2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專業(yè)題庫——化學(xué)工程技術(shù)在環(huán)保中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題均有多個正確選項，請將正確選項的字母代號填在題干后的括號內(nèi)。多選、錯選、漏選均不得分。）1.化學(xué)工程技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的主要應(yīng)用方向包括：()A.大氣污染物治理()B.水體污染控制()C.固體廢物處理與資源化()D.土壤修復(fù)()E.新能源開發(fā)2.下列哪些屬于利用化學(xué)吸收原理進行煙氣脫硫的常見方法？()A.石灰石-石膏法()B.氨法脫硫()C.噴淋塔洗滌()D.活性炭吸附()E.海水脫硫3.液體萃取技術(shù)在水處理或資源回收中，主要利用了以下哪些原理？()A.溶解度差異()B.分配系數(shù)()C.表面張力()D.萃取劑與被萃物間的相互作用()E.升華現(xiàn)象4.常用于處理低濃度揮發(fā)性有機化合物（VOCs）廢氣的化學(xué)工程技術(shù)包括：()A.催化燃燒()B.直接燃燒()C.吸附法()D.生物法()E.冷凝法5.活性污泥法屬于水處理中的哪種主要工藝類型？()A.物理法()B.化學(xué)法()C.生物法()D.膜分離法()E.吸附法6.化學(xué)沉淀法在廢水處理中主要目的是：()A.去除懸浮物()B.降低廢水色度()C.去除溶解性重金屬離子()D.氧化還原污染物()E.細(xì)菌滅活7.從資源化學(xué)角度，固體廢物資源化利用的主要意義在于：()A.減少landfill占用()B.節(jié)約原生資源()C.降低環(huán)境風(fēng)險()D.創(chuàng)造經(jīng)濟價值()E.實現(xiàn)廢物自給自足8.土壤修復(fù)技術(shù)中，物理方法和化學(xué)方法的主要區(qū)別在于：()A.是否引入外加物質(zhì)()B.能否去除重金屬()C.作用原理（物理過程vs.化學(xué)反應(yīng)）()D.修復(fù)成本()E.適用土壤類型9.選擇化學(xué)工程環(huán)保技術(shù)時，需要綜合考慮的因素通常包括：()A.污染物種類與濃度()B.處理效率要求()C.技術(shù)經(jīng)濟性()D.場地條件與空間限制()E.技術(shù)人員的專業(yè)背景10.下列哪些技術(shù)或方法屬于化學(xué)工程領(lǐng)域的前沿發(fā)展方向，并應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域？()A.膜生物反應(yīng)器（MBR）()B.納米吸附材料()C.低溫等離子體降解()D.微生物燃料電池()E.基因編輯技術(shù)修復(fù)污染二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填寫在橫線上。）1.利用活性炭強大的吸附能力處理水或氣體中的污染物，屬于環(huán)保中的________技術(shù)。2.化學(xué)沉淀法去除廢水中的Cd2?時，通常向廢水中投加堿式氯化鎂，發(fā)生的核心化學(xué)過程是Cd2?與OH?生成Cd(OH)?沉淀。3.在煙氣脫硝過程中，選擇性催化還原（SCR）技術(shù)利用氨氣在催化劑作用下將NOx還原為N?和H?O，該過程的催化劑通常是________。4.水處理中的混凝沉淀過程，主要通過投加混凝劑（如明礬、FeCl?）形成________，其目的是去除水中的懸浮物和部分溶解性有機物。5.常用于從廢水中回收磷資源的化學(xué)工程方法是________，其原理是使磷酸鹽生成不溶性沉淀物。6.固體廢物根據(jù)來源可分為工業(yè)固廢、農(nóng)業(yè)固廢和________。7.化學(xué)氧化法處理難降解有機廢水，是利用強氧化劑（如臭氧O?、芬頓試劑）將有機污染物轉(zhuǎn)化為________或無機物。