【正文】 定反應過程中不考慮其它沉淀和配合物的影響。 解答： （ 1） 以 CdCO3的形式沉淀， pH 值大約為 。 平衡時存在以下電荷平衡（ 假定水中沒有其它帶電物種 ， 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）碳酸鈉投加量計算 由以上計算可以推測投加碳酸鈉時，也是以 CdCO3 的形式沉淀。 （ 2） NaOH投加量計算 由（ 1）可知，沉淀為 CdCO3。假設污染造成的水中 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，請問 a) 我們應該將 pH 值調(diào)節(jié)到多少才能達到飲用水標準的要求（ 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？ 請通過具體的計算回答上述問題。 2. 2022 年在廣東發(fā)生了重金屬 Cd2+的水污染事件，影響到人們的飲水安全，也給河流生態(tài)系統(tǒng)帶來了威脅。 ？ 假設酸雨下降后，碳酸鹽總量沒有發(fā)生變化，但是由于酸雨下降湖水體積發(fā)生變化，總碳酸鹽的濃度發(fā)生變化： 6339。 已知： 9. 222 2 a K 10H A sO H A sO? ? ??? 解答： 由酸堿平衡： 22[ ][ ][]a H AsOK HAsO??? 可以推得： 20 [][] []TT aHH A sO c c HK????? ? 21[] [] aTT aKA sO c c HK?? ??? ? 根據(jù)質量平衡： 22[ ] [ ] [ ] 0. 00 1 /Tc H A sO A sO Na m ol L??? ? ? ? 同時存在電荷平衡： 2[ ] [ ] [ ] [ ]Na H A sO O H? ? ? ?? ? ? 將以上表達式代入電荷平衡式，得到： [ ] 0[ ] [ ]awTT aKKc H c H K H? ??? ? ? ? ?? 對上式，試算不同的 pH 值，得到其 pH 值在 — 之間。 at altitudes above 50 km, HOx cycles dominate odd oxygen loss. 可以預測奇氧在 3040km 范圍的損失是由 NOx 循環(huán)主導的，而在 50km 以上的高度則是 HOx 循環(huán)主導奇氧的損失。 在對流層， NOx 在 HOx 氧化 VOCs 和 CO 的鏈式反應中起著轉化 HOx 的作用，臭氧是 NOx存在下 VOCs 氧化過程所產(chǎn)生的副產(chǎn)物。C時水的飽和蒸氣壓（平面）為 。 22. 已知大氣中臭氧和過氧化氫的濃度分別為 50ppbv和 ， 25℃ 時它們的亨利定律常數(shù)分別為 102M/atm和 105M/atm，請計算 1大氣壓、 25℃時 云水中臭氧、過氧化氫的濃度。 21. 下圖是不同粒徑的氣溶膠顆粒（分別為 NaCl、硫酸銨）吸濕生長的曲線，請解釋為什么都出現(xiàn)一個最大過飽和度。其中 Kohler方程30ln pp DBDApp ??中的參數(shù)如下： A=(微米 )，ssM vmB ?? （微米3）， v溶質離解產(chǎn)生的離子數(shù)，對于NaCl， v=2。他研究發(fā)現(xiàn)大氣中的顆粒物具有規(guī)則的特 征分布，按照他的模型，氣溶膠粒子可以表示為三種模態(tài)，粒徑小于 微米的粒子稱為愛根模；粒徑在 微米的粒子稱為積聚模；粒徑大于 2 微米的粒子稱為粗粒子模。 在清潔大氣和污染大氣中， OH 的破壞分別通過下述反應： 清潔大氣中： 222 OOHHOOH ??? 22222 OOHHOHO ??? 污染空氣中， MH N OMNOOH ???? 32 11. 已知異戊二烯與 O NO3的反應遵循一級反應動力學，而且在 298K 的反應速率常數(shù)分別為： 3 1 8 3 1 112 .8 10Ok c m m ole c ule s s? ? ??? 3 1 3 3 1 16. 78 10NOk c m m ole c ule s s? ? ??? 假定一天中 O3 和 NO3 的平均濃度分別為 30ppbv 和 10pptv（假設反應均在一個大氣壓下進行）。 答：氮氧化物排入到大氣對流層后， 首先發(fā)生氧化反應，轉化為 HNO3，然后通過干沉降和濕沉降從大氣中去除。根據(jù)上次作業(yè)中大氣壽命的定義，計算異戊二烯通過與 O NO3 反應而去除的大氣壽命。 根據(jù)大氣壽命的定義，為 Ct/C=1/e時的反應時間，代入上式，可知大氣壽命 1(298)[ ]t k OH? 所以甲烷、異戊二烯和 CO的壽命分別為 ： 反應物質 大氣壽命 (小時） 大氣壽命（年） 大氣壽命（月） 甲烷 異戊二烯 CO 13. 測定一個物質與羥基自由基 OH的反應速率常數(shù)經(jīng)常采用以下方法：將待測定物質 A和另一物質 B（物質 B與羥基自由基的反應速率常數(shù) kB已知）放入同一個存在羥基自由基的反應器中，通過測定物質 A和 B的濃度隨時間的變化，通過 ln[A]0/[A]t對 ln[B]0/[B]t作圖以及已知的 kB計算得到 kA。 7. 