《环境化学》戴树桂(第二版)_课后习题答案(2)

大气中HO2主要来源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：

H2CO hv H HCO

H O2 M HO2 M HCO O2 HO2 CO

任何光解过程只要有H或HCO自由基生成，它们都可与空气中的O2 结合而导致生成HO2

。亚硝酸酯和

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H2O2 的光解也可导致生成HO2：

CH3ONO hv CH3O NO CH3O O2 HO2 H2CO H2O2 hv 2HO HO H2O2 HO2 H2O

如体系中有CO存在：

HO CO CO2 H H O2 HO2

（3）R的来源

大气中存在量最多的烷基是甲基，它的主要来源是乙醛和丙酮的光解：

CH3CHO hv CH3 HCO CH3COCH3 hv CH3 CH3CO

这两个反应除生成CH3外，还生成两个羰基自由基HCO和CH3CO。 O和HO与烃类发生H摘除反应时也可生成烷基自由基：

RH O R HO

RH HO R H2O

（4）RO的来源

大气中甲氧基主要来源于甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解：

CH3ONO hv CH3O NO CH3ONO2 hv CH3O NO2

（5）RO2的来源

大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2结合而形成的：R O2 RO2

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9.叙述大气中NO转化为NO2的各种途径。 ① NO + O3 NO2 + O2

② HO + RH R + H2O R + O2 RO2 NO + RO2 NO2 + RO R`CHO + HO2 （R`比R少一个C原子） RO + O2 NO + HO2 NO2 + HO 10．大气中有哪些重要的碳氢化合物？它们可发生哪些重要的光化学反应？

甲烷、石油烃、萜类和芳香烃等都是大气中重要的碳氢化合物。它们可参与许多光化学反应过程。 （1）烷烃的反应：与HO、O发生H摘除反应，生成R氧化成RO2与NO反应

RH + OH → R + H2O RH + O → R + HO R + O2 → RO2 RO2 + NO → RO + NO2

（2）烯烃的反应：与OH主要发生加成、脱氢或形成二元自由基

加成：RCH=CH2 + OH → RCH(OH)CH2

RCH(OH)CH2 + O2 → RCH(OH)CH2O2 RCH(OH)CH2O2 + NO → RCH(OH)CH2O + NO2 脱氢：RCH=CH2 + HO → RCHCH2 + H2O 生成二元自由基：

最全

R

O3

+

R2

4

3

R

3

R4ROR2

R RO

O+

4

二元自由基能量很高，可进一步分解为两个自由基以及一些稳定产物。另外，它可氧化NO和SO2等： R1R2COO + NO → R1R2CO + NO2

R1R2COO + SO2 →

R1R2CO + SO3（3）环烃的氧化：以环己烷为例

OO

+

R343

+ HO

+ H2OOO

+ O2

OO

+ NO

O

+ NO2

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（4）芳香烃的氧化

（a）单环芳烃：主要是与HO发生加成反应和氢原子摘除反应。

3

+ HO

生成的自由基可与NO2反应，生成硝基甲苯：

用

表示

+ NO2

3

+ H2O

NO2

加成反应生成的自由基也可与O2作用，经氢原子摘除反应，生成HO2和甲酚：

+ O2

CH3

OH

+ HO2

生成过氧自由基：

3

OHH

HOO

+ O2

3

OH

OO

H

H3C

OOOHH

用

3

OHHOO

表示

最全

CH3

OHHOO

3

OHH（b）多环芳烃：蒽的氧化可转变为相应的醌

3

OH

+ NO

OH

+ NO2

+ O2

OHCHCCHCHO

+ CH3C(O)CHO

+ O2它可转变为相应的醌：

H

（5）醚、醇、酮、醛的反应

它们在大气中的反应主要是与HO发生氢原子摘除反应：

CH3OCH3 + HO → CH3OCH2 + H2O CH3CH2OH + HO → CH3CHOH + H2O CH3COCH3 + HO → CH3COCH2 + H2O CH3CHO + HO → CH3CO + H2O

O

上述四种反应所生成的自由基在有O2存在下均可生成过氧自由基，与RO2有相类似的氧化作用。 11.碳氢化合物参与的光化学反应对各种自由基的形成有什么贡献？ OH+RH—H2O+R M+R+O2-RO2+M RO2+NO-RO+NO2 RO2+O2-HO2+羰基化合物 RH为碳氢化合物