8.土壤修復(fù)中的原位修復(fù)技術(shù)是指在不干擾土壤原有結(jié)構(gòu)和功能的情況下，直接在污染現(xiàn)場進行的修復(fù)處理。9.化學(xué)工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，體現(xiàn)了“________”和“________”的基本思想。10.將化學(xué)工程過程與信息技術(shù)（如AI）結(jié)合，用于環(huán)境監(jiān)測、模擬預(yù)測和智能控制，是未來重要的發(fā)展趨勢。三、名詞解釋（每小題3分，共15分。請給出下列名詞的準(zhǔn)確定義。）1.化學(xué)吸收2.膜分離3.資源化利用4.選擇性催化還原（SCR）5.固體廢物四、簡答題（每小題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述活性炭吸附技術(shù)處理水污染的基本原理及其主要缺點。2.比較物理法（如吸附法）和化學(xué)法（如高級氧化法）處理難降解有機廢水的主要區(qū)別。3.簡述煙氣脫硫（脫硫）和煙氣脫硝（脫硝）技術(shù)的目的和主要區(qū)別。4.簡述固體廢物資源化利用的意義和常見的資源化途徑。五、論述題（每小題10分，共20分。請結(jié)合所學(xué)知識，圍繞以下主題進行論述。）1.論述化學(xué)工程技術(shù)在解決資源化學(xué)過程產(chǎn)生的環(huán)境污染問題中的重要作用和面臨的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合實例，論述在水處理領(lǐng)域，如何根據(jù)污染物特性和處理要求選擇合適的化學(xué)工程技術(shù)組合。---試卷答案一、選擇題1.ABCD*解析思路：*大氣污染控制、水污染控制、固體廢物處理與資源化、土壤修復(fù)是化學(xué)工程技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的四大主要應(yīng)用方向。選項E新能源開發(fā)雖然與環(huán)境有關(guān)，但主要不屬于化學(xué)工程技術(shù)的范疇。2.ABE*解析思路：*石灰石-石膏法（利用石灰石乳濁液吸收SO?）和氨法脫硫（利用氨水吸收SO?）是典型的化學(xué)吸收法脫硫。噴淋塔洗滌主要是物理過程（洗滌液與煙氣接觸溶解污染物）?；钚蕴课绞俏锢砦健：Ｋ摿蚴抢煤Ｋ誗O?，涉及化學(xué)吸收，但海水是天然介質(zhì)，通常不歸為典型的化學(xué)工程技術(shù)方法。3.ABD*解析思路：*液體萃取的原理是基于溶質(zhì)在兩種不互溶（或部分互溶）的液體溶劑中的分配系數(shù)差異。溶質(zhì)在萃取相和萃余相中的分配系數(shù)（B）反映了萃取劑與被萃物、萃取劑與稀釋劑間的相互作用。溶解度差異是分配系數(shù)差異的基礎(chǔ)。表面張力影響界面現(xiàn)象，但非主要原理。升華是固體直接變?yōu)闅怏w的相變，與萃取無關(guān)。4.AC*解析思路：*催化燃燒和直接燃燒是高溫氧化VOCs的方法。吸附法是低溫物理方法。生物法是利用微生物降解。冷凝法是基于沸點差異的物理分離方法。催化燃燒屬于化學(xué)工程技術(shù)范疇。5.C*解析思路：*活性污泥法是利用微生物（活性污泥）降解污水中有機物的生物處理技術(shù)。6.C*解析思路：*化學(xué)沉淀法通過加入化學(xué)藥劑，使廢水中的溶解性離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成不溶性沉淀物，從而將其去除。去除懸浮物是物理沉淀或混凝沉淀的目的。降低色度通常涉及吸附或化學(xué)反應(yīng)。氧化還原和細(xì)菌滅活屬于化學(xué)法或物理法其他類別。7.BCD*解析思路：*資源化利用的核心意義在于將廢物視為資源，從中提取有價值成分，實現(xiàn)原生資源的節(jié)約（B），減少對自然資源的開采壓力；同時通過處理降低廢物本身的環(huán)境危害（C），并且廢物資源化過程往往能創(chuàng)造經(jīng)濟價值（D）。