《綠色化學(xué)》思考題及參考答案.doc

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1、綠色化學(xué)思考題 1.二十世紀(jì)人類面臨的環(huán)境危機(jī)是什么？ 溫室氣體大量排放導(dǎo)致全球變暖臭氧層空洞生物多樣性減少酸雨成災(zāi)森林銳減土地沙漠化大氣污染淡水資源污染海洋污染垃圾圍城—最嚴(yán)重的城市病 核冬天(核污染) 2.綠色化學(xué)的定義、特點(diǎn)及其與環(huán)境化學(xué)和環(huán)境治理的區(qū)別。 定義：綠色化學(xué)，又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。它是利用化學(xué)原理和方法來減少或消除對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的反應(yīng)原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的使用和產(chǎn)生的新興學(xué)科 。是一門從源頭上減少或消除污染的化學(xué)。 特點(diǎn)：從科學(xué)觀點(diǎn)看，綠色化學(xué)是對傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的創(chuàng)新和發(fā)展；從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看，綠色化學(xué)為我們提

2、供合理利用資源和能源、降低生產(chǎn)成本、符合經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的原理和方法; 從環(huán)境觀點(diǎn)看，綠色化學(xué)是從源頭上消除污染，保護(hù)環(huán)境的新科學(xué)和新技術(shù)方法。綠色化學(xué)是更高層次的化學(xué)。 與環(huán)境化學(xué)和環(huán)境治理的區(qū)別：環(huán)境化學(xué)是一門研究污染物的分布、存在形式、運(yùn)行、遷移及其對環(huán)境影響的科學(xué)。環(huán)境治理則是對已被污染了的環(huán)境進(jìn)行治理，即研究污染物對環(huán)境的污染情況和治理污染物的原理和方法。 而綠色化學(xué)是從源頭上阻止污染物生成的新學(xué)科，它是利用化學(xué)原理來預(yù)防污染，不讓污染產(chǎn)生，而不是處理已有的污染物。 3.綠色化學(xué)的十二條原則是什么？ 防止污染優(yōu)于污染治理；提高原子經(jīng)濟(jì)性；盡量減少化學(xué)合成中的有毒原料、產(chǎn)物；

3、設(shè)計安全的化學(xué)品；使用無毒無害的溶劑和助劑；合理使用和節(jié)省能源；利用可再生資源代替消耗性資源合成化學(xué)品；減少不必要的衍生化步驟；采用高選擇性催化劑優(yōu)于使用化學(xué)計量助劑；產(chǎn)物的易降解性；發(fā)展分析方法，對污染物實(shí)行在線監(jiān)測和控制；減少使用易燃易爆物質(zhì)，降低事故隱患 第二章 不產(chǎn)生三廢的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng) 1.什么是原子經(jīng)濟(jì)性及如何計算原子利用率。 綠色化學(xué)的“原子經(jīng)濟(jì)性”是指在化學(xué)品合成過程中，合成方法和工藝應(yīng)被設(shè)計成能把反應(yīng)過程中所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中；化學(xué)反應(yīng)的“原子經(jīng)濟(jì)性”（Atom economy）概念是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一。 原子利用率=目標(biāo)產(chǎn)物的分子量反應(yīng)物質(zhì)的

4、原子量之和100% 2.原子經(jīng)濟(jì)性與環(huán)境效益的相關(guān)性. 環(huán)境因子E=廢物質(zhì)量目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量 原子利用率越低，環(huán)境因子就越大，生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢物就越多，造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染就越大。產(chǎn)品越精細(xì)復(fù)雜，E值越大。因?yàn)楫a(chǎn)品越復(fù)雜，生產(chǎn)步驟越多，原子利用率越低。原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是最大限度利用資源、最大限度減少污染的必要條件，但不是充分條件。 3.提高化學(xué)反應(yīng)原子經(jīng)濟(jì)性的途徑有哪些? 開發(fā)新型催化劑；簡化合成步驟；采用新合成原料。 第三章 綠色合成讓社區(qū)中毒的悲劇不再重演 1. 光氣和氫氰酸是生產(chǎn)哪些產(chǎn)品的原料？他們對人有什么危害？ 光氣（COCl2）又稱碳酰氯，主要用于生產(chǎn)聚氨酯，也是生

