地特三等申論題
106年
[環境工程] 環境化學與環境微生物學
第 一 題
📖 題組：
二、火力電廠使用的煤炭經元素分析，發現含有 0.5%的硫（S）含量，6%的氫（H）含量，15%的氧（O）含量及 78%的碳（C）含量，其餘為雜質。今火力電廠每天燃燒 10 噸的煤炭，請問： (一)火力電廠每天產生多少重量的 CO2(g)及 SO2(g)？（10 分） (二)SO2(g)經大氣擴散後移動至下風處的城市，造成該城市雨水的 pH 值降低。經分析檢測後，發現該城市雨水的 pH 為 4.0，請由下列反應式計算雨水中 SO2(g)的濃度。（10 分） SO2 + H2O H2SO3 KH = 1.0 H2SO3 H+ + HSO3- Ka = 1.7 × 10-2 註：原子量（g/mole）：H = 1; C = 12; O = 16; S = 32
二、火力電廠使用的煤炭經元素分析，發現含有 0.5%的硫（S）含量，6%的氫（H）含量，15%的氧（O）含量及 78%的碳（C）含量，其餘為雜質。今火力電廠每天燃燒 10 噸的煤炭，請問： (一)火力電廠每天產生多少重量的 CO2(g)及 SO2(g)？（10 分） (二)SO2(g)經大氣擴散後移動至下風處的城市，造成該城市雨水的 pH 值降低。經分析檢測後，發現該城市雨水的 pH 為 4.0，請由下列反應式計算雨水中 SO2(g)的濃度。（10 分） SO2 + H2O H2SO3 KH = 1.0 H2SO3 H+ + HSO3- Ka = 1.7 × 10-2 註：原子量（g/mole）：H = 1; C = 12; O = 16; S = 32
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
火力電廠每天產生多少重量的 CO2(g)及 SO2(g)？
思路引導 VIP
看到這題先確認煤炭的總消耗量，並利用題目給的質量百分比算出碳 (C) 和硫 (S) 的實際質量。接著寫出完全燃燒的化學反應式，利用分子量與原子量的比例關係（化學計量），即可求出產生的 CO2 及 SO2 重量。
小題 (二)
SO2(g)經大氣擴散後移動至下風處的城市，造成該城市雨水的 pH 值降低。經分析檢測後，發現該城市雨水的 pH 為 4.0，請由下列反應式計算雨水中 SO2(g)的濃度。
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想到「酸雨化學」與「亨利定律」。解題關鍵在於利用電荷平衡（假設 [H+] ≈ [HSO3^-]）及解離常數 Ka 推算出 [H2SO3] 的濃度，再代入亨利定律常數 KH 反推氣相中 SO2(g) 的分壓與濃度。