【正文】 ，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。請說明為什么。我們定義物質(zhì)濃度降低一個自然對數(shù)（即降低為初始濃度的 1/e）的時間為該物質(zhì)的大氣壽命，請計算以上物質(zhì)在 298K時的大氣壽命。 5. 對流層中甲烷、異戊二烯、 CO與羥基自由基的反應(yīng)可以用二級反 應(yīng)動力學(xué)描述，即 ( ) [ ] [ ]dCr k T O H Cdt? ? ? ，其中 ( ) e xp ( / )k T A E RT??，具體參數(shù)見下表。（假定為理想氣體） RH 蒸氣壓 Pa 體積濃度 ppmv 質(zhì)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(zhì)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(shù)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(zhuǎn)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(xué) 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(jī)物 nonmethane hydrocabon (NMHC)—— 非甲烷烴類 大氣化學(xué)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(xué)鍵的鍵能，請計算使得這些化學(xué)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? 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. 請計算標(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。在壓力為 5hPa、溫度為 20℃時又是多少？（假定均為理想氣體） 4. 已知 20℃時水的飽和蒸氣壓為 ，請分別計算 20℃相對濕度為 20%和 55%時空氣中水蒸氣的體積濃度和質(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。C. What is the average number of air molecules per cubic centimeter of air at this altitude? 3. 請計算標(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。（假定為理想氣體） 5. 術(shù)語翻譯 Fate, transport運(yùn)輸 , transformation轉(zhuǎn)換 Stratification層化 , 成層 , 階層的形成 , Troposphere, Tropopause 對流頂層 , Stratosphere, Mesosphere, Thermosphere Atmospheric chemistry大氣化學(xué) , ozone, ultraviolet紫外線 , sink匯，最終去向 , wet deposition沉積作用 , north hemisphere, Volatile anic pounds (VOCs), nonmethane hydrocarbon (NMHC)碳?xì)浠衔? 6. 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)? 答： 7. At an altitude of 50 km, the average atmospheric temperature is essentially 0176。在壓力為 5hPa 和 20℃時又是多少？（假定均為理想氣體） 答： ① 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下： 1ppmv 甲烷： 摩爾濃度 C= 6 6 8 111 0 1 0 4 . 4 6 4 1 0 ( )2 2 . 4 2 2 . 4X m o l L? ? ? ?? ? ? ? ? 質(zhì)量濃度 A= 31 1 6 0 . 7 1 4 3 ( )2 2 . 4 2 2 . 4XM m g m ???? 二甲基硫： 摩爾濃度 C= 6 6 8 10 . 51 0 1 0 2 . 2 3 2 1 0 ( )2 2 . 4 2 2 . 4X m o l L? ? ? ?? ? ? ? ? 質(zhì)量濃度 A= 30 .5 6 2 1 .3 8 4 ( )2 2 .4 2 2 .4XM m g m ???? ② 壓力 5hPa 和 20℃狀態(tài)下： 1ppmv 甲烷： 摩爾濃度 C= 6 6 10 1273 273 51273 273 20 10 10 ( ) t mol L? ? ? ????? ? ? ? ? ? 質(zhì)量濃度 A= 3327 3 27 3 516 127 3 10 13 .25 27 3 20 10 13 .25 03 10 ( )22 .4 22 .4pMX t mg m??? ? ??? ? ? ? 二甲基硫： 摩爾濃度 C= 6 6 10 127 3 27 3 3 10 13 .25 27 3 20 10 13 .2510 10 89 10 ( )22 .4 22 .4pX t mol L? ? ? ????? ? ? ? ? ? 質(zhì)量濃度 A= 33273 273 562 273 20 10 ( ) t mg m??? ? ??? ? ? ? 9. 已知 20℃時水的飽和蒸氣壓為 ，請分別計算 20℃相對濕度為 20%和 55%時空氣中水蒸氣的體積濃度和質(zhì)量濃度。 鍵 鍵能（ kJ/mol） HH 436 HCl 432 ClCl 243 O=O 498 N≡N 946 HC 415 C=O（二氧化碳） 804 4. 推導(dǎo)羥基自由基 生成速率表達(dá)式 羥基自由基（ OH）是對流層重要的反應(yīng)物，它是通過以下反應(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)）。 同時可假定反應(yīng)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 /。 反應(yīng)物質(zhì) A ( 1s1) E/R(K) 甲烷 1012 1800 異戊二烯 1012 410 CO 1013 0 6. 測定一個物質(zhì)與羥基自由基 OH的反應(yīng)速率常數(shù)經(jīng)常采用以下方法：將待測定物質(zhì) A和另一物質(zhì) B（物質(zhì) B與羥基自由基的反應(yīng)速率常數(shù) kB已知）放入同一個存在羥基自由基的反應(yīng)器中，通過測定物質(zhì) 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。假定物質(zhì) A和 B與羥基自由基的反應(yīng)均為一級反應(yīng)（對 A和 B而言），同時假定反應(yīng)過程中羥基自由基處于穩(wěn)態(tài)。 9. 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. 答： 先根據(jù)下式計算空氣量： 化學(xué)反應(yīng)式為 ?? 2OC C 的摩爾數(shù)為 10000 106g/12g/mol，相應(yīng) O2 也需要這么多的摩爾數(shù)，再考慮 10%的過量，而氧氣又占空氣的 21%，假定燃燒后空氣體積不變（消耗氧氣產(chǎn)生 CO2），所以燃燒后的空氣體積為： L106 .4L / m g / m ol g1010 00 0 ?????? 所以產(chǎn)生的 NO 量為： tm olgm olLL ????? 10. 已知下列化學(xué)鍵的鍵能，請計算使得這些化學(xué)鍵光解斷裂的最大波長。 答： 羥基自由基（ OH）是對流層重要的反應(yīng)物，它是通過以下反應(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)）。 同時可假定反應(yīng)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 /。 反應(yīng)物質(zhì) A ( 1s1) E/R(K) 甲烷 1012 1800 異戊二烯 1012 410 CO 1013 0 答：根據(jù)上表計算出上述物質(zhì)在 298K的反應(yīng)速率常數(shù)，見下表 反應(yīng)物質(zhì) A ( 1s1) E/R(K) k (298K) ( 1s1) 甲烷 1012 1800 1015