5、產(chǎn)染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥和礦物浮選劑的原料。 光氣對人的危害：劇毒，吸入微量時可引起咳嗽、咽喉發(fā)炎、粘膜充血、嘔吐等；重癥時，引起肺部淤血和肺水腫；深度中毒時，引起血管膨脹、心臟功能喪失，導(dǎo)致急性窒息性死亡。 氫氰酸主要用于生產(chǎn)聚合物的單體如甲基丙烯酸系列產(chǎn)品、己二腈等。前者主要用于生產(chǎn)有機(jī)玻璃，也用于制造涂料、膠粘劑、潤滑劑、皮革整理劑、乳化劑、上光劑和防銹劑等；后者是尼龍-66的重要中間體。 氫氰酸對人的危害:無色液體或氣體，極易揮發(fā)，能迅速被血液吸收，口服致死量一般在0.1-0.3g之間。當(dāng)空氣中氫氰酸的濃度達(dá)到300毫克/立方米時，可使人立即死亡。急性中毒時，氫氰酸在血液中立即與氧化性

6、細(xì)胞色素氧化酶的Fe3+結(jié)合，使細(xì)胞色素失去傳遞電子能力，結(jié)果使呼吸鏈中斷，出現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)窒息，引起組織缺氧，呼吸衰竭。慢性中毒則發(fā)生帕金森綜合癥。 2.舉出幾個采用低毒或無毒原料代替光氣或氫氰酸生產(chǎn)有機(jī)化學(xué)品的成功例子。 （1）用二氧化碳代替光氣生產(chǎn)亞氨酯，用CO代替光氣制碳酸二甲酯，用CO代替光氣制異氰酸酯； （2）甲基丙烯酸甲酯的合成，取代氫氰酸路線制造己二酸，生產(chǎn)除草劑，取代氫氰酸路線合成苯乙酸。 第四章 無毒無害的綠色催化劑 1. 試舉出催化劑在綠色有機(jī)合成中的應(yīng)用實(shí)例。 分子篩代替三氯化鋁催化劑合成異丙苯，固體酸代替氫氟酸合成十二烷基苯 2.在解決環(huán)境污染問題時，催化劑有

7、哪些重要作用？ 提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，并且可以使一些不易發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)促使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但催化劑無法改變化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物，只能是反應(yīng)的速度加快，促使反應(yīng)快速達(dá)到平衡狀態(tài)，縮短污染物污染環(huán)境的時間，最大程度減少污染物的危害。 第五章 取之不盡用之不竭的可再生生物質(zhì)資源 1.什么是生物質(zhì)？生物質(zhì)有哪些特點(diǎn)？ 生物質(zhì)：由光合作用產(chǎn)生的所有生物有機(jī)體的總稱，包括植物、農(nóng)作物、林產(chǎn)物等。其中含有淀粉、纖維素、木質(zhì)素等。 特點(diǎn)：可再生，儲量豐富，大部分已高度氧化，作為化工原料可避免氧化步驟，比礦物原料更清潔，季節(jié)性強(qiáng)，產(chǎn)量、質(zhì)量不穩(wěn)定，需要大量土地。 2. 在我國農(nóng)村發(fā)展沼氣事業(yè)有什

8、么重要意義？ 解決了部分農(nóng)戶的燃料問題，發(fā)酵后的沼液 、沼渣，還是很好的有機(jī)肥料，同時人畜糞便經(jīng)過發(fā)酵，許多寄生蟲卵被消滅，環(huán)境效益也不錯。 3.舉出一種利用生物質(zhì)資源生產(chǎn)有機(jī)化學(xué)品的例子。 生產(chǎn)乙酰丙酸，生產(chǎn)己二酸，用玉米制塑料，用纖維素生產(chǎn)燃料酒精 第六章 無毒無害的輔助物質(zhì) 1.試舉出你（或同學(xué)、朋友）家中家具所用的涂料，使用什么稀釋劑？有什么毒害？如何減少對人體的危害？ 常用溶劑有：笨、氯仿、四氯化碳 危害：危害人類健康揮發(fā)性強(qiáng)污染環(huán)境 3. 什么是離子液體？它有哪些應(yīng)用？ 離子液體是室溫離子液體的簡稱，由帶正電的離子和帶負(fù)電的離子構(gòu)成。（有機(jī)陽離子與無機(jī)/有機(jī)陰離子