8.C*解析思路：*物理方法（如熱脫附、土壤淋洗）主要是通過物理手段（如熱量、溶劑）遷移或去除污染物，不涉及或很少涉及化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)方法（如化學(xué)浸提、氧化還原、固化穩(wěn)定化）則利用化學(xué)反應(yīng)來改變污染物形態(tài)或性質(zhì)。這是兩者的根本區(qū)別。9.ABCD*解析思路：*選擇環(huán)保技術(shù)必須綜合考慮污染物的具體性質(zhì)（A）和處理目標(biāo)（B），評估技術(shù)能否達(dá)到要求。經(jīng)濟性（C），包括投資和運行成本，是工程應(yīng)用的關(guān)鍵因素。場地條件（D），如空間、地形、氣候等，直接影響技術(shù)選擇和實施。人員背景（E）雖然重要，但更多是影響技術(shù)實施的可行性，而非選擇標(biāo)準(zhǔn)本身。10.ABCD*解析思路：*膜生物反應(yīng)器（MBR）是膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)的結(jié)合。納米吸附材料利用納米材料的巨大比表面積和孔隙進行吸附。低溫等離子體利用高能電子或離子轟擊分子，引發(fā)降解反應(yīng)。微生物燃料電池將有機物氧化與電化學(xué)過程耦合。這些都是化學(xué)工程領(lǐng)域吸收了其他學(xué)科技術(shù)并應(yīng)用于環(huán)保的前沿方向?；蚓庉嫾夹g(shù)（E）屬于生物技術(shù)范疇。二、填空題1.吸附*解析思路：*活性炭憑借其發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，通過物理吸附或化學(xué)吸附作用，將水或氣體中的污染物分子捕獲在其內(nèi)部，從而實現(xiàn)分離和凈化。2.化學(xué)沉淀*解析思路：*向廢水中投加堿式氯化鎂[Mg(OH)?·MgCl?]后，其中的鎂離子（Mg2?）和氫氧根離子（OH?）會與Cd2?發(fā)生反應(yīng)，生成溶解度極低的氫氧化鎘（Cd(OH)?）沉淀，實現(xiàn)Cd2?的去除。該過程本質(zhì)上是利用化學(xué)反應(yīng)生成沉淀物的過程。3.催化劑*解析思路：*選擇性催化還原（SCR）技術(shù)之所以能高效脫硝，關(guān)鍵在于使用了特定的催化劑。該催化劑能夠提供活性位點，在較低溫度下（相對于直接燃燒）促進氨（NH?）與氮氧化物（NOx）發(fā)生選擇性的還原反應(yīng)，同時抑制副反應(yīng)（如生成N?O）。4.混凝劑/絮體*解析思路：*混凝劑（如明礬KAl(SO?)?·12H?O或FeCl?）投加到水中后，會水解生成帶電的膠體顆粒（如Al(OH)?膠體、Fe(OH)?膠體）。這些膠體顆粒通過吸附、架橋等作用，將水中的細(xì)小懸浮物顆粒聚集起來，形成較大的絮體。這些絮體在重力作用下易于沉降分離，從而達(dá)到去除懸浮物的目的。5.化學(xué)沉淀法/從磷灰石廢料中回收磷*解析思路：*從廢水中回收磷的一種化學(xué)工程方法是讓磷酸鹽（如正磷酸鹽PO?3?或磷酸二氫鹽HPO?2?）與鈣離子（Ca2?）反應(yīng)，生成溶解度很低的磷酸鈣（如羥基磷灰石Ca?(PO?)?(OH)）沉淀，然后通過固液分離回收沉淀物中的磷。另一種途徑是從含磷廢料（如磷礦選礦尾礦、廢棄水玻璃）中化學(xué)浸提回收磷。6.生活固廢/城市生活垃圾*解析思路：*固體廢物根據(jù)來源主要可分為工業(yè)固廢（來自工廠生產(chǎn)過程）、農(nóng)業(yè)固廢（來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，如秸稈、畜禽糞便）和城市生活垃圾（居民日常生活產(chǎn)生的廢物）。生活固廢是城市生活垃圾的通俗說法。7.