2025年大學《資源化學》專業(yè)題庫——化學與環(huán)境科學的交叉研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.下列哪項技術(shù)通常不直接歸類于資源化學的范疇？A.礦石中有價金屬的濕法冶金B(yǎng).頁巖氣中甲烷的提取與轉(zhuǎn)化C.廢水處理廠中氨氮的去除D.金屬鎂的電解生產(chǎn)2.在考慮某種礦產(chǎn)資源開發(fā)的環(huán)境影響時，下列哪個因素最直接地體現(xiàn)了資源化學與環(huán)境科學的交叉？A.礦石儲量的經(jīng)濟可采年限B.礦山開采對當?shù)氐匦蔚孛驳钠茐腃.選礦過程中產(chǎn)生的酸性廢水D.礦產(chǎn)品在國際市場的價格波動3.某化工廠利用化學沉淀法處理含Cr2?的工業(yè)廢水，其主要原理是：A.通過氧化還原反應(yīng)將Cr2?轉(zhuǎn)化為Cr3?B.利用Cr2?與沉淀劑（如氫氧化物）生成溶解度極低的鉻鹽沉淀C.通過離子交換樹脂選擇性吸附Cr2?離子D.使用微生物將Cr2?降解為無害物質(zhì)4.下列哪類能源的開發(fā)和利用過程，化學與環(huán)境科學的交叉研究尤為關(guān)鍵？A.傳統(tǒng)化石燃料（煤、石油）B.氫能C.核能D.地熱能5.綠色化學原則在資源化學領(lǐng)域的應(yīng)用，主要旨在：A.提高資源利用的經(jīng)濟效率B.減少化學合成過程中的廢物產(chǎn)生和有害物質(zhì)使用C.開發(fā)更昂貴的礦產(chǎn)資源D.增加化學反應(yīng)的產(chǎn)率6.測定水體中溶解氧（DO）濃度，對于評價水體自凈能力至關(guān)重要。下列哪種化學方法常用于此目的？A.離子選擇性電極法B.分光光度法測定氧化還原指示劑消耗量C.質(zhì)譜法直接測定氧分子D.重量法沉淀水中的氧7.土壤重金屬污染修復中，化學固化/穩(wěn)定化技術(shù)的核心思想是：A.將重金屬從土壤中完全移除B.利用化學試劑改變重金屬在土壤固相中的化學形態(tài)，降低其生物有效性C.通過生物降解作用分解重金屬污染物D.增加土壤中重金屬的總量8.從資源化學的角度看，將工業(yè)廢棄物（如粉煤灰、冶煉渣）進行資源化利用，屬于：A.環(huán)境污染控制措施B.新型礦產(chǎn)資源開發(fā)C.能源轉(zhuǎn)化過程D.化學基礎(chǔ)研究9.光催化技術(shù)在水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其環(huán)境友好性體現(xiàn)在：A.可使用太陽能等清潔能源驅(qū)動B.能將有機污染物徹底礦化為CO?和H?OC.催化劑本身通常廉價易得且可重復使用D.處理過程產(chǎn)生的污泥量較少10.在評估一個化工項目對環(huán)境的影響時，進行生命周期評價（LCA）需要考慮的環(huán)節(jié)通常包括：A.原料開采、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品使用、廢棄處置B.化學反應(yīng)方程式、反應(yīng)速率、化學平衡常數(shù)C.產(chǎn)品銷售、市場營銷、用戶反饋D.實驗室合成、中間體表征、最終產(chǎn)品檢驗二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.資源化學研究不僅關(guān)注資源的有效______和______，也關(guān)注其開發(fā)利用過程中的環(huán)境效應(yīng)及控制技術(shù)。2.環(huán)境污染物在環(huán)境介質(zhì)（水、氣、土）中的______、______和______是環(huán)境化學研究的核心內(nèi)容。3.利用化學方法將廢氣中的CO?轉(zhuǎn)化為有用化學品或燃料，是______在應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)中的一個重要方向。4.在廢水處理中，混凝-沉淀法主要利用膠體和懸浮物在化學藥劑作用下發(fā)生______而實現(xiàn)分離。5.原子吸收光譜法是測定環(huán)境中______元素濃度的一種常用且靈敏的分析技術(shù)。6.開發(fā)低毒或無毒的化學合成路線，使用可再生資源作為原料，是______化學在資源化學領(lǐng)域的重要實踐。