9、結(jié)合生成的鹽） 應(yīng)用：有機(jī)合成中的應(yīng)用(單純的氫化)；在納米材料制備上的應(yīng)用；作為溶劑用于無機(jī)合成；作為溶劑與微波技術(shù)相結(jié)合；溶解纖維素的應(yīng)用；作為萃取劑 4. 使用超臨界二氧化碳作溶劑有什么優(yōu)點(diǎn)？ 優(yōu)點(diǎn)：二氧化碳在常溫下是氣體無色無味不燃燒化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；不會形成光化學(xué)煙霧、也不會破壞臭氧層；來源豐富價格低廉；可很好溶解一般有機(jī)化合物 4.簡述超臨界二氧化碳萃取技術(shù)的原理和應(yīng)用。 第七章 注重功效和環(huán)境無害的綠色化學(xué)產(chǎn)品 1.綠色化學(xué)產(chǎn)品有什么特征？ 產(chǎn)品本身不會引起環(huán)境污染和健康問題，包括不會對野生生物、有益昆蟲或植物構(gòu)成損害；當(dāng)產(chǎn)品被使用后應(yīng)能再循環(huán)或易于在環(huán)境中降解為無

10、害物質(zhì)。 2.分別舉出化學(xué)品對局部環(huán)境和全球環(huán)境產(chǎn)生影響的例子。 對局部環(huán)境的影響，如氮氧化物排放→酸雨→植物、魚類死亡。 汽車尾氣排放→光化學(xué)煙霧→使人生病 對全球環(huán)境的影響：二氧化碳排放→溫室效應(yīng)→海平面升高，沿海地區(qū)被淹沒：氣候變化→影響人類健康。 氟氯烴排放→臭氧層空洞→紫外線照射增加→皮膚癌等 3.如何避免物質(zhì)的直接毒性？ （1）選擇無毒物質(zhì) （2）選擇官能團(tuán) 避免有毒官能團(tuán)對有毒官能團(tuán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)屏蔽 4.什么是間接中毒？如何避免間接中毒？ 間接中毒也稱生物活化，是指物質(zhì)在初始結(jié)構(gòu)時并不具有毒性，但它進(jìn)入人體后，會轉(zhuǎn)化為有毒的物質(zhì)，如致癌物質(zhì)。 不使用

11、具有生物活化途徑的分子：強(qiáng)的親電性或親核性基團(tuán)；不飽和鍵； 其他分子結(jié)構(gòu)特征 對可生物活性結(jié)構(gòu)進(jìn)行生物屏蔽 5.人體中毒的途徑及其特點(diǎn)是什么？ 致毒途徑有三種： 接觸致毒：皮膚接觸、嘴接觸、呼吸系統(tǒng)接觸 生物吸收致毒：生物吸收是指生物系統(tǒng)內(nèi)對有毒化學(xué)品吸收的能力及在生命系統(tǒng)內(nèi)的分布. 物質(zhì)的固有毒性致毒：物質(zhì)的固有毒性是指有毒化學(xué)物質(zhì)引起正常細(xì)胞改變的性質(zhì)，通常有分子的部分結(jié)構(gòu)引起，這部分結(jié)構(gòu)稱為毒性載體 6.舉例說明，在了解了有毒物質(zhì)毒性機(jī)理后，進(jìn)行分子修飾可大大降低其毒性。 麻痹與產(chǎn)額毒性 例如：用普通脂肪族胺的QSAR預(yù)測出的毒性僅為其實(shí)測毒性的1/84 利用結(jié)

12、構(gòu)修飾減輕超額毒性 例如甲基丙烯酸羥乙酯，由于甲基的位阻對水生生物的毒性比丙烯酸乙酯低了許多，，但兩物質(zhì)有基本相同的商業(yè)用途。 染料，例如，在兩性染料分子中加入一個羰基可降低其對魚和水蚤的毒性。 7.由碳、硅元素的化學(xué)性質(zhì)，試討論用硅取代碳的可行性及硅取代物的優(yōu)點(diǎn)。 碳和硅:4A族元素，化學(xué)性質(zhì)上有相似性 碳和硅都是4價元素，能形成四面體結(jié)構(gòu)，能與碳形成穩(wěn)定化學(xué)鍵 有機(jī)硅化合物存在時間有限 優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)硅化合物能降解和氧化代謝，（生物降解和非生物降解） 8.用辛醇-水分配系數(shù)表征有毒化學(xué)品毒性的一般準(zhǔn)則是什么？ 對于表現(xiàn)出麻痹型毒性的非離子有機(jī)化合物 LogP<=5其致死性和慢

