定反應(yīng)過(guò)程中不考慮其它沉淀和配合物的影響。實(shí)際上，由于湖的體積限制，以及降雨的間斷性，所需要的酸雨降水量比以上計(jì)算的要大。39。 7. 在某些地區(qū)，土壤中缺乏含碳酸鹽地礦物，這些地區(qū)的湖泊中堿度較低，酸雨會(huì)導(dǎo)致這些湖泊的 pH 值明顯下降，破壞 水體的生態(tài)系統(tǒng)。 滴定到 時(shí)所需的滴定液體積為 6ml，滴定到 時(shí)還需補(bǔ)加 8ml。請(qǐng)問(wèn)： （ 1） 苛性堿度、碳酸鹽堿度和總堿度各是多少？ （ 2） 問(wèn)無(wú)機(jī)酸度、 CO2 酸度和總酸度各是多少？ （ 3） 問(wèn)水中的總碳酸鹽含量是多少？ 3. 在某些地區(qū)，土壤中缺乏含碳酸鹽地礦物，這些地區(qū)的湖泊中堿度較低，酸雨會(huì)導(dǎo)致這些湖泊的 pH 值明顯下降，破壞水體的生態(tài)系統(tǒng)。 CH3Cl 在對(duì)流層中的壽命足夠長(zhǎng)。 34 CHHC lCHCl ??? 同時(shí)太陽(yáng)光線增強(qiáng)，臭氧生成速率增加，這些綜合因素導(dǎo)致臭氧得到逐步恢復(fù)。 19. 請(qǐng)對(duì)照下圖描述南極臭氧耗損和恢復(fù)的過(guò)程，寫出必要的反應(yīng)式。 17. 翻譯 Antarctic ozone hole Polar stratospheric clouds (PSCs) Chloroflurocarbons (CFCs) Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer Halogen Deactivation Catalytic reaction Loss of odd oxygen between 30 and 40 km is predicted to be dominanted by the NOx cycle。 （ 4） Nucleation of vapor substances in the atmosphere can occur both homogeneously and heterogeneously. Heterogeneous nucleation may take place at significantly lower supersaturations than homogeneous nucleation. 大氣中蒸氣物質(zhì)的成核反應(yīng)可以以均相和多相方式發(fā)生。 ms— 液滴中的溶質(zhì)的質(zhì)量（單位為 g）， Ms— 溶質(zhì)的分子量（ g/mol）。 解： 1atm下 50ppbv的臭氧分壓 * 9 81 5 0 1 0 1 5 1 0p a tm??? ? ? ? ? 由亨利定律得： * 2 8 10 11 1 1 1 .1 1 0 5 1 0 5 .5 1 0c H p m o l L? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?； * 9 102 1 10 0. 5 5 10p atm??? ? ? ? ? 由亨利定律得： * 5 10 5 12 2 2 10 5 10 5 10c H p m ol L? ? ?? ? ? ? ? ? ?。最高點(diǎn)右邊，顆粒已經(jīng)被活化，則受Kelvin效應(yīng)控制，即隨著顆粒越來(lái)越大，凝結(jié)所需要的過(guò)飽和度越來(lái)越小。 Rault定律： 定 T、 P的稀溶液中，溶劑的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮撼艘匀軇┑奈镔|(zhì)的量分?jǐn)?shù)， 00swp p x? 。 ? 無(wú)機(jī)組分 —— 陸地氣溶膠中的無(wú)機(jī)組分含量大于海洋，是因?yàn)榈貧r石圈中無(wú)機(jī)物含量豐富，再加上 風(fēng)沙揚(yáng)塵等也會(huì)帶來(lái)一部分無(wú)機(jī)組分。 20186。 18. 假定 1個(gè)初始顆粒大小為 2mol/L的 NaCl，請(qǐng)根據(jù) Kohler方程計(jì)算 20186。 14. 術(shù)語(yǔ)翻譯 Peroxyacyl nitrates (PANs) 過(guò)氧?；跛狨? Peroxyacetyl nitrate (PAN) 過(guò)氧乙酰硝酸酯 scavenge 清除 termination reaction 終止反應(yīng) formaldehyde 甲醛 aldehyde 乙醛 Aitken mode 愛(ài)根模 nucleation mode 核模 accumulation mode 積聚模 coarse particle mode 粗粒子模 aerosol 氣溶膠 total suspended particulates 總懸浮顆粒物 particulate matter 顆粒物 heterogeneous reaction 多相反應(yīng) photochemical smog 光化學(xué)煙霧 15. 對(duì)比課件中海洋和陸地氣溶膠組分，請(qǐng)歸納說(shuō)出其主要區(qū)別，并加以解釋。 