2022年《环境化学》教案.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载环境化学教案环境化学 课堂教学主要包括四大部分：第一部分为绪论,介绍当前人类面临的环境问题,环境科学的形成和进展,环境化学的讨论内容和进展方向,化学污染物及其在多介质环境中的迁移转化行为；其次部分为大气污染化学,主要介绍大气的结构、组成和性质,大气中主要污染物及其迁移,光化学反应基础,温室效应、酸沉降、臭氧层破坏、光化学烟雾等重要的大气污染化学问题及其形成机理,气溶胶化学,室内空气污 染及健康风险,大气污染的防治计策；第三部分为水污染化学,主要介绍自然水的基本特点,水中重要化学污染物的存在形

2、状及分布,污染物在水环境中迁移转化的基本原理及水质模型；重点介绍重金属在水环境中沉淀-溶解、氧化 -仍原、吸附 -解吸、絮凝 -沉降、协作作用、生物转化等迁移转化过程的基本原理及影响因素,有机污染物在水环境中挥发、吸附、化学与生物降解 等迁移转化和多介质环境过程的基本原理、影响因素及其模型；第四部分为土壤污染化学,介绍土壤的组成和基本性质,化学污染物在土壤-植物体系中的迁移、作用机理及影 响因素,土壤中氮磷污染及迁移转化,重点介绍土壤中重金属和有机农药的迁移转化行为及生物生态效应,土壤中 温室气体的形成及释放机理,土壤污染防治与修复等；通过本课程的学习,使同学把握环境化学的基本学问、基本原理和

3、基本技能,为从事环境爱护和环境科学讨论 工作奠定基础；第一章 绪论 重点要求： 1、明白环境化学的内容、作用及其位置；2、明白环境化学各分支学科的进展动向；3、把握环境污染物和化学污染物的分类及主要组成；4、环境效应的基本概念；5、环境污染物在环境各圈层的迁移转化过程（明白）；第一节 环境化学 一、环境问题 环境污染 可连续进展 二、环境化学 环境化学的概念细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习

4、必备 欢迎下载环境化学的任务；内容及特点 环境化学的进展动向 环境分析化学 各圈层环境化学 环境工程化学其次节 环境污染物 一、环境污染物的类别1、人类社会不同功能产生的污染物 工业 农业 交通运输 生活2、化学污染物 元素 无机物有机化合物和烃类 金属有机和准金属有机化合物 含氧有机化合物 有机氮化合物 有机卤化合物 有机硫化合物 有机磷化合物 二、环境效应及其影响因素1、环境物理效应 2、环境化学效应 3、环境生物效应 三、环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介 污染物的迁移与转化 迁移方式 转化方式细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第

5、 2 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载污染物在多介质中的迁移、转化和循环 举例：大气 水土壤其次章 大气环境化学重点要求： 1、明白大气层结构及大气污染物迁移的主要因素；2、光化学烟雾的形成过程和机理；3、硫酸型烟雾的形成过程和机理；4、酸雨及其化学组成；5、大气颗粒物及其组成；6、温室气体和温室效应；7、臭氧层的形成与耗损；第一节 大气中污染物的转移 一、大气温度层结 出示大图：图 1 大气温度的垂直分布 图 2 大气密度的垂直分布 大气垂直递减率 二、辐射逆温层 三

6、、绝热过程与干绝热过程 四、大气稳固度 五、影响大气污染物迁移的因素 风和大气湍流的影响 天气形势和地理地势的影响其次节 大气中污染物的转化 一、光化学反应基础1、光化学反应过程 什么是光化学反应？初级过程：细心整理归纳 精选学习资料 A + h A* 第 3 页,共 15 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载次级过程：举例：HCl + h H + Cl H + HCl H2 + Cl Cl + Cl Cl 22、量子产率（不做