無機鹽/無毒無害物質(zhì)*解析思路：*化學(xué)氧化法旨在將難降解的有機污染物分子結(jié)構(gòu)破壞，打斷大分子鏈，或?qū)⑵溲趸癁榻Y(jié)構(gòu)簡單、易于生物降解的小分子，最終目標(biāo)是將有機污染物轉(zhuǎn)化為無機鹽類（如CO?、H?O）或毒性較低、穩(wěn)定性較好的無害無機/有機小分子物質(zhì)。8.原位*解析思路：*土壤修復(fù)技術(shù)按修復(fù)地點可分為原位修復(fù)（In-situ）和異位修復(fù)（Ex-situ）。原位修復(fù)指在污染土壤所在的場地進行修復(fù)處理，不將土壤移走。異位修復(fù)則需要將污染土壤挖走，在專門的處理場所進行修復(fù)。題目描述“在不干擾土壤原有結(jié)構(gòu)和功能的情況下，直接在污染現(xiàn)場進行”正是原位修復(fù)的定義核心。9.綠色化學(xué)/清潔生產(chǎn)*解析思路：*化學(xué)工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，體現(xiàn)了化學(xué)工業(yè)發(fā)展的兩大重要理念。綠色化學(xué)旨在從源頭上減少或消除有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生，實現(xiàn)環(huán)境友好。清潔生產(chǎn)則強調(diào)資源的高效利用和廢物的減量化、資源化、無害化?；瘜W(xué)工程技術(shù)是實現(xiàn)這兩大理念的關(guān)鍵支撐。10.信息化/智能化*解析思路：*將信息技術(shù)（IT）、人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)等與現(xiàn)代化學(xué)工程過程相結(jié)合，應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測（如智能傳感器網(wǎng)絡(luò)）、過程模擬與優(yōu)化、智能控制、廢物資源化路徑預(yù)測等方面，是化學(xué)工程在環(huán)保領(lǐng)域發(fā)展的前沿趨勢，旨在提高效率、降低成本、增強決策能力，實現(xiàn)環(huán)保過程的智能化。三、名詞解釋1.化學(xué)吸收：利用溶質(zhì)在兩種互不相溶（或部分互溶）的液體溶劑中分配系數(shù)的差異，通過向其中一種液體（吸收劑）中通入含有溶質(zhì)的氣體或蒸氣，使溶質(zhì)從氣相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)過程。通常涉及化學(xué)溶解或化學(xué)反應(yīng)。2.膜分離：利用具有選擇性滲透功能的薄膜，在外力（如壓力、濃度差、電位差）驅(qū)動下，使混合物中的不同組分（如溶劑、溶質(zhì)、氣體、液體）選擇性地通過膜，從而實現(xiàn)分離、提純或濃縮的過程。3.資源化利用：將廢物視為資源，通過物理、化學(xué)或生物等方法處理，從中回收有價值的物質(zhì)或能量，或者將其轉(zhuǎn)化為可利用的新產(chǎn)品，實現(xiàn)廢物的價值化和社會循環(huán)。4.選擇性催化還原（SCR）：一種煙氣脫硝技術(shù)，在催化劑存在的條件下，利用還原劑（通常是氨氣NH?或尿素）在較低溫度下（通常200-400°C）選擇性地將煙氣中的氮氧化物（NOx）還原成無害的氮氣（N?）和水（H?O）。5.固體廢物：指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動中產(chǎn)生的污染環(huán)境、危害人體健康、需要收集、運輸、貯存和處理或處置的固體廢棄物，包括工業(yè)固體廢物、農(nóng)業(yè)固體廢物和生活垃圾等。四、簡答題1.原理：活性炭吸附是利用活性炭表面巨大的比表面積（可達(dá)1500-2500m2/g）和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，通過物理吸附（范德華力）或化學(xué)吸附（化學(xué)鍵合）作用，將水中的溶解性或膠體態(tài)污染物分子吸附到活性炭內(nèi)部孔隙中，從而實現(xiàn)污染物從水中分離出來的過程。