7.土壤修復中的植物修復技術(shù)，是利用特定植物（超富集植物）吸收、積累土壤中的______，從而降低其毒性。8.礦山酸性廢水的主要來源是礦石中的______與水反應(yīng)生成酸性溶液。9.______是指一個產(chǎn)品系統(tǒng)從搖籃到墳墓（或循環(huán)利用）整個生命周期內(nèi)對環(huán)境造成的各種影響。10.納米材料因其獨特的物理化學性質(zhì)，在______（如高效吸附污染物、催化降解有機物）方面展現(xiàn)出巨大潛力。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.礦物資源2.環(huán)境容量3.化學沉淀法4.綠色化學5.生命周期評價（LCA）四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述資源化學活動可能引發(fā)的主要環(huán)境問題及其化學成因。2.簡述綠色化學原則在資源開采過程中的具體體現(xiàn)。3.簡述化學吸附與物理吸附在環(huán)境污染物去除方面的主要區(qū)別。4.簡述廢水處理中生物處理法與化學處理法的基本原理和適用范圍。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述發(fā)展可持續(xù)能源化學對于解決當前環(huán)境問題（如氣候變化、能源危機）的重要意義，并舉例說明。2.論述資源化學專業(yè)人才在推動環(huán)境友好型社會建設(shè)中的作用，并分析其所需具備的核心能力。六、計算題（共15分）某工廠排放的含硫酸廢水，pH值為2。現(xiàn)擬采用石灰乳（主要成分為氫氧化鈣）進行中和處理。已知該廢水流量為100m3/h，要求處理后廢水pH值達到6。假設(shè)石灰乳有效成分（Ca(OH)?）的質(zhì)量濃度為120g/L，且反應(yīng)過程中Ca(OH)?完全反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：H?SO?+Ca(OH)?→CaSO?↓+2H?O。試計算：（1）每小時需要處理多少噸硫酸？（2）每小時需要投加多少立方米石灰乳？試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.B5.B6.B7.B8.B9.A10.A二、填空題1.開發(fā)；利用2.遷移；轉(zhuǎn)化；歸宿（或行為）3.綠色化學4.沉淀5.微量（或痕量）6.綠色7.重金屬8.礦物（或硫化物）9.生命周期評價10.環(huán)境污染治理三、名詞解釋1.礦物資源：指地殼中天然形成的、具有經(jīng)濟價值、可被人類開采利用的礦物集合體或元素。2.環(huán)境容量：指在不超過環(huán)境自凈能力的前提下，某一特定環(huán)境介質(zhì)（如大氣、水體、土壤）能容納污染物的最大負荷量。3.化學沉淀法：利用化學藥劑與廢水中的目標污染物發(fā)生反應(yīng)，生成溶解度極低的沉淀物，然后通過沉淀、過濾等方式將其從水中分離去除的方法。4.綠色化學：旨在從源頭上減少或消除有害物質(zhì)的設(shè)計、制造和應(yīng)用化學產(chǎn)品的科學和工程領(lǐng)域，強調(diào)環(huán)境友好和可持續(xù)性。5.生命周期評價（LCA）：一種評估產(chǎn)品系統(tǒng)從原材料獲取、生產(chǎn)、使用到最終處置整個生命周期階段對環(huán)境造成的影響（如資源消耗、能源使用、污染排放等）的方法論。四、簡答題1.資源化學活動可能引發(fā)的主要環(huán)境問題及其化學成因：*大氣污染：礦山開采和冶煉過程產(chǎn)生粉塵；燃燒化石燃料（部分資源利用方式）產(chǎn)生SO?、NOx、CO?等；化工生產(chǎn)過程可能排放揮發(fā)性有機物（VOCs）和惡臭氣體?；瘜W成因涉及物理過程（揚塵）和化學反應(yīng)（燃燒、氧化還原反應(yīng)）。*水體污染：礦山酸性廢水（硫化物氧化產(chǎn)酸）；選礦廢水（含有害離子如Cu2?,Cd2?,As3?等）；化工廢水（有機物、無機鹽、有毒有害化學品）；石油開采和運輸泄漏?；瘜W成因涉及酸堿反應(yīng)、離子交換、絡(luò)合反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等。