2025年大學(xué)《應(yīng)用化學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——應(yīng)用化學(xué)在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中的作用意義考試時(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)前的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種物質(zhì)不屬于水體中的主要化學(xué)需氧量（COD）組成部分？（）A.腐殖質(zhì)B.揮發(fā)性懸浮物C.溶解性有機(jī)物D.氧化態(tài)的無(wú)機(jī)物2.在水處理混凝沉淀過(guò)程中，加入的混凝劑（如明礬）水解產(chǎn)生的（）是主要膠體，能吸附水中懸浮物。A.氫氧化鐵B.氫氧化鋁C.硫酸根離子D.鋁離子3.下列哪種方法主要利用半導(dǎo)體的光生電子-空穴對(duì)來(lái)降解水中有機(jī)污染物？（）A.電化學(xué)氧化還原B.生物濾池法C.光催化氧化D.膜生物反應(yīng)器4.煙氣脫硫（FGD）中，采用石灰石-石膏法時(shí)，主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是（）。A.SO?+?O?→SO?B.SO?+H?O→H?SO?C.CaCO?+SO?+?O?→CaSO?+CO?D.CaSO?+2H?O+2NH?→Ca(OH)?·(NH?)?SO?5.對(duì)于處理低濃度、大風(fēng)量揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）廢氣，通常優(yōu)先考慮采用的方法是（）。A.選擇性催化還原（SCR）B.活性炭吸附C.催化燃燒D.熱力焚燒（RTO）6.將生活垃圾進(jìn)行堆肥處理，其核心的生物化學(xué)過(guò)程是（）。A.硬化反應(yīng)B.氧化還原反應(yīng)C.微生物分解有機(jī)物D.化學(xué)沉淀反應(yīng)7.用于固化重金屬?gòu)U物的常用材料不包括（）。A.水泥B.瀝青C.活性炭D.玻璃8.在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，使用分光光度法測(cè)定水樣中COD時(shí)，通常將有機(jī)物氧化為（）。A.CO?B.H?OC.CH?D.NO??9.下列哪種工業(yè)廢渣不適合直接用作土壤改良劑，甚至可能造成土壤污染？（）A.煤灰B.鈣鎂磷肥生產(chǎn)廢渣C.硫鐵礦燒渣D.城市污水處理廠污泥10.應(yīng)用化學(xué)在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中，最重要的意義之一是（）。A.開(kāi)發(fā)昂貴的環(huán)保設(shè)備B.發(fā)現(xiàn)新的天然環(huán)保材料C.創(chuàng)新高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的污染治理技術(shù)D.制定嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.大氣污染物SO?主要來(lái)源于含硫燃料的燃燒，其在大氣中氧化并與水、氧氣反應(yīng)可生成______和______，是形成酸雨的主要原因。2.活性炭具有極強(qiáng)的______能力，廣泛應(yīng)用于水處理和空氣凈化中，其吸附能力主要來(lái)源于表面的______和______。3.堆肥處理固體廢物的基本原理是利用______對(duì)有機(jī)物進(jìn)行好氧或厭氧分解，最終轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。4.水體富營(yíng)養(yǎng)化主要是由于過(guò)量的氮（N）和磷（P）進(jìn)入水體，導(dǎo)致______和水華、赤潮等不良現(xiàn)象。5.在選擇性催化還原（SCR）脫硝技術(shù)中，通常使用______作為催化劑，在適宜溫度下將NOx還原為N?和H?O。6.化學(xué)沉淀法處理含重金屬?gòu)U水時(shí)，通過(guò)加入化學(xué)藥劑，使重金屬離子與______反應(yīng)生成溶解度很小的氫氧化物或硫化物沉淀下來(lái)。7.分子篩是一種具有均勻孔徑的______材料，利用______作用分離分子或催化化學(xué)反應(yīng)。8.