7、介绍）3、大气中重要吸光物质的光离解：（1）氧分子和氮分子的光离解O2 + h O + O N 2 + h N + N （2）臭氧的光离解O3 + h O + O 2 （3） NO 2 的光离解NO 2 + h N O + O （4）亚硝酸和硝酸的光离解HNO 2 + h HO + NO HNO 2 + h H + NO 2 HNO 3 + h HO + NO 2 （5）二氧化硫对光的吸取SO2 + h SO2* （6）甲醛的光离解H 2CO + h H + HCO H 2CO + h H 2 + CO （7）卤代烃的光离解CH 3X + h CH3 + X 二、大气中重要自由基的来源1、大气

8、中 HO 和 HO2自由基的浓度2、大气中 HO 和 HO2自由基的来源：HO 来源一：O3 + hO + O 2 第 4 页,共 15 页 HO 来源二：O + H 2O 2HO HNO 2 + hHO + NO 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -H2O2 + h2HO 学习必备欢迎下载HO 2的来源：H2CO + hH + HCO H + O 2 + M HO 2 + M HCO + O 2HO 2 + CO 3、R

9、、RO 和 RO2等自由基的来源大气中存在最多的烷基是甲基,主要来源是：CH3CHO + h CH3 + HCO CH3COCH 3 + h CH3 + CH 3CO 烷基自由基：RH + O R + HO RH + HO R + H 2O 甲氧基：CH 3ONO + h CH3O + NO CH 3ONO 2 + h CH 3O + NO 2 过氧烷基：R + O2 RO 2三、氮氧化物的转化1、大气中的含氮化合物2、氮氧化合物和空气混合体系中的光化学反应NO 2 + h NO + O O + O 2 + M O3 + M O3 + NO NO 2 +O23、氮氧化物的气相转化（1） NO

10、的氧化NO + O 3 NO 2 + O 2NO + RO 2 NO 2 + RO NO + HO 2 NO 2 + HO NO + HO HNO 2NO + RO RONO （2） NO 2 的转化细心整理归纳 精选学习资料 NO 2 + HO HNO 3 第 5 页,共 15 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -NO2 + O3 NO3 + O2 学习必备欢迎下载NO2 + NO3 N2O5 （3） PAN CH3CO + O 2 CH 3C

11、OOO CH3COOO + NO 2 CH 3COOONO 24、氮氧化物的液相转化（补充内容）四、碳氢化合物的转化1、大气中主要的碳氢化合物2、碳氢化合物在大气中的反应（1）烷烃的反应RH + HO R + H 2O RH + O R + HO （2）烯烃的反应与 HO 发生加成反应和氢原子摘除反应五、光化学烟雾现象1、什么是光化学烟雾（1）光化学烟雾的日变化曲线出示大图：光化学烟雾日变化曲线（2）烟雾箱模拟曲线2、光化学烟雾形成的简化机制引发反应：NO 2 + h NO + O O + O 2 + M O3 + M NO + O 3 NO 2 + O 2 自由基传递反应：细心整理归纳 精选

12、学习资料 RH + HO RO 2 + H 2O 第 6 页,共 15 页 RCHO + HO RC（O）O2 + H 2O RCHO + h RO2 + HO 2 + CO HO 2 + NO NO 2 + HO RO 2 + NO NO 2 + R CHO + HO 2RC（O）O2 + NO NO 2 + RO 2 +CO2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载终止反应：HO + NO 2HNO 3RC（ O） O2NO 2

13、RC（O）O2 + NO2RC（O）O2NO 2 RC（O）O2 + NO 23、光化学烟雾的掌握计策六、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染1、二氧化硫的气相氧化（1） SO2 的直接光氧化SO2 + O2SO4SO42SO3SO3 + O 或 SO2 +（2） SO2 被自由基氧化SO2与 HO 的反应HO + SO 2 HOSO 2 HOSO 2 + O2 HO 2 + SO3SO3+ H2O H 2SO4与其他自由基反应CH3CHOO + SO 2 CH3CHO + SO 3 HO 2 + SO2 HO + SO 3CH3O2 + SO2 CH 3O + SO 3 2、二氧化硫的液相氧化3、

