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大气化学知识点总结.docx

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大气化学知识点总结.docx

文档介绍

文档介绍:大气化学的研究方法
现场实验研究:反应物产物关系;污染物时空分布;源谱测定;模式验证。实验室研究:实验条件可控,可重复结果;化学反应速率;化学过程机理;模式参数获取。数值模拟:覆盖区域可选;反应机理全面;“一个大气”,综合空气质量模式
的转化、海水中CO的挥发、植物排放等。去除可通过土壤吸收、与OH自由基反应转化为CO2
CO2是温室气体。天然源为海洋脱气、ch4转化、动植物呼吸,人为源为矿物燃料的燃烧。
CH4在大气中浓度仅次于C02,温室效应比C02大20倍。产生机制为C02的还原、乙酸的发酵、热化学反应和燃烧过程,人为源还有水稻种植。汇为干燥土壤的吸收。
卤素:来源有生产和使用过程中挥发的人为源和海洋排放。Cl2来源有化工厂、塑料厂、自来水净化厂等。HCI来自盐酸制造、废物焚烧。氟化物来自大量以土为原料的陶瓷、砖瓦等工业以及燃煤量大的工业。溴化物来源为蒸熏和生物质燃烧以及生物活动。
持久性有机污染物特征:
高毒性:致毒、致死量低
持久性:抗分解
积聚性:在脂肪组织中积累、食物链富集
可传输性:大气、水体传输
大气气溶胶定义:气溶胶是指液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系,狭义上就是指大气中的颗粒污染物。气溶胶的源和汇与一般大气污染物的源和汇类似。
基元反应:反应物微粒(分子、原子、离子或自由基)在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子,简称基元反应。
总包反应:生成产物的反应由若干个基元反应所构成。反应机理:表示一个反应是由哪些基元反应组成或反应形成产物的具体过程,又称反应历程。
反应级数:r=k[A]a[B]b
a称为A的分级数,b称为B的分级数,分别表示A、B的浓度对反应速率影响的程度。
n=a+B=O零级反应,n=a邛=1一级反应,n=a+p=2二级反应零级反应:反应速率是常数,与反应物浓度无关。常见的零级反应有表面催化反应和酶催化反应。如氨在铂或钨金属表面分解。
一级反应:反应速率与反应物浓度成正比。如放射性衰变等。(反应随时间指数递减)反应动力学方程:各组分浓度和反应时间的依存函数关系方程。
反应分子数:作为反应物参加每一基元化学物理反应的化学粒子的数目。
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反应物的半衰期,-ln2

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半衰期与反应物的初始浓度无关,与速率常数成反比。常用来测定岩石、骨骼和古代艺术品等考古文物的年代。
自然寿期:反应物浓度下降到初始浓度的1/e时的反应时间,用t表示,也称寿命。对一级反应,T=i/k。
阿伦尼乌斯经验公式
k为速率常数
Ik=人严问R为摩尔气体常量”MWmolK
I1T为热力学温度,单位K
Ea燎观活化能,单位为J/molA为指前因子(也称频率因子)
•这个式子表明反应速率常数与温度呈指数关系。因此,人们将此式称为反应速率随温度而变的指数定律
•该定律除对所有的基元反应适用外,对于一大批(不是全部)复杂反应也适用。
•阿伦尼乌斯方程一般适用于温度变化范围不大的情况,这时A和Ea变化不大,阿伦尼乌斯方程有很好的适用性。若温度范围较大,则阿伦尼乌斯方程会产生误差。
光化学反应在光的作用下进行的化学反应称为光化学反应或光化反应。如胶片的感光,植物的光合作用,大气中02转变为03和光化学烟雾的形成等都涉及到光化反应。
一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的反应,称为光化学反应。只有当激发态的分子的能量足够使分子内最弱的化学键发生断裂时,才能引起化学反应。
光化学基本定律光化学第一定律:只有被分子吸收的光才能引发分子的化学变化。
光化学第二定律:在初级过程中,一个被吸收的光子只活化一个分子。分子吸收光的过程是单分子过程。定律基础:电子激发态分子的寿命很短(W10-8S),在此期间吸收第二个光子的几率很小。(不适用于高通量光子的激光化学,但适用于对流层大气中的化学过程)朗博-比尔定律:平行的单色光通过浓度为c,长度为丨的均匀介质时,未被吸收的透射光强
度l与入射光强度I。之间的关系为(为摩尔消光系数)
化学中应用此宦律时,浓度匚的单位通常采用分子仙川即N;
光路长度I用cm,且一般采用自然对数:
气相吸收系数用。来表示,单位是呦可分子,被称为吸收截面
这样朗怕一比尔定律就成为:
Y=严切或in(])=册
初级过程
光化学反应的第一步是化学物种吸收光量子形成激发态物种:"'
分子接受光能后可能产生三种能量跃迁:电子的(UV-vis),振动的(IR),转动的(NMR),只有电子跃迁才能产生激发态物种。
次级过程:
初级过程中反应物与生成物之间进一步发生的反应,如大气中HCI的光化学反应过程。
光物理过程:
辐射跃迁:通过辐射磷光或荧光失活碰撞失