“綠色化學(xué)”原則要求從源頭上減少或消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生，其核心思想之一是提高原子的______。9.廢棄塑料化學(xué)回收的目標(biāo)是將塑料大分子裂解為小分子單體或有用化學(xué)品，以實(shí)現(xiàn)______。10.應(yīng)用化學(xué)通過(guò)開(kāi)發(fā)新型吸附材料（如生物炭、碳納米管）和催化劑，提高了污染治理技術(shù)的______和______。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.生物化學(xué)需氧量（BOD）2.光催化氧化3.膜分離技術(shù)4.固廢資源化5.環(huán)境友好化學(xué)四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述活性炭吸附法處理水污染的原理及其主要優(yōu)點(diǎn)。2.比較石灰石-石膏法脫硫和氨法脫硫的原理和主要區(qū)別。3.簡(jiǎn)述大氣中NOx的來(lái)源及其對(duì)環(huán)境的主要危害。4.簡(jiǎn)述堆肥處理城市生活垃圾的適用范圍及需要考慮的主要問(wèn)題。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述應(yīng)用化學(xué)在解決水體持久性有機(jī)污染物（POPs）污染問(wèn)題中的重要作用，并舉例說(shuō)明幾種化學(xué)處理技術(shù)。2.結(jié)合實(shí)際，論述發(fā)展化學(xué)回收技術(shù)在解決塑料廢棄物環(huán)境問(wèn)題中的意義、面臨的挑戰(zhàn)及未來(lái)的發(fā)展方向。---試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.(B)*解析：COD是指在一定條件下，采用特定化學(xué)方法測(cè)定的水中可被氧化物質(zhì)的量。它主要包括有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物。腐殖質(zhì)、溶解性有機(jī)物屬于有機(jī)物，是COD的主要組成部分。揮發(fā)性懸浮物會(huì)貢獻(xiàn)一部分COD，但主要成分還是溶解和懸浮的有機(jī)物。氧化態(tài)的無(wú)機(jī)物（如NO??）本身不能被氧化，或氧化后釋放氧氣，不屬于COD的組成部分。2.(B)*解析：明礬（KAl(SO?)?·12H?O）溶于水后，鋁離子（Al3?）發(fā)生水解：Al3?+3H?O?Al(OH)?(膠體)+3H?。生成的氫氧化鋁膠體具有吸附性，能吸附水中的懸浮顆粒物，形成絮凝體，從而沉淀去除。3.(C)*解析：光催化氧化是利用半導(dǎo)體材料（如TiO?）在光照下產(chǎn)生的光生電子和空穴，這些高活性粒子能夠氧化降解水中的有機(jī)污染物。其他選項(xiàng)：電化學(xué)氧化還原利用電流直接或間接驅(qū)動(dòng)氧化還原反應(yīng)；生物濾池法利用微生物代謝降解污染物；膜生物反應(yīng)器結(jié)合了生物處理和膜分離技術(shù)。4.(C)*解析：石灰石-石膏法脫硫的核心反應(yīng)是生石灰（CaCO?）在高溫下分解為氧化鈣（CaO），CaO與SO?和氧氣反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO?），亞硫酸鈣再與空氣中的氧氣氧化生成硫酸鈣（CaSO?），即石膏。主要反應(yīng)式為：CaCO?+SO?+?O?→CaSO?+CO?。5.(B)*解析：活性炭吸附適用于低濃度、大風(fēng)量廢氣的處理，其吸附容量高，效率好。對(duì)于高濃度、小風(fēng)量的廢氣，催化燃燒、蓄熱式熱力焚燒（RTO）等方法可能更經(jīng)濟(jì)高效。選擇性催化還原（SCR）主要用于煙氣脫硝。6.(C)*解析：堆肥的本質(zhì)是微生物作用下的生物化學(xué)過(guò)程，通過(guò)微生物（細(xì)菌、真菌等）的代謝活動(dòng)，將有機(jī)廢物分解轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物和穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。7.(C)*解析：水泥、瀝青、玻璃等材料具有良好的固化能力，可以將有毒重金屬離子固定在固化體內(nèi)部，阻止其遷移?；钚蕴恐饕糜谖轿廴疚?，不適合作為固化材料。8.(A)*解析：傳統(tǒng)的COD測(cè)定方法（如重鉻酸鉀法）是將水樣中的有機(jī)物在強(qiáng)酸性條件下，通過(guò)重鉻酸鉀氧化，最終將有機(jī)物氧化為二氧化碳（CO?）