13、性毒性均會隨脂溶性呈指數(shù)增加 LogP>5時毒性隨脂溶性指數(shù)減少，因此對生物活性降低 LogP5-8時長期接觸有害的這類非離子型有機(jī)物呈現(xiàn)慢性毒性 LogP>=8時長期接觸也表現(xiàn)不出毒性，因?yàn)榇藭r水溶性很差，化學(xué)品變得沒有生物活性 9.舉例說明等電排置換是設(shè)計更加安全化學(xué)品的有效方法。 對蒼蠅有相似的毒性，氨基甲酸酯的硅取代等電排置換物，更易于降解，對環(huán)境危害小。 第八章 讓城市天空更加蔚藍(lán)的清潔機(jī)動車燃料 1.汽車尾氣中主要有哪些有害成分？其主要危害是什么？ NOX危害：能見度，增加交通事故，形成光化學(xué)煙霧、酸雨 CH：對眼、呼吸道、皮膚有強(qiáng)烈的刺激作用 SO2：刺激眼睛

14、和呼吸道形成酸雨 顆粒物：鉛化合物對血液、骨骼、神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞有損害 碳顆粒：能引起支氣管炎、肺炎、胸膜炎等 CO2：導(dǎo)致溫室效應(yīng) 2. 如何降低汽車尾氣中有害成分的排放。 改善發(fā)動機(jī)質(zhì)量 安裝尾氣凈化裝置 開發(fā)清潔汽油、清潔柴油 開發(fā)替代汽油、柴油的清潔燃料 以燃料電池為動力 第九章 合理使用和節(jié)省能源 1.化學(xué)工業(yè)中有哪些方面的能量需求？ 提供反應(yīng)所需的能量 用熱能加速化學(xué)反應(yīng) 用冷卻的方法控制化學(xué)反應(yīng) 分離需要能量 2.舉出幾個國內(nèi)外化工節(jié)能的成功例子。 美國氰氨公司開發(fā)的苯絕熱硝化工藝 第十章 環(huán)境友好的可降解物質(zhì) 1.什么是降解塑料？使用降解塑料

15、有什么意義？ 降解塑料是在保存期內(nèi)各項(xiàng)性能能滿足使用需要，而使用后在自然條件下能降解成為環(huán)境無害的物質(zhì)的塑料。 2.降解塑料有哪些主要類型？ 主要包括生物降解，光降解、化學(xué)降解（氧化降解、水降解）三種類型 第十一章 綠色農(nóng)藥 1.農(nóng)藥如何通過食物鏈對人體造成傷害？ 是生物富集作用 生物富集作用又叫生物濃縮，是指生物體通過對環(huán)境中某些元素或難以分解的化合物的積累，使這些物質(zhì)在生物體內(nèi)的濃度超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。生物體吸收環(huán)境中物質(zhì)的情況有三種：一種是藻類植物、原生動物和多種微生物等，它們主要靠體表直接吸收；另一種是高等植物，它們主要靠根系吸收；再一種是大多數(shù)動物，它們主要靠吞

16、食進(jìn)行吸收。在上述三種情況中，前兩種屬于直接從環(huán)境中攝取，后一種則需要通過食物鏈進(jìn)行攝取。環(huán)境中的各種物質(zhì)進(jìn)入生物體后，立即參加到新陳代謝的各項(xiàng)活動中。其中，一部分生命必需的物質(zhì)參加到生物體的組成中，多余的以及非生命必需的物質(zhì)則很快地分解掉并且排出體外，只有少數(shù)不容易分解的物質(zhì)(如DDT)長期殘留在生物體內(nèi)。生物富集作用的研究，在闡明物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律、評價和預(yù)測污染物進(jìn)入生物體后可能造成的危害，以及利用生物體對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測和凈化等方面，具有重要的意義。贊 第一章 2、綠色化學(xué)的定義、及其與環(huán)境化學(xué)和環(huán)境治理的區(qū)別： 答：綠色化學(xué)，又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。