大氣壽命 h 大氣壽命 d OH O3 235 NO3 13. 顆粒物三模態(tài)的含義，對(duì)應(yīng)模態(tài)顆粒物的來(lái)源及大小。 答：先將 O NO3 的濃度分別轉(zhuǎn)換為數(shù)量濃度，然后利用上一次作業(yè)所給出的大氣壽命的大計(jì)算公式，即 33 31[]NONOt k NO?或33 31[]OOt kO?分別計(jì)算異戊二烯通過(guò)與 O NO3 反應(yīng)而去除的大氣壽命，結(jié)果為：與 O3 的大氣壽命 ；與 NO3的大氣壽命為 。 2 3 3 2N O O N O O? ? ? 3 2 2 5NO NO N O? 2 5 2 322N O H O H N O??? ? ? 10. 請(qǐng)寫出大氣中 OH 產(chǎn)生和破壞的反應(yīng)式。這一部分對(duì) NOx 清除的貢獻(xiàn)大約在 5560%。這類物質(zhì)的大量排放，就可能導(dǎo)致大氣臭氧濃度的上升。請(qǐng)分別計(jì)算乙烯與 OH、與 O NO3 反應(yīng)而去除的大氣壽命。 3. 請(qǐng)寫出大氣中 OH 產(chǎn)生和破壞的反應(yīng)式。假定物質(zhì) A和 B與羥基自由基的反應(yīng)均為一級(jí)反應(yīng)（對(duì) A和 B而言），同時(shí)假定反應(yīng)過(guò)程中羥基自由基處于穩(wěn)態(tài)。我們定義物質(zhì)濃度降低一個(gè)自然對(duì)數(shù)（即降低為初始濃度的 1/e）的時(shí)間為該物質(zhì)的大氣壽命，請(qǐng)計(jì)算以上物質(zhì)在 298K時(shí)的大氣壽命。 鍵 鍵能（ kJ/mol） 相應(yīng)波長(zhǎng) nm HH 436 274 HCl 432 277 ClCl 243 492 O=O 498 240 N≡N 946 126 HC 415 288 C=O（二氧化碳） 804 149 11. 推導(dǎo)羥基自由基生成速率表達(dá)式 羥基自由基（ OH）是對(duì)流層重要的反應(yīng)物，它是通過(guò)以下反應(yīng) O 3 + h v ( 3 2 0 n m ) O ( 1 D ) + O 2J 1 然而激發(fā)態(tài)氧原子 O(1D)也可以進(jìn)行如下反應(yīng)而不生成羥基自由基 (OH)： O ( 1 D ) + O 2 O ( 3 P ) + O 2O ( 1 D ) + N 2 O ( 3 P ) + N 2K 1K 2 假定以上反應(yīng)中 O(1D)的濃度處于穩(wěn)態(tài)，請(qǐng)寫出羥基自由基（ OH）生成反應(yīng)的速率方程式（以上反應(yīng)式中的 J1， K1， K2， K3 表示各反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)）。請(qǐng)說(shuō)明為什么。 5. 對(duì)流層中甲烷、異戊二烯、 CO與羥基自由基的反應(yīng)可以用二級(jí)反 應(yīng)動(dòng)力學(xué)描述，即 ( ) [ ] [ ]dCr k T O H Cdt? ? ? ，其中 ( ) e xp ( / )k T A E RT??，具體參數(shù)見(jiàn)下表。C. What is the average number of air molecules per cubic centimeter of air at this altitude? 答： 由 PaeePP RTMg hh 41001 33 ????? ? ?????? ? 由 nRTPV? 和數(shù)量濃度AnNNV??，可得： 2 3 3 1 6 31 9 4 . 76 . 0 2 2 1 0 5 . 1 6 1 08 . 3 1 4 2 7 3APN N m c mRT ??? ? ? ? ? ? ?? 8. 請(qǐng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 1ppmv 甲烷、 二甲基硫（ CH3SCH3）的摩爾濃度和質(zhì)量濃度。1. If the pressure is atm at an altitude of 38 km and atm at 57 km, what is it at 19 km (ignoring temperature variations)? 2. At an altitude of 50 km, the average atmospheric temperature is essentially 0176。（假定為理想氣體） 5. 術(shù)語(yǔ)翻譯 Fate, transport運(yùn)輸 , transformation轉(zhuǎn)換 Stratification層化 , 成層 , 階層的形成 , Troposphere, Tropopause 對(duì)流頂層 , Stratosphere, Mesosphere, Thermosphere Atmospheric chemistry大氣化學(xué) , ozone, ultraviolet紫