。通過(guò)測(cè)定消耗的重鉻酸鉀量，可以計(jì)算出COD值。9.(C)*解析：煤灰、鈣鎂磷肥廢渣、城市污水處理廠污泥經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理（如堆肥、資源化利用）后，可以成為土壤改良劑或肥料。硫鐵礦燒渣中含有未反應(yīng)的硫以及可能殘留的重金屬（如砷、鉛、鋅等），未經(jīng)處理直接使用可能造成土壤酸化、重金屬污染。10.(C)*解析：應(yīng)用化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理和技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。在環(huán)保產(chǎn)業(yè)中，其最重要的意義在于開(kāi)發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的污染治理技術(shù)，從源頭或末端控制污染，保護(hù)環(huán)境。開(kāi)發(fā)昂貴設(shè)備、發(fā)現(xiàn)天然材料、制定法規(guī)都是環(huán)保工作的一部分，但技術(shù)是實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)的關(guān)鍵。二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.硫酸H?SO?*解析：SO?+H?O→H?SO?(亞硫酸)；2H?SO?+O?→2H?SO?(硫酸)。硫酸是強(qiáng)酸，易溶于水，形成酸雨。2.吸附表面能化學(xué)鍵*解析：活性炭吸附力強(qiáng)源于其巨大的比表面積和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)（物理吸附為主）。同時(shí)，其表面含有含氧官能團(tuán)（如羥基、羧基），能與污染物分子通過(guò)范德華力或化學(xué)鍵（如氫鍵）發(fā)生作用（化學(xué)吸附為輔）。3.微生物*解析：堆肥是利用微生物（好氧菌為主）作為催化劑，促進(jìn)有機(jī)物分解。4.藻類過(guò)度繁殖*解析：富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致水體中藻類等浮游植物過(guò)度生長(zhǎng)，形成水華或赤潮。5.氮氧化物儲(chǔ)存型（或V?O?/WO?/TiO?等具體催化劑名稱也可接受）*解析：SCR脫硝通常使用以V?O?、WO?等為活性組分，鈦酸鍶（SrTiO?）等為載體的催化劑。6.氫氧根離子（或OH?）/氫氧化物*解析：常見(jiàn)的沉淀反應(yīng)是金屬離子與OH?生成氫氧化物沉淀（如Fe(OH)?,Cu(OH)?），或與S2?生成硫化物沉淀（如PbS,CdS）。7.合成分子篩（或沸石）*解析：分子篩是具有精確孔徑分布的人工合成材料。吸附原理主要是基于分子篩的孔徑與分子大小的差異，發(fā)生篩選吸附（物理吸附）。8.利用率（或原子經(jīng)濟(jì)性）*解析：綠色化學(xué)要求化學(xué)反應(yīng)過(guò)程原子盡可能多地轉(zhuǎn)化到期望的產(chǎn)品中，最大限度地減少副產(chǎn)物和廢棄物的生成，即提高原子利用率。9.資源化（或循環(huán)利用）*解析：化學(xué)回收的目標(biāo)是將塑料這種高分子材料分解，恢復(fù)到單體或可再利用的小分子狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”的資源循環(huán)。10.效率（或效果）成本*解析：開(kāi)發(fā)新材料和新技術(shù)，最終目的是為了提高污染治理的效果和效率，同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)成本，使其具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.生物化學(xué)需氧量（BOD）：指在特定溫度下，水樣中可被微生物分解的有機(jī)物在氧化過(guò)程中所消耗的溶解氧量。它反映了水中有機(jī)物的污染程度，BOD值越高，表示有機(jī)污染越嚴(yán)重。2.光催化氧化：指利用半導(dǎo)體材料（如TiO?）在光照（通常是紫外光或可見(jiàn)光）作用下，產(chǎn)生光生電子和空穴。這些高活性粒子能夠?qū)⑺蜓鯕庋趸删哂袕?qiáng)氧化能力的自由基（如·OH），進(jìn)而氧化降解水中的有機(jī)污染物。3.