17、它是利用化學(xué)原理和方法來減少或消除對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的反應(yīng)原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的使用和產(chǎn)生的新興學(xué)科 。是一門從源頭上減少或消除污染的化學(xué)。 綠色化學(xué)與環(huán)境化學(xué)和環(huán)境治理的區(qū)別 環(huán)境化學(xué)是一門研究污染物的分布、存在形式、運(yùn)行、遷移及其對環(huán)境影響的科學(xué)。環(huán)境治理則是對已被污染了的環(huán)境進(jìn)行治理，即研究污染物對環(huán)境的污染情況和治理污染物的原理和方法。 而綠色化學(xué)是從源頭上阻止污染物生成的新學(xué)科，它是利用化學(xué)原理來預(yù)防污染，不讓污染產(chǎn)生，而不是處理已有的污染物。 1、什么是原子經(jīng)濟(jì)性？以一個化學(xué)反應(yīng)為例計算反應(yīng)的原子利用率。 答：原子經(jīng)濟(jì)性 在生成目標(biāo)

18、產(chǎn)物的反應(yīng)中反應(yīng)物分子中的原子轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的比例。這個定義不考慮副反應(yīng)。 Trost將其稱為原子經(jīng)濟(jì)性(Atom Economy). 化學(xué)反應(yīng) CH2=CH2 + 1/2O2 C2H4O 2、什么是環(huán)境因子？環(huán)境因子與原子利用率之間有什么關(guān)系？ Atom Economy and environmental effect (原子經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境效益) 1. Environmental factor （環(huán)境因子 E ） It is used to quantify the effects of production process to the environ

19、ment 2. Environmental quotient (EQ，環(huán)境商) Environmental quotient EQ ＝E Q Q-----（根據(jù)廢物在環(huán)境中的行為給出的廢物對環(huán)境的不友好程度）. 原子利用率：（公式） 即在生成目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng)中反應(yīng)物分子中的原子轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的比例。這個定義不考慮副反應(yīng)。 環(huán)境因子與原子利用率相反 3、原子經(jīng)濟(jì)性與產(chǎn)率有什么區(qū)別？ 答：在生成目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng)中反應(yīng)物分子中的原子轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的比例。這個定義不考慮副反應(yīng)。 Trost將其稱為原子經(jīng)濟(jì)性(Atom Economy). 產(chǎn)率：在化學(xué)反應(yīng)中尤其是在可逆反

20、應(yīng)中某種生成物的實(shí)際產(chǎn)率與理論產(chǎn)率的比值 3、如何避免物質(zhì)的直接毒性？ （1）選擇無毒物質(zhì) （2）選擇官能團(tuán)： 避免使用有毒官能團(tuán)和對有毒官能團(tuán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)屏蔽 4、什么是間接中毒？如何避免間接中毒？ 間接中毒（也稱生物活化）是指物質(zhì)在初始結(jié)構(gòu)時并不具有毒性，但當(dāng)它進(jìn)入人體后，會轉(zhuǎn)化為有毒的物質(zhì)，如致癌物質(zhì)。 方法：1、不使用具有生物活化途徑的分子 2、對可生物活化的結(jié)構(gòu)進(jìn)行生物屏蔽 第四章綠色化學(xué)技術(shù) —超臨界流體及其獨(dú)特的性質(zhì) 超臨界流體（Supercritical Fluids, SCF）是指溫度和壓力處于臨界溫度及臨界壓力以上的流體，其物理和化學(xué)性質(zhì)介于液體和氣體

21、之間。 【超臨界流體具有許多特性，主要表現(xiàn)在以下方面： （1）密度與液體相近，比一般氣體大2個數(shù)量級，且臨界點(diǎn)附近溫度和壓力發(fā)生微小的變化時，其密度就會發(fā)生顯著變化。密度增大，溶質(zhì)的溶解度就增大，有利于溶質(zhì)的相轉(zhuǎn)移。 （2）介電常數(shù)隨壓力增大而增大，有利于溶解一些低揮發(fā)性物質(zhì)，相應(yīng)溶質(zhì)的溶解度可提高5-10個數(shù)量級。 （3）粘度比液體小1個數(shù)量級，近似于普通氣體；擴(kuò)散系數(shù)比液體大2個數(shù)量級，因而有較好的流動性、滲透性和傳遞性能?！? 二. 生物技術(shù) 也稱為生物工程或生物工藝，是應(yīng)用生物學(xué)、化學(xué)和工程學(xué)的基本原理，依靠生物催化劑的作用將物料進(jìn)行加工，以生產(chǎn)有用物質(zhì)或?yàn)樯鐣?/p>

