2025年大學(xué)《大氣科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——大氣化學(xué)反應(yīng)與大氣污染考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種氣體不屬于大氣中的主要常規(guī)污染物？A.二氧化硫(SO?)B.氮氧化物(NOx)C.氧氣(O?)D.一氧化碳(CO)2.光化學(xué)煙霧的主要成因是大氣中哪兩種污染物的化學(xué)反應(yīng)？A.SO?和COB.NOx和COC.NOx和VOCsD.SO?和VOCs3.酸雨形成的主要化學(xué)過(guò)程是？A.氮氧化物在大氣中形成硝酸B.二氧化硫在大氣中形成硫酸C.氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸D.沙塵暴導(dǎo)致大氣能見(jiàn)度下降4.下列哪種過(guò)程屬于大氣中一次污染物向二次污染物的轉(zhuǎn)化？A.從工廠煙囪排放二氧化硫B.汽車(chē)尾氣排放氮氧化物C.二氧化硫在大氣中轉(zhuǎn)化為硫酸D.一氧化碳被大氣中的氧氣氧化5.影響大氣污染物擴(kuò)散的主要?dú)庀笠蛩夭话?？A.風(fēng)速和風(fēng)向B.大氣穩(wěn)定度C.空氣濕度D.地形地貌6.濕沉降的主要形式不包括？A.雨水B.霧C.露水D.干沉降7.下列哪種技術(shù)主要用于去除煙氣中的二氧化硫？A.布袋除塵器B.文丘里洗滌器C.催化轉(zhuǎn)化器D.格柵除霧器8.臭氧層主要吸收哪種類(lèi)型太陽(yáng)輻射？A.紫外線(UV-B)B.紅外線C.可見(jiàn)光D.X射線9.溫室效應(yīng)的主要原因是大氣中哪種氣體濃度增加？A.氮?dú)?N?)B.氧氣(O?)C.二氧化碳(CO?)D.氫氣(H?)10.下列哪項(xiàng)不屬于大氣污染的直接影響？A.導(dǎo)致酸雨B.引起光化學(xué)煙霧C.改變區(qū)域氣候D.危害人體健康二、填空題1.大氣中的化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在______和______中。2.氮氧化物(NOx)是指氮的氧化物，主要包括______和______。3.用來(lái)衡量大氣中酸性物質(zhì)的指標(biāo)是______。4.光化學(xué)煙霧中的主要二次污染物是______和細(xì)顆粒物(PM2.5)。5.大氣污染物從氣相轉(zhuǎn)移到液相或固態(tài)沉降物的過(guò)程稱為_(kāi)_____。6.大氣污染物在大氣邊界層內(nèi)的水平方向擴(kuò)散，其濃度分布主要受______和______的影響。7.常用的煙氣脫硝技術(shù)包括______法和______法。8.導(dǎo)致全球氣候變暖的主要人為溫室氣體是______、甲烷(CH?)和氧化亞氮(N?O)。9.大氣中的天然污染物來(lái)源包括______和______。10.空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)是用于報(bào)告______和______等主要大氣污染物濃度及其對(duì)人體健康影響的指數(shù)。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述大氣中硫酸型酸雨的形成過(guò)程。2.簡(jiǎn)述光化學(xué)煙霧的形成條件。3.簡(jiǎn)述大氣污染物的主要來(lái)源分類(lèi)。4.簡(jiǎn)述大氣干沉降的機(jī)制。四、計(jì)算題1.在一定溫度和壓力下，大氣中氮?dú)夂脱鯕獍大w積比約4:1混合。若大氣中臭氧濃度為30ppb(百萬(wàn)分之一體積比，即30ppb=30×10??)，計(jì)算臭氧的質(zhì)量濃度(單位：μg/m3)。(氧氣摩爾質(zhì)量約為32g/mol，臭氧摩爾質(zhì)量約為48g/mol，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氣體摩爾體積約為24.05L/mol，注意單位換算)(10分)2.某城市某日大氣穩(wěn)定度為C類(lèi)，風(fēng)速為2m/s。已知該城市近地面NOx排放源強(qiáng)為50μg/(m2·s)。