*土壤污染：農(nóng)藥化肥過量使用導致農(nóng)藥殘留和土壤鹽堿化；礦山尾礦和冶煉廢渣堆放導致重金屬污染和酸化；化工企業(yè)“跑冒滴漏”造成土壤有機污染物污染?；瘜W成因涉及農(nóng)藥化肥的化學降解與殘留、重金屬的遷移轉(zhuǎn)化、酸堿鹽的淋溶作用等。*固體廢棄物污染：產(chǎn)生大量尾礦、礦渣、冶煉渣、化工廢渣等。化學成因是資源轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的非危險或一般危險固體廢棄物。2.綠色化學原則在資源開采過程中的具體體現(xiàn)：*源頭預防：設(shè)計更安全的開采方法，減少對生態(tài)環(huán)境的破壞；選用更環(huán)保的設(shè)備和材料。*提高原子經(jīng)濟性：優(yōu)化選礦和提取工藝，提高有用組分的回收率，減少副產(chǎn)物生成。*使用更安全的化學品：盡量選用低毒、無害或可生物降解的化學品進行浮選、萃取等作業(yè)。*設(shè)計安全的化學過程：采用在溫和條件下（常溫常壓、水相介質(zhì)）進行的提取和分離技術(shù)，減少能源消耗和有害副產(chǎn)物。*減少衍生物生成：避免使用需要進行大量后續(xù)化學修飾的中間產(chǎn)物。*在安全的場所使用和儲存化學品：建立完善的化學品管理體系，防止泄漏和事故。*使用可再生資源：探索利用生物質(zhì)等可再生資源替代部分礦產(chǎn)資源。*產(chǎn)品最終用途安全：開發(fā)資源利用后環(huán)境影響更小的產(chǎn)品或材料。3.化學吸附與物理吸附在環(huán)境污染物去除方面的主要區(qū)別：*作用力：化學吸附是吸附劑表面與污染物分子間發(fā)生化學鍵（共價鍵或離子鍵）的形成，作用力強，不可逆性強。物理吸附主要是范德華力（分子間作用力），作用力弱，可逆性強。*吸附熱：化學吸附熱較高，接近化學反應(yīng)熱（通常>40kJ/mol）。物理吸附熱較低，接近氣體液化熱（通常<40kJ/mol）。*選擇性：化學吸附通常具有高度選擇性，只對特定結(jié)構(gòu)的污染物分子吸附效果顯著。物理吸附選擇性較低，對多種分子都有一定的吸附能力。*溫度影響：化學吸附放熱，升高溫度不利于吸附。物理吸附吸熱（或放熱不顯著），升高溫度通常有利于吸附。*速率：化學吸附速率可能較慢，受活化能影響。物理吸附速率通常較快。*應(yīng)用實例：活性炭對氣體的物理吸附（如吸附VOCs），離子交換樹脂對離子的化學吸附（如軟化水處理中的Ca2?,Mg2?吸附）。4.廢水處理中生物處理法與化學處理法的基本原理和適用范圍：*生物處理法：基本原理是利用微生物（細菌、真菌、藻類等）的新陳代謝作用，將廢水中的有機污染物降解轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳、水或微生物自身物質(zhì)。部分生物處理（如好氧處理）也能去除氮、磷等營養(yǎng)鹽。適用于處理可生物降解的有機物含量較高的廢水，尤其是城市污水和部分工業(yè)廢水。分為好氧和厭氧兩大類。缺點是處理周期相對較長，受環(huán)境條件（溫度、pH、DO等）影響較大，可能產(chǎn)生污泥。*化學處理法：基本原理是利用化學反應(yīng)（如氧化還原、中和、沉淀、混凝、氧化還原）來去除或轉(zhuǎn)化廢水中的污染物。混凝沉淀法用于去除懸浮物和部分膠體；化學氧化還原法用于去除難生物降解的有機物或重金屬；中和法用于調(diào)節(jié)廢水pH值。適用于處理特定污染物（如重金屬、氰化物、強酸強堿、難降解有機物）濃度較高或生物處理效果不佳的廢水。優(yōu)點是處理速度快、效果確定，但可能產(chǎn)生二次污染（如化學污泥、增加水中鹽分）。五、論述題1.發(fā)展可持續(xù)能源化學對于解決當前環(huán)境問題（如氣候變化、能源危機）的重要意義，并舉例說明。發(fā)展可持續(xù)能源化學具有重要意義，主要體現(xiàn)在：*應(yīng)對氣候變化：可持續(xù)能源化學致力于開發(fā)可再生能源（如太陽能、風能、生物質(zhì)能）的化學轉(zhuǎn)化技術(shù)（如高效太陽能電池、生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化制燃料）、儲能技術(shù)（如先進電池、氫儲能）以及碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)。