2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——應(yīng)用化學(xué)在大氣污染控制中的作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種氣體主要來(lái)源于化石燃料的燃燒，并且是形成酸雨的主要前體物？A.二氧化碳(CO2)B.氮氧化物(NOx)C.揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)D.一氧化碳(CO)2.在工業(yè)煙氣脫硫中，采用氨法吸收二氧化硫(SO2)時(shí)，主要發(fā)生的化學(xué)過(guò)程是：A.SO2在高溫下與氧氣反應(yīng)生成SO3B.SO2被水吸收形成亞硫酸C.SO2被堿性物質(zhì)（如NH3·H2O）中和吸收D.SO2通過(guò)物理吸附去除3.下列哪種材料因其巨大的比表面積和強(qiáng)大的吸附能力，被廣泛應(yīng)用于去除空氣中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)？A.活性炭B.沸石C.分子篩D.上述所有材料均可4.選擇性催化還原(SCR)技術(shù)用于汽車尾氣或工業(yè)煙氣脫硝時(shí)，通常使用的催化劑活性組分是：A.氧化鐵(Fe2O3)B.氧化銅(CuO)C.氧化釩(V2O5)D.硝酸鑭(La(NO3)3)5.關(guān)于光催化氧化降解VOCs，下列說(shuō)法正確的是：A.必須在紫外光照射下才能進(jìn)行B.主要利用可見(jiàn)光激發(fā)半導(dǎo)體催化劑C.氧氣是必需的反應(yīng)物之一D.該方法通常效率很高，無(wú)需考慮二次污染6.濕式靜電除塵器主要利用以下哪種力來(lái)收集空氣中的細(xì)小顆粒物？A.重力B.慣性力C.電場(chǎng)力D.浮力7.在設(shè)計(jì)燃煤電廠的煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)時(shí)，需要綜合考慮的因素不包括：A.煙氣流量和溫度B.硫氧化物和氮氧化物的濃度C.控制成本和運(yùn)行維護(hù)難度D.噪聲污染控制技術(shù)8.將二氧化碳(CO2)從混合氣體中分離并捕集的過(guò)程，屬于大氣污染控制中的：A.脫硫技術(shù)B.脫硝技術(shù)C.凈化技術(shù)D.碳捕集與封存(CCS)技術(shù)9.對(duì)于吸附法處理VOCs，提高吸附劑與污染物分子間作用力，有利于：A.降低吸附熱B.減小吸附容量C.加快吸附速率D.降低平衡壓力10.下列哪項(xiàng)技術(shù)主要利用高溫使可燃性大氣污染物發(fā)生分解轉(zhuǎn)化？A.吸附法B.催化轉(zhuǎn)化法C.燃燒法D.生物法二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在題中的橫線上）1.大氣污染物根據(jù)其存在狀態(tài)可分為_(kāi)_______污染物和________污染物。2.亨利定律描述了氣體在液體中的溶解度與________和________之間的關(guān)系。3.常用的煙氣脫硫技術(shù)有________法、_______法和_______法等。4.催化轉(zhuǎn)化法脫硝中，選擇合適的催化劑溫度窗口對(duì)于控制________的生成至關(guān)重要。5.光催化技術(shù)利用半導(dǎo)體的________效應(yīng)來(lái)激發(fā)催化劑，產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的________和________。6.影響顆粒物在靜電除塵器中收集效率的主要因素包括粉塵的________、煙氣的________和電場(chǎng)的________。7.某吸附劑對(duì)某污染物的吸附過(guò)程符合Langmuir模型，這意味著吸附劑表面存在________個(gè)吸附位點(diǎn)，吸附過(guò)程在初始階段速率較快，隨著吸附位點(diǎn)被占據(jù)，速率逐漸________。三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共15分）1.簡(jiǎn)述硫酸型酸雨的形成過(guò)程。2.與吸附法相比，催化轉(zhuǎn)化法處理氮氧化物(NOx)主要有哪些優(yōu)點(diǎn)？3.簡(jiǎn)要說(shuō)明提高大氣顆粒物（PM2.5）治理效果可以從哪些化學(xué)角度入手？四、計(jì)算題（6分）已知某工廠煙氣的流量為100,000m3/h，其中SO2的濃度為500mg/m3。采用氨水法脫硫，脫硫效率要求達(dá)到95%。假設(shè)反應(yīng)在接近化學(xué)計(jì)量比下進(jìn)行（1molSO2反應(yīng)2molNH3），試計(jì)算每小時(shí)至少需要消耗多少千克的氨水？（假設(shè)氨水中氨的濃度為15wt%，并忽略氨水的體積變化和煙氣的體積變化）五、論述題（13分）論述應(yīng)用化學(xué)在多污染物協(xié)同控制方面的潛力和挑戰(zhàn)。請(qǐng)結(jié)合具體的技術(shù)實(shí)例，說(shuō)明如何利用化學(xué)原理和方法實(shí)現(xiàn)對(duì)多種大氣污染物（如SO2、NOx、VOCs、顆粒物）的同步去除或協(xié)同控制，并分析其中面臨的主要科學(xué)和工程問(wèn)題。