14、硫酸烟雾型污染七、酸性降水1、降水的 pH 2、降水 pH 的背景值3、降水的化学组成（1）降水的组成大气中固定气体成分无机物有机物光化学反应产物不溶物细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载（2）降水中的离子成分 4、酸雨的化学组成 SO2 + O SO3 SO3 + H 2O H2SO4 SO2 + H 2O H 2SO3 HSO3 + O H2SO4 NO + O NO 2 2

15、NO 2 + H 2O HNO 3 + HNO 2 5、影响酸雨形成的因素（1）酸性污染物的排放及其转化条件（2）大气中的氨（3）颗粒物酸度及其缓冲才能（4）天气形势的影响 八、大气颗粒物1、颗粒物的粒度及表面性质（1）颗粒物的粒度分布总悬浮颗粒物 飘尘 降尘 可吸入粒子（2）大气颗粒物的三模态2、大气颗粒物的化学组成（1）无机颗粒物（2）有机颗粒物 3、大气颗粒物的去除过程（1）干沉降（2）湿沉降 九、温室气体和温室效应 十、臭氧层的形成与耗损1、臭氧层形成与耗损的化学反应生成：3O2 + h2O3 第 8 页,共 15 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - -

16、 - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -消耗：O3 + hO2 + O 学习必备欢迎下载O3 + O 2O2 2、南极的臭氧洞现象第三章 水环境化学 水环境化学是讨论物质在自然水体中的存在形状、反应机制、迁移和转化、归趋规律与化学行为及其对生态环 境的影响；它是环境化学的重要组成部分,这些讨论将为水污染掌握和水资源的爱护供应科学依据；主要内容： 1、自然水基本特点；2、水中重要污染物存在形状及分布；3、水中无机物的迁移转化；4、水中有机物的迁移转化；重点内容： 1、自然水的碳酸平稳；2、水中

17、颗粒物的集合；3、溶解沉淀、氧化仍原、协作作用的基本原理；4、安排作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物降解的原理；难点内容： 1、自然水碳酸平稳的运算；2、絮凝原理的懂得；3、pE-pH 图的获得和懂得；4、挥发作用的双膜理论；第一节 自然水的基本特点及污染物的存在形状 一、自然水体的基本特点1、自然水的组成（1）自然水中的主要离子组成（2）水中的金属离子（3）气体在水中的溶解性 亨利定律（4）水生生物 2、自然水的性质（1）碳酸平稳细心整理归纳 精选学习资料 CO 2 + H 2O = H 2CO 3 第 9 页,共 15 页 - - - - - - - - - - - - - - -

18、- - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -H 2CO3 = HCO 3 + H+学习必备欢迎下载HCO 3- = CO 3 2- + H +（2）自然水中的碱度和酸度总碱度= HCO 3- + 2CO 32- + OH- H+ - 总酸度= H+ + HCO 3- + 2H 2CO 3 - OH二、水中污染物的分布和存在形状1、有机污染物（1）农药（2）多氯联苯（3）卤代脂肪烃（4）醚类（5）单环芳香族化合物（6）苯酚类和甲酚类（7）酞酸酯类（8）多环芳烃（9）亚硝胺和其他化合物2、金属污染物镉汞铅砷铬铜锌铊镍铍其

19、次节水中无机污染物的迁移转化一、颗粒物与水之间的迁移1、水中颗粒物的类别（1）矿物微粒和黏土矿物（2）金属水合化合物（3）腐殖质（4）水体悬浮沉积物（5）其他2、水环境中颗粒物的吸附作用（1）吸附等温线和等温式H 型等温线 F 型等温线细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载L 型等温线（2）氧化物表面吸附的协作模式3、沉积物中重金属的释放诱发释放的因素：盐浓度上升氧化仍原条件的变

20、化降低 pH 增加水中协作剂的含量二、水中颗粒物的集合1、胶体颗粒物凝结的基本原理和方式2、胶体颗粒絮凝动力学三、溶解和沉淀1、氧化物和氢氧化物Me（OH ） n（s） = Me n+ + nOH- Ksp = Me n+OH- nMe n+ = Ksp/OH- n = KspH + n/K w nPc = Ksp npKw + npH 2、硫化物H2S = H + + HS-HS = H + + S 2-H2S = 2H + + S 2- K 12 = K 1K 2 如溶液中存在二价金属离子Me2+,就有：Me2+S2- = Ksp 3、碳酸盐4、水溶液中不同固相的稳固性四、氧化 -仍原1、