膜分離技術(shù)：指利用具有選擇性分離功能的薄膜材料，在外力（如壓力、濃度差、電差等）驅(qū)動(dòng)下，對(duì)混合物進(jìn)行分離、提純或濃縮的技術(shù)。根據(jù)分離機(jī)理不同，可分為微濾、超濾、納濾、反滲透等。4.固廢資源化：指通過(guò)物理、化學(xué)或生物等方法，將固體廢物（包括工業(yè)固廢、生活垃圾、危險(xiǎn)廢物等）中可利用的資源（如能源、有用物質(zhì)、部分再生原料）提取、回收和利用的過(guò)程。其目的是減少?gòu)U物處置量，實(shí)現(xiàn)廢物減量化、無(wú)害化和資源化。5.環(huán)境友好化學(xué)：又稱綠色化學(xué)，是指在化學(xué)的研究、開(kāi)發(fā)和制造過(guò)程中，采用預(yù)防性的策略，從源頭上減少或消除有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生，開(kāi)發(fā)對(duì)人類健康和環(huán)境更安全的化學(xué)產(chǎn)品和化學(xué)過(guò)程。四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述活性炭吸附法處理水污染的原理及其主要優(yōu)點(diǎn)。*原理：活性炭具有巨大的比表面積（可達(dá)1500-2500m2/g）和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，當(dāng)水通過(guò)活性炭床層時(shí)，水中的溶解性或膠體態(tài)有機(jī)污染物分子被物理吸附（主要）或化學(xué)吸附到活性炭的內(nèi)部孔隙表面。污染物在碳表面的濃度梯度驅(qū)動(dòng)下，不斷從水中轉(zhuǎn)移到碳表面，直至達(dá)到平衡。*主要優(yōu)點(diǎn)：吸附能力強(qiáng)，適用范圍廣（可吸附多種有機(jī)物，包括色度、臭味物質(zhì)等），處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，可處理低濃度污染物。2.比較石灰石-石膏法脫硫和氨法脫硫的原理和主要區(qū)別。*原理：*石灰石-石膏法：主要反應(yīng)是生石灰（CaCO?）在爐內(nèi)高溫分解為氧化鈣（CaO），CaO與煙氣中的SO?反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO?），CaSO?再與空氣中的氧氣氧化生成石膏（CaSO?·2H?O）。*氨法脫硫：通常使用氨水（NH?·H?O）作為吸收劑，氨氣溶于水后吸收SO?生成亞硫酸銨（(NH?)?SO?）或亞硫酸氫銨（NH?HSO?），亞硫酸銨或亞硫酸氫銨再與煙氣中的氧氣氧化生成硫酸銨[(NH?)?SO?]或硫酸氫銨NH?HSO?。*主要區(qū)別：*吸收劑不同：石灰石-石膏法使用生石灰或熟石灰；氨法使用氨水或氨氣。*產(chǎn)物不同：石灰石-石膏法主要產(chǎn)物是石膏（CaSO?·2H?O），可用于制水泥等；氨法主要產(chǎn)物是硫酸銨（(NH?)?SO?），可用作化肥。*能耗不同：石灰石-石膏法需要高溫分解CaCO?，能耗較高；氨法吸收過(guò)程能耗相對(duì)較低。*氣氛要求：氨法對(duì)煙氣中氧含量較敏感，且可能產(chǎn)生NOx二次污染（需尾氣處理）；石灰石-石膏法對(duì)煙氣條件適應(yīng)性較強(qiáng)。3.簡(jiǎn)述大氣中NOx的來(lái)源及其對(duì)環(huán)境的主要危害。*來(lái)源：大氣中的NOx主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO?）。主要來(lái)源有：*自然源：閃電、土壤微生物活動(dòng)。*人為源：含氮燃料（煤、石油、天然氣）的燃燒（如發(fā)電廠、汽車尾氣、工業(yè)鍋爐）是主要人為來(lái)源；工業(yè)過(guò)程中（如硝酸制造、硝酸銀生產(chǎn)）的直接排放。*主要危害：*形成酸雨：NOx在大氣中與水、氧氣等反應(yīng)生成硝酸（HNO?），是酸雨的主要成因之一。*生成光化學(xué)煙霧：NOx與揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）在陽(yáng)光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧（O?）等二次污染物，形成光化學(xué)煙霧，危害人體健康和植物生長(zhǎng)。*直接危害健康：NO?本身有毒，可刺激呼吸道，降低肺功能；吸入高濃度NO?可導(dǎo)致肺水腫。*降低能見(jiàn)度：NOx是形成大氣棕色云（棕色霧霾）的主要成分之一，降低大氣能見(jiàn)度。4.