例如，利用綠氫（通過電解水制取，電力來自可再生能源）作為清潔能源載體，或開發(fā)高效光催化材料將CO?還原為甲醇等化學品，直接減少了大氣中的溫室氣體濃度，緩解了氣候變化壓力。*緩解能源危機：可持續(xù)能源化學通過開發(fā)新型能源材料（如更高效率的太陽能電池材料、固態(tài)電解質(zhì)電池材料）和更高效的能源轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)（如燃料電池、智能電網(wǎng)中的化學儲能），提高了能源利用效率，拓展了能源供應(yīng)來源（特別是可再生能源），有助于擺脫對有限化石能源的依賴，保障能源安全。例如，鋰離子電池化學體系的不斷進步，極大地推動了電動汽車和便攜式電子設(shè)備的發(fā)展，減少了化石燃料在交通和消費領(lǐng)域的消耗。*促進環(huán)境友好型社會建設(shè)：可持續(xù)能源化學的發(fā)展催生了新的產(chǎn)業(yè)和就業(yè)機會，推動了能源結(jié)構(gòu)向清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型，減少了傳統(tǒng)能源開采和利用帶來的環(huán)境污染（如空氣污染、水污染、土壤污染），促進了人與自然的和諧共生。2.論述資源化學專業(yè)人才在推動環(huán)境友好型社會建設(shè)中的作用，并分析其所需具備的核心能力。資源化學專業(yè)人才在推動環(huán)境友好型社會建設(shè)中扮演著關(guān)鍵角色，其作用體現(xiàn)在：*資源高效利用與循環(huán)：開發(fā)創(chuàng)新的資源勘查、開采、選冶和加工技術(shù)，提高資源利用效率，研究廢棄資源和工業(yè)副產(chǎn)物的資源化利用途徑，最大限度地減少資源浪費和環(huán)境污染。*清潔生產(chǎn)工藝研發(fā)：將綠色化學原理應(yīng)用于資源化學過程，開發(fā)低能耗、低污染、高產(chǎn)率的清潔生產(chǎn)工藝，從源頭上減少污染物的產(chǎn)生。*環(huán)境污染治理與修復：針對資源開發(fā)利用過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題（水體、土壤、大氣），研發(fā)和工程應(yīng)用高效、經(jīng)濟、環(huán)境友好的治理技術(shù)和修復方案。*環(huán)境監(jiān)測與風險評估：參與建立和完善環(huán)境監(jiān)測體系，開發(fā)和應(yīng)用先進的化學分析技術(shù)監(jiān)測環(huán)境中的污染物，評估資源化學活動對環(huán)境的影響程度和風險。*政策制定與科學普及：為政府制定資源管理和環(huán)境保護政策提供科學依據(jù)和技術(shù)支持，參與環(huán)境影響評價等工作，并參與向社會公眾普及資源節(jié)約和環(huán)境保護知識。資源化學專業(yè)人才所需具備的核心能力包括：*扎實的化學基礎(chǔ)：掌握無機化學、有機化學、物理化學、分析化學等核心化學知識。*資源化學專業(yè)知識：熟悉礦產(chǎn)、能源、非金屬等資源的性質(zhì)、開發(fā)技術(shù)、轉(zhuǎn)化利用原理。*環(huán)境科學交叉知識：了解環(huán)境化學、環(huán)境生物學、環(huán)境工程學等基本知識，理解污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和環(huán)境影響。*實驗與研發(fā)能力：具備化學實驗操作技能，掌握現(xiàn)代分析測試技術(shù)，具備一定的科學研究能力。*問題解決能力：能夠綜合運用所學知識分析和解決資源開發(fā)利用與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的實際問題。*創(chuàng)新思維能力：能夠提出新的想法、技術(shù)或方法，推動學科發(fā)展和技術(shù)應(yīng)用。*跨界溝通與協(xié)作能力：能夠與環(huán)境、經(jīng)濟、社會等其他領(lǐng)域的專家進行有效溝通和合作。*可持續(xù)發(fā)展理念：樹立強