術語 翻譯 Methane 甲烷 Carbon monoxide 一氧化碳 carbon dioxide 二氧化碳 isoprene 異戊二烯 terpene 萜烯 Ammonia 氨 nitrogen oxides 氮氧化物 nitrous oxide 一氧化二氮 Carbonyl sulfide 羥基硫 sulfur dixoide 二氧化硫 dimethyl sulfide 二甲基硫 Halocarbon 鹵代烴 Chlorofluorocarbons(CFCs)氯氟烴類 hydrochlorofluorocarbons(HCFCs)氫氯氟烴類 hydrofluorocarbons (HFCs) 氫氟烴類 Perhalocarbons 全鹵代烴 halons 含溴代物 emission 散發(fā) Photolysis 光分解 ozone hydroxyl radical 羥基自由基作用 photochemical reaction 光化學作用 大氣化學作業(yè) 2 8. Why is it that “highest levels of carbon monoxide tend to occur in congested urban areas at times when the maximum number of people are exposed?” CO的一大來源是汽車，城市人多交通擁擠是自然有大量 CO排放，所以此時 CO濃度最高。（假定為理想氣體） RH 蒸氣壓 Pa 體積濃度 ppmv 質量濃度 mg/m3 468 1287 220100 HoHOpRH p?? 22 0 2 3 4 0 0 . 2 4 6 8100H O H ORHp p P a? ? ? ? ? 體積濃度：2 662 468[ ] 1 0 ( ) 1 0 ( ) 4 6 1 8 . 8101325HOpH O p p m v p p m v p p m vp? ? ? ? ? 質量濃度： 222 332 468[ ] 1 8 1 0 0 0 / 3 4 5 8 . 1 /8 . 3 1 4 2 9 3HOH O H OpnH O M M m g m m g mV R T? ? ? ? ? ? ? ?? 10. 術語翻譯 Fate, transport, transformation Stratification, Troposphere, Tropopause, Stratosphere, Mesosphere, Thermosphere Atmospheric chemistry, ozone, ultraviolet, sink, wet deposition, northhemisphere, Volatile anic pounds (VOCs), nonmethane hydrocabon (NMHC) Fate— 歸宿 Transport— 傳輸 Transformation— 轉化 Stratification—— 分層，成層 Troposphere—— 對流層 Tropopause—— 對流層頂 Stratosphere—— 平流層 Mesosphere—— 中間層 Thermosphere—— 熱層 Atmospheric chemistry—— 大氣化學 ozone—— 臭氧 ultraviolet—— 紫外線輻射，紫外線的 sink—— 匯 wet deposition—— 濕沉降 northhemisphere—— 北半球 volatile anic pounds (VOCs)—— 揮發(fā)性有機物 nonmethane hydrocabon (NMHC)—— 非甲烷烴類 大氣化學作業(yè) 2 1. Why is it that “highest levels of carbon monoxide tend to occur in congested urban areas at times when the maximum number of people are exposed?” 2. If a power plant burning 10,000 tons of coal per day with 10% excess air emits stack gas containing 100 ppm by volume of NO, what is the daily output of NO? Assume the coal is pure carbon. 3. 已知下列化學鍵的鍵能，請計算使得這些化學鍵光解斷裂的最大波長。C. What is the average number of air molecules per cubic centimeter of air at this altitude? 3. 請計算標準狀態(tài)下 1ppmv 甲烷、 二甲基硫（ CH3SCH3）的摩爾濃度和質量濃度。 同時可假定反應過程中對流層中羥基自由基處于穩(wěn)態(tài)，濃度不變，為 106個分子 /。 答： 羥基自由基（ OH）是對流層重要的反應物，它是通過以下反應 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)也可以進行如下反應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 假定以上反應中 O(1D)的濃度處于穩(wěn)態(tài)，請寫出羥基自由基（ OH）生成反應的速率方程式（以上反應式中的 J1， K1， K2， K3 表示各反應的反應速率常數(shù)）。 答：反應過程中 A、 B與 OH的反應均為一級反應，即 [] [ ][ ]dA k OH Adt ?? （ 1） [] [ ][ ]dB k OH Bdt ?? （ 2） 且 [OH]處于穩(wěn)態(tài)，因此以上兩式可分別積分得到： 0[]ln [] AtA ktA ?? （ 3） 0[]ln [] BtB ktB ?? （ 4） （ 3） /（ 4）可得到： 00[ ] [ ]ln ln[ ] [ ]At B tABkA k B? 所以測定反應過程中