簡(jiǎn)述堆肥處理城市生活垃圾的適用范圍及需要考慮的主要問(wèn)題。*適用范圍：堆肥法主要適用于處理含有大量有機(jī)質(zhì)的城市生活垃圾，如廚余垃圾、餐廚垃圾、部分綠化垃圾（落葉、草屑）、糞便等。不適用于處理含有大量玻璃、金屬、塑料等難降解、有毒有害雜物的垃圾。*需要考慮的主要問(wèn)題：*原料成分：需要適宜的碳氮比（C/N），一般控制在25-30:1左右，過(guò)高或過(guò)低都不利于微生物活動(dòng)。需要補(bǔ)充適量的水分（約50-60%）。*微生物條件：需要提供適宜的溫度、濕度和通氣條件，以促進(jìn)微生物活性。可能需要接種高效的堆肥菌種。*管理操作：需要合理的堆體設(shè)計(jì)（如翻拋、調(diào)節(jié)物料），控制好溫度變化，防止臭氣產(chǎn)生和滲濾液污染。*產(chǎn)物質(zhì)量：堆肥過(guò)程需確保無(wú)害化（如殺滅病原體和寄生蟲(chóng)卵），最終產(chǎn)物需達(dá)到穩(wěn)定、無(wú)臭、無(wú)害的標(biāo)準(zhǔn)。需要考慮產(chǎn)品的出路和應(yīng)用。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述應(yīng)用化學(xué)在解決水體持久性有機(jī)污染物（POPs）污染問(wèn)題中的重要作用，并舉例說(shuō)明幾種化學(xué)處理技術(shù)。*應(yīng)用化學(xué)在解決POPs污染中起著核心作用。POPs具有高持久性、生物蓄積性和遠(yuǎn)距離遷移性，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。應(yīng)用化學(xué)通過(guò)開(kāi)發(fā)和研究高效的化學(xué)處理技術(shù)，是修復(fù)POPs污染水體的關(guān)鍵手段。*重要作用體現(xiàn)在：*揭示POPs的化學(xué)性質(zhì)、環(huán)境行為和生態(tài)毒理效應(yīng)，為污染評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)控制提供依據(jù)。*開(kāi)發(fā)新型、高效、低成本的POPs檢測(cè)分析方法，用于環(huán)境監(jiān)測(cè)和水質(zhì)評(píng)價(jià)。*創(chuàng)新POPs污染治理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)污染物的去除或轉(zhuǎn)化。*化學(xué)處理技術(shù)舉例：*高級(jí)氧化技術(shù)（AOPs）：利用強(qiáng)氧化劑（如臭氧、過(guò)硫酸鹽、芬頓試劑）或光、電、催化劑等，在短時(shí)間內(nèi)將POPs礦化為小分子無(wú)機(jī)物（CO?、H?O）。例如，利用芬頓/類芬頓氧化技術(shù)處理多氯聯(lián)苯（PCBs）或持久性農(nóng)藥（如DDT）；利用紫外/臭氧（UV/O?）光催化氧化技術(shù)處理內(nèi)分泌干擾物（如雙酚A）。*吸附技術(shù)：利用活性炭、生物炭、氧化石墨烯、金屬有機(jī)框架（MOFs）等具有高吸附容量的材料，選擇性地吸附水體中的POPs。例如，用改性活性炭吸附水中的二噁英；用生物炭吸附農(nóng)藥殘留。*化學(xué)萃取/浸出技術(shù)：利用萃取劑（如有機(jī)溶劑、離子液體）選擇性地將POPs從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相，實(shí)現(xiàn)分離和濃縮。例如，從土壤或沉積物中萃取PCBs。*固定化技術(shù)：將高效去除POPs的微生物或酶固定在載體上，形成生物催化劑，用于處理POPs。例如，固定化酶降解抗生素類POPs。*這些化學(xué)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，為有效控制和修復(fù)水體POPs污染提供了有力的技術(shù)支撐。2.結(jié)合實(shí)際，論述發(fā)展化學(xué)回收技術(shù)在解決塑料廢棄物環(huán)境問(wèn)題中的意義、面臨的挑戰(zhàn)及未來(lái)的發(fā)展方向。*意義：塑料廢棄物是嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，傳統(tǒng)回收方法（物理回收）存在局限性，如原料降級(jí)、難以處理混合塑料等?；瘜W(xué)回收通過(guò)將塑料大分子降解為單體、低聚物或有用化學(xué)品，能夠克服物理回收的諸多限制，實(shí)現(xiàn)塑料的“升級(jí)”回收，具有重大意義。*提高回收效率：