缺點：吸附容量有限，特別是對于低濃度污染物；吸附過程通常是可逆的，污染物可能脫附重新進入水體；活性炭本身成本較高，且吸附飽和后需要再生或處置，再生過程可能產(chǎn)生二次污染；對于某些特定污染物（如磷酸鹽）的吸附效果不佳；易受水中無機鹽離子、pH等因素影響。2.物理法（如吸附法）：主要利用物理作用（如吸附力、篩分效應(yīng)）分離污染物。過程相對簡單，通常不引入化學(xué)試劑，不易產(chǎn)生二次污染。但吸附劑可能飽和需要更換，能耗可能較高，對于某些難吸附或熱穩(wěn)定的污染物效果有限。化學(xué)法（如高級氧化法）：主要利用化學(xué)反應(yīng)（如氧化還原反應(yīng)）破壞污染物的分子結(jié)構(gòu)。處理效率高，尤其對難降解有機物效果好。但通常需要加入化學(xué)藥劑，可能產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物（需嚴(yán)格控制），運行成本可能較高，對設(shè)備材質(zhì)有腐蝕性要求。3.目的：煙氣脫硫（脫硫）的目的是去除煙氣中主要污染物二氧化硫（SO?），減少酸雨的形成。煙氣脫硝（脫硝）的目的是去除煙氣中主要污染物氮氧化物（NOx），減少光化學(xué)煙霧和地面臭氧的形成，以及降低對人類健康的危害。區(qū)別：脫硫針對的是酸性氣體SO?，主要利用化學(xué)吸收、沉淀等技術(shù)。脫硝針對的是堿性氣體NOx，主要利用還原反應(yīng)（如SCR、選擇性非催化還原SNCR）等技術(shù)。兩者處理的對象（酸性氣體vs.堿性氣體）、污染物性質(zhì)、主要技術(shù)原理和常用方法都有顯著不同。4.意義：固體廢物資源化利用將廢物視為二次資源，有助于減少原生資源的開采，保護生態(tài)環(huán)境；能夠有效減少固體廢物總量，降低填埋或焚燒處置帶來的環(huán)境風(fēng)險；通過廢物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，可以創(chuàng)造經(jīng)濟價值，促進循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。常見途徑：金屬廢物的回收提煉（如廢鋼鐵、廢有色金屬）；廢塑料的回收和化學(xué)回收（單體回收）；廢紙的再生利用；廢玻璃的回爐重熔；從電子垃圾中回收貴金屬（如金、銀、稀土）；廢橡膠的再生或制備再生膠；農(nóng)業(yè)廢棄物（如秸稈）的資源化利用（如生產(chǎn)飼料、肥料、能源）；污泥的資源化（如堆肥、焚燒發(fā)電）。五、論述題1.作用：化學(xué)工程技術(shù)為解決資源化學(xué)過程（如礦產(chǎn)開采、選礦、冶煉、化工合成等）產(chǎn)生的環(huán)境污染問題提供了核心的技術(shù)支撐。例如，通過化學(xué)沉淀法去除選礦廢水中的重金屬離子（如Cu2?,Pb2?,Cd2?）；利用化學(xué)吸附法或催化燃燒法處理冶煉煙氣中的SO?、NOx和粉塵；采用化學(xué)浸出技術(shù)從低品位礦石或尾礦中回收有價組分，同時實現(xiàn)廢水處理和資源綜合利用；利用膜分離技術(shù)處理高鹽廢水；開發(fā)土壤修復(fù)技術(shù)（如化學(xué)淋洗、固化/穩(wěn)定化）治理污染場地等。挑戰(zhàn)：化學(xué)工程技術(shù)在解決資源化學(xué)環(huán)境問題時也面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，許多資源化學(xué)過程產(chǎn)生的污染物種類多、濃度變化大、毒性強，對處理技術(shù)提出了更高要求。其次，部分治理技術(shù)（如化學(xué)沉淀）可能產(chǎn)生大量二次廢物（如含重金屬污泥），其安全處置也是一個難題。再次，技術(shù)的經(jīng)濟性，包括投資成本、運行費用、能耗等，需要不斷優(yōu)化，以確保技術(shù)的推廣應(yīng)用。此外，