21、电子活度和氧化仍原电位pE = pE 0 + 1/n lg （反应物 / 生成物 ）2、自然水体的 pE-pH 图3、自然水的 pE 和打算电位4、无机氮氧化物的氧化仍原转化细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载5、无机铁的氧化仍原转化 6、水中有机物的氧化 五、协作作用1、协作物在溶液中的稳固性 2、羟基对重金属离子的协作作用 3、氯离子对重金属的协作作用 4、腐殖质的协作作用

22、 5、有机配体对重金属迁移的影响第三节 水中有机污染物的迁移转化 一、安排作用1、安排理论 2、标化安排系数 3、生物浓缩因子 二、挥发作用 1、亨利定律 2、挥发作用的双膜理论 三、水解作用 四、光解作用 五、生物降解作用第四节 水质模型 一、氧平稳模型 二、湖泊富养分化猜测模型 三、有毒有机污染物的归趋模型第四章 土壤环境化学 重点要求： 1、明白土壤的组成与性质,土壤的粒级与质地分组特点；2、明白污染物在土壤植物体系中迁移的特点、因素、机制；3、农药在土壤中迁移的特点、因素、机制；4、主要农药在土壤中的转归与效应；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - -

23、 - - - 第 12 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载第一节 土壤的组成与性质 一、土壤的组成 土壤由固体、液体和气体组成1、土壤矿物质（1）原生矿物（2）次生矿物2、土壤有机质 3、土壤水分 4、土壤中的空气 二、土壤的粒级分组与质地分组1、土壤矿物质的粒级划分 2、各粒级的主要矿物成分和理化特性（1）石块和石砾（2）沙砾（3）粘粒（4）粉粒 3、土壤质地分类及其特性 三、土壤吸附性1、土壤胶体的性质（1）土壤胶体具有庞大的比表面和表面能（2）土壤胶体的电性（3）土

24、壤胶体的凝结性和分散性2、土壤胶体的离子交换吸附（1）土壤胶体的阳离子交换吸附 影响吸附的因素：电荷数、离子半径及水化程度（2）土壤胶体的阴离子交换吸附 四、土壤酸碱性1、土壤酸度（1）活性酸度（2）潜性酸度细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载2、土壤碱度 3、土壤的缓冲性能（1）土壤溶液的缓冲作用（2）土壤胶体的缓冲作用 对酸的缓冲作用 对碱的缓冲作用 铝离子对碱的缓冲作用五

25、、土壤的氧化仍原性其次节 污染物在土壤植物体系中的迁移及其机制 一、污染物在土壤植物体系中的迁移1、污染物由土壤向植物体迁移的方式 2、影响重金属在土壤-植物体系中转移的因素（1）植物种类（2）土壤种类（3）重金属形状（4）重金属在植物体内的迁移才能 二、植物对重金属污染产生耐性的几种机制1、植物根系通过转变根际化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子跨膜吸取 2、重金属与植物的细胞壁结合 3、酶系统的作用 4、形成重金属硫蛋白或植物络合素 第三节 土壤中农药的迁移转化 一、土壤中农药的迁移1、扩散（1）土壤水分含量（2）吸附（3）土壤的紧实度（4）温度（5）气流速度（6）农药种类细心整理归纳

26、 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 15 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习必备 欢迎下载2、质体流淌 二、非离子型农药与土壤有机质的作用1、非离子型有机物在土壤-水体系的安排作用 2、土壤湿度对安排过程的影响 三、典型农药在土壤中的迁移转化1、有机氯农药（1）滴滴涕（2）林丹 2、有机磷农药（1）有机磷农药的非生物降解过程 吸附催化水解 光降解（2）有机磷农药的生物降解细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页,共 15 页 - - - - - - - - -