假設(shè)NOx在邊界層內(nèi)混合得均勻，且垂直方向擴(kuò)散可以忽略。計(jì)算在距離排放源2公里處，NOx的濃度大約是多少？(假設(shè)NOx不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和沉降，擴(kuò)散主要靠平流輸送，可使用簡(jiǎn)化公式C=Q/(π*U*x2)進(jìn)行估算，其中Q為源強(qiáng)，U為風(fēng)速，x為距離)(10分)五、論述題結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，論述大氣化學(xué)過(guò)程對(duì)空氣質(zhì)量的影響，并說(shuō)明人類(lèi)活動(dòng)如何影響這些過(guò)程，以及可能采取哪些措施來(lái)減輕大氣污染。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.C5.D6.D7.B8.A9.C10.C二、填空題1.對(duì)流層平流層2.一氧化氮(NO)二氧化氮(NO?)3.酸度系數(shù)(或pH值)4.臭氧(O?)5.濕沉降6.風(fēng)速風(fēng)向7.選擇性催化還原(SCR)選擇性非催化還原(SNCR)8.二氧化碳(CO?)9.自然源(如火山活動(dòng)、土壤釋放)人為源(如化石燃料燃燒)10.可吸入顆粒物(PM??或PM??)二氧化硫(SO?)三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：二氧化硫(SO?)主要來(lái)源于含硫化石燃料的燃燒等。SO?進(jìn)入大氣后，可以通過(guò)大氣中的液態(tài)水（云、雨、霧、露）或固態(tài)水（冰晶）作為催化劑，與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸(H?SO?)。主要的氧化途徑包括：在云、霧、靄中，SO?被氧氣直接氧化或在液相中由羥基(OH·)、過(guò)氧自由基(HO?·)等氧化劑氧化；在無(wú)水條件下，SO?主要被臭氧(O?)或氮氧化物(NOx)氧化。生成的硫酸隨著降水形式降落，形成硫酸型酸雨。2.解析思路：光化學(xué)煙霧的形成需要滿足三個(gè)主要條件：一是存在足夠量的氮氧化物(NOx)和揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)作為前體物；二是陽(yáng)光充足，特別是紫外線的作用，以驅(qū)動(dòng)光化學(xué)反應(yīng)；三是大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)，特別是處于逆溫層中，以使近地面的污染物不易擴(kuò)散稀釋，在邊界層內(nèi)積累。這些條件共同作用，促使NOx和VOCs在陽(yáng)光下發(fā)生一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧(O?)等二次污染物，并與一次污染物混合，形成光化學(xué)煙霧。3.解析思路：大氣污染物來(lái)源主要可分為自然源和人為源兩大類(lèi)。自然源包括：火山噴發(fā)（釋放SO?、CO?、塵埃等）、土壤揚(yáng)塵（釋放顆粒物）、生物活動(dòng)（釋放甲烷CH?、氧化亞氮N?O、揮發(fā)性有機(jī)物VOCs等）、海浪飛沫（釋放氯化物、硫酸鹽等）、雷電（產(chǎn)生NOx）、森林火災(zāi)等。人為源包括：化石燃料的燃燒（發(fā)電、供暖、交通等，釋放SO?、NOx、CO、顆粒物、VOCs等）、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程（釋放各種有毒有害氣體和顆粒物）、農(nóng)業(yè)活動(dòng)（施用化肥產(chǎn)生N?O，畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生NH?、CH?，秸稈焚燒等）、城市生活（垃圾填埋產(chǎn)生甲烷、揮發(fā)性有機(jī)物等）、交通運(yùn)輸（尾氣排放NOx、CO、VOCs、顆粒物等）。4.