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.D4.D5.C6.C7.D8.D9.C10.C二、填空題1.氣相液相2.總壓溫度3.石灰石-石膏石灰氨4.NO25.光生載流子電子空穴6.電荷密度溫度分布均勻性7.固定單調(diào)減小三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述硫酸型酸雨的形成過(guò)程。解析思路：從SO2的排放開(kāi)始，經(jīng)過(guò)大氣中的氧化過(guò)程（如被氧氣、臭氧、硝酸根等氧化）生成硫酸，再與水蒸氣結(jié)合形成硫酸雨。關(guān)鍵步驟包括SO2的氧化和硫酸的生成。答案要點(diǎn)：SO2排放→大氣氧化（如SO2+O2→SO3，或SO2+OH→HOSO2→SO3）→SO3溶解于水或與氨氣等反應(yīng)生成硫酸（SO3+H2O→H2SO4）→硫酸隨降水落下形成硫酸型酸雨。2.與吸附法相比，催化轉(zhuǎn)化法處理氮氧化物(NOx)主要有哪些優(yōu)點(diǎn)？解析思路：比較吸附法和催化轉(zhuǎn)化法在脫硝方面的原理、效率、選擇性、副產(chǎn)物等方面的差異。吸附法可能需要再生，效率受吸附容量限制；催化轉(zhuǎn)化法通常轉(zhuǎn)化率高，條件可控性好。答案要點(diǎn)：高轉(zhuǎn)化率（可達(dá)90%以上）；可在較低溫度下進(jìn)行（如汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化）；選擇性好（如SCR可通過(guò)選擇不同催化劑和反應(yīng)物選擇性控制NOx，減少副產(chǎn)物如N2O的生成）；可與其他污染物（如CO,VOCs）同步去除。3.簡(jiǎn)要說(shuō)明提高大氣顆粒物（PM2.5）治理效果可以從哪些化學(xué)角度入手？解析思路：從顆粒物的生成、遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程出發(fā)，思考化學(xué)方法的應(yīng)用。可以調(diào)控顆粒物的生成前體物（如SO2、NOx、VOCs的轉(zhuǎn)化），改進(jìn)顆粒物的收集技術(shù)（如優(yōu)化吸附劑、催化劑表面），或者化學(xué)轉(zhuǎn)化顆粒物成分。答案要點(diǎn)：源頭控制前體物轉(zhuǎn)化（如低NOx燃燒技術(shù)，選擇性催化還原減少NOx生成，VOCs控制技術(shù)）；改進(jìn)顆粒物收集技術(shù)（如開(kāi)發(fā)新型高效吸附劑/催化劑，優(yōu)化電除塵器設(shè)計(jì)，利用化學(xué)藥劑改變顆粒物性質(zhì)提高捕集效率）；化學(xué)轉(zhuǎn)化（如濕法脫硫同時(shí)脫除部分顆粒物，光催化降解VOCs減少二次顆粒物生成）。四、計(jì)算題解析思路：首先將煙氣流量和SO2濃度轉(zhuǎn)換為摩爾流量，根據(jù)脫硫效率和化學(xué)計(jì)量關(guān)系計(jì)算所需的SO2摩爾量，再轉(zhuǎn)換為氨氣摩爾量，最后根據(jù)氨水濃度計(jì)算所需氨水質(zhì)量。答案步驟：1.計(jì)算煙氣流量：100,000m3/h=100,000/22.4mol/h≈4464.3mol/h(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)2.計(jì)算SO2摩爾流量：4464.3mol/h×500mg/m3/(64g/mol)×1000mg/g≈34.9mol/h3.計(jì)算脫除的SO2摩爾量：34.9mol/h×95%≈33.2mol/h4.計(jì)算所需氨氣(NH3)摩爾量：33.2mol/h×2=66.4mol/h5.計(jì)算所需氨水質(zhì)量：66.4mol/h/(17mol/kg)≈3.91kg/h(純氨氣)6.考慮氨水濃度：所需氨水質(zhì)量=3.91kg/h/15%≈26.1kg/h答案：約需要消耗26.1千克的氨水。五、論述題解析思路：闡述多污染物協(xié)同控制的必要性和化學(xué)潛力，結(jié)合具體技術(shù)實(shí)例（如SCR脫硝副產(chǎn)硫酸氫銨可用于脫硫，或開(kāi)發(fā)同時(shí)脫除SO2/NOx/VOCs的催化劑）說(shuō)明化學(xué)方法如何實(shí)現(xiàn)協(xié)同，并分析面臨的挑戰(zhàn)（如反應(yīng)選擇性、副產(chǎn)物控制、反應(yīng)條件兼容性、經(jīng)濟(jì)成本等）。答案要點(diǎn)：潛力：化學(xué)原理為多污染物協(xié)同控制提供了基礎(chǔ)。例如，SCR脫硝產(chǎn)生的硫酸氫銨（NH4HSO4）可以吸收SO2，實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝一體化；開(kāi)發(fā)多功能催化劑，可同時(shí)催化SO2氧化、NOx還原以及VOCs降解；利用光催化技術(shù)同步降解VOCs并分解NOx；化學(xué)鏈燃燒技術(shù)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)CO2分離和污染物轉(zhuǎn)化。