12.说明光化学烟雾现象，解释污染物与产物的日变化曲线，并说明光化学烟雾产物的性质与特征。 （1）光化学烟雾现象：主要含有氮氧化物和碳氢化合物等一次性污染物的大气，在阳光照射下发生化学反

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应而产生二次污染物。这种由一次和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象称为光化学烟雾。因最早（1940年）在美国洛杉矶首先出现，又称洛杉矶型烟雾。

（2）性质与特征：烟雾蓝色；具有强氧化性，能使橡胶开裂；对眼睛、呼吸道等有强烈刺激，并引起头痛、呼吸道疾病恶化，严重可造成死亡；对植物叶子有害，能使大气能见度降低；刺激物浓度峰值出现在中午和午后；污染区域出现在污染源下风向几十到几百公里的范围内。

(3)日变化曲线：白天生成夜晚消污失；染物浓度峰值出现在中午和午后；烃类和NO发生在早上交通高峰时节，此时NO2浓度很低；随太阳辐射增强，O3和NO2浓度逐渐增加，到中午已经较高。一般O3和NO2浓度峰值比NO浓度峰值晚出现4-5小时。

推断：O3和NO2主要是二次污染物。

傍晚虽交通繁忙，但日光较弱，不足以引起光化学反应。

13．说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。

光化学烟雾形成过程是由多种自由基参与的一系列反应，NO2和醛的光解可引发O、H自由基的产生，而烃类RH的存在又是自由基转化和增殖为数量大，种类多的根本原因。烃类在光化学烟雾形成过程中占有很重要的地位。

RH + O → R + HO RH + HO → R + H2O H + O2 → HO2 R + O2 → RO2 RCO + O2 → RC(O)OO

其中R为烷基、RO2为过氧烷基，RCO为酰基、RC(O)OO[RC(O)O2]为过氧酰基。通过如上途径生成的HO2、RO2和RC(O)O2均可将NO氧化成NO2 。

14.何谓有机物的反应活性?如何将有机物按反应活性分类?

(1)有机物的反应活性：有机物的反应活性是指反应难易程度。反应中有些中间体能增加反应活性。正催化剂能产生容易反应的中间体，改变反应历程，缩短反应时间。

（2）分类：按有机物所含官能团分类：烷、烯、炔、醇、酮、苯、酚、醚、羧酸、糖等。 15.简述大气中S02氧化的几种途径。

（1）SO2气相氧化：SO2首先氧化成SO3，随后S03被水吸收成硫酸，形成酸雨或硫酸烟雾。硫酸与大气中的NH4+等阳离子结合生成硫酸盐气溶胶。 ①S02的直接光氧化； ②SO2被自由基氧化。

（2）SO2液相氧化：大气中存在少量水和颗粒物。SO2可溶于大气中液体水，也可被大气颗粒物吸附，并溶解在颗粒物表面所吸附的水中。于是SO2便可发生液相反应。 ①S02液相平衡； ②O3对SO2氧化； ③H2O2对SO2氧化； ④金属离子对SO2液相氧化催化作用 。

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17.说明酸雨形成的原因

酸性降水是指通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。最常见的就是酸雨。这种降水过程称为湿沉降。酸雨现象是大气化学过程和大气物理过程的综合效应。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。从污染源排放出来的 SO 2 和 N O x是形成酸雨的主要起始物，其形成过程为： SO 2 + [O] → SO 3

SO 3 + H …… 此处隐藏：2995字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……