解析思路：大氣干沉降是指大氣污染物直接通過(guò)物理過(guò)程（如重力沉降、慣性碰撞、擴(kuò)散沉降）或化學(xué)反應(yīng)（如氣體轉(zhuǎn)化為顆粒物后被沉降）從大氣中去除，而不需要通過(guò)液態(tài)水介質(zhì)的process。主要機(jī)制包括：重力沉降，較大尺寸的顆粒物（如粉塵、煙塵）在重力作用下沉降；慣性碰撞，顆粒物在氣流中由于慣性偏離氣體流線，與較大的氣溶膠粒子或懸浮顆粒物碰撞并被捕獲；擴(kuò)散沉降，氣體分子或小顆粒物通過(guò)擴(kuò)散作用逐漸趨向于器壁而被吸附；化學(xué)反應(yīng)生成沉降物，如大氣中的氨(NH?)與氮氧化物(NOx)反應(yīng)生成硝酸(HNO?)氣溶膠，或硫酸(H?SO?)氣溶膠等，這些新生成的顆粒物隨后通過(guò)干沉降過(guò)程被地面吸收。四、計(jì)算題1.解析思路：首先根據(jù)臭氧的體積分?jǐn)?shù)和標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的摩爾體積，計(jì)算臭氧的摩爾濃度。然后將摩爾濃度轉(zhuǎn)換為質(zhì)量濃度。公式為：C(質(zhì)量)=C(摩爾)*M(摩爾質(zhì)量)/(R*T)，其中R為氣體常數(shù)(0.0821L·atm/(mol·K))，T為絕對(duì)溫度(假設(shè)為298K)?；蛘吒?jiǎn)單的方法是，利用1ppb≈1.43μg/m3(在標(biāo)準(zhǔn)條件下)進(jìn)行估算：30ppb*1.43μg/m3/ppb≈43μg/m3。精確計(jì)算則為：C(摩爾)=30×10??/24.05=1.25×10??mol/m3。C(質(zhì)量)=1.25×10??mol/m3*48g/mol/(0.0821L·atm/(mol·K)*298K)*1000mg/g*1000L/m3≈24.7μg/m3。2.解析思路：根據(jù)題目提供的簡(jiǎn)化擴(kuò)散公式C=Q/(π*U*x2)。將已知數(shù)值代入：Q=50μg/(m2·s)，U=2m/s，x=2km=2000m。C=50/(π*2*(2000)2)=50/(π*2*4*10?)=50/(8π*10?)≈1.99/(8*3.1416*10?)≈7.96*10??μg/m3。結(jié)果需要與單位匹配，考慮到計(jì)算中的簡(jiǎn)化，結(jié)果約為8.0×10??μg/m3，即0.08μg/m3。五、論述題解析思路：大氣化學(xué)過(guò)程，特別是大氣中的氧化還原反應(yīng)，是決定大氣成分和空氣質(zhì)量的關(guān)鍵。人類(lèi)活動(dòng)通過(guò)排放大量含硫、含氮化合物（如SO?,NOx）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs），以及增加溫室氣體濃度，顯著改變了這些化學(xué)過(guò)程。大氣化學(xué)過(guò)程主要影響空氣質(zhì)量體現(xiàn)在：SO?和NOx與水、氧氣等反應(yīng)生成酸雨，危害生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康；NOx和VOCs在陽(yáng)光作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成臭氧(O?)和細(xì)顆粒物(PM2.5)，形成光化學(xué)煙霧，降低能見(jiàn)度，危害健康；CO與血液中血紅蛋白結(jié)合能力強(qiáng)，降低血液攜氧能力；各種化學(xué)反應(yīng)和物理過(guò)程（如沉降）共同決定了大氣中各種污染物的濃度水平和分布。人類(lèi)活動(dòng)影響大氣化學(xué)過(guò)程的主要方式是：化石燃料的廣泛燃燒是SO?,NOx,CO,VOCs和CO?的主要排放源；工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排放各種有毒有害氣體；農(nóng)業(yè)活動(dòng)（如施肥、秸稈焚燒）排放氨(NH?),N?O,VOCs等；城市交通排放大量NOx,CO,VOCs。為減輕大氣污染，可以采取以下措施：1.控制源排放:推廣清潔能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等），提高能源效率；對(duì)工業(yè)鍋爐、發(fā)電廠進(jìn)行脫硫、脫硝改