22、服務(wù)的一門多學(xué)科綜合性的科學(xué)技術(shù)。 生物反應(yīng)過程實(shí)質(zhì)：是利用生物催化劑從事生物技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。 生物技術(shù)是實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的有效手段 生物技術(shù)的分類和應(yīng)用： 1） 生物技術(shù)的分類 現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括：基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和微生物發(fā)酵工程。 2）相互關(guān)系 基因工程是生物技術(shù)的主導(dǎo)技術(shù)； 細(xì)胞工程是生物技術(shù)的基礎(chǔ)； 酶工程是生物技術(shù)的條件； 微生物發(fā)酵工程和生物化學(xué)工程是生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，獲得最終產(chǎn)品，轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的關(guān)鍵。 離子液體定義： 離子液體是室溫離子液體的簡稱，由帶正電的離子和帶負(fù)電的離子構(gòu)成，如由烷基吡啶、咪唑等含氮雜環(huán)

23、化合物的季銨鹽與金屬鹵化物就能構(gòu)成常溫下呈液態(tài)的離子液體。 離子液體具有以下特點(diǎn)： 1.熱穩(wěn)定性較高，在較寬的溫度范圍(-100℃～200℃)內(nèi)處于液體狀態(tài)； 2.不揮發(fā)、無毒、無可燃性； 3.導(dǎo)電性良好； 4.可以溶解許多有機(jī)／無機(jī)物； 5.易于循環(huán)利用。 離子液體的使用將會大大減少現(xiàn)在仍大量使用的有機(jī)溶劑對環(huán)境的污染，被譽(yù)為綠色溶劑 第七章 可降解高分子材料 淀粉作為可降解材料的優(yōu)缺點(diǎn)及舉例（如何改性、改進(jìn)的必要性）： 答：淀粉作為可降解材料的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：來源豐富、價格低廉、生物降解性好。 缺點(diǎn)：強(qiáng)極性、強(qiáng)結(jié)晶性、熱塑性差、加工困難 、極強(qiáng)的親水性

24、 、耐候性差。 作為典型生物可降解高分子材料，淀粉塑料產(chǎn)量在眾多品種的生物降解塑料中居首位 淀粉作為開發(fā)具有生物降解性產(chǎn)品的基本聚合物的潛在優(yōu)勢在于: ① 淀粉在各種環(huán)境中都具備完全生物降解能力; ② 塑料中的淀粉分子降解或灰化后，形成二氧化碳?xì)怏w，不對土壤或空氣產(chǎn)生毒害; ③ 采取適當(dāng)?shù)墓に囀沟矸蹮崴芑罂蛇_(dá)到用于制造塑料材料的機(jī)械性能; ④ 淀粉是可再生資源。 綠色化學(xué)復(fù)習(xí)題 1、人們常常提到“八大公害”事件，請問是那八大公害，主要污染物的名稱，各發(fā)生在哪些國家？ 1馬斯河谷煙霧 二氧化硫煙塵 比利時2 多諾拉煙霧 二氧化硫煙塵 美國 3.倫敦?zé)熿F 二氧

25、化硫煙塵 英國4.洛杉磯光化學(xué)煙霧 光化學(xué)煙霧 美國 5.水俁事件 甲基汞 日本6.四日事件哮喘病 SO2煤塵 日本 7.米糠油事件 多氯聯(lián)苯 日本8.富山骨痛病 鎘 日本 2、20世紀(jì)人類面臨的十大環(huán)境危機(jī)是什么？ 1、溫室氣體大量排放導(dǎo)致全球變暖2、臭氧層破壞3、生物多樣性減少4、酸雨成災(zāi) 5、森林銳減 6、土地荒漠化 7、大氣污染 8、淡水資源污染 9、海洋污染 10、垃圾圍城——最嚴(yán)重的城市病 3、什么是綠色化學(xué)？簡述綠色化學(xué)12原則。 綠色化學(xué)定義：綠色化學(xué)以“原子經(jīng)濟(jì)性”為原則，在制取新物質(zhì)的化學(xué)過程中，充分利用原料，實(shí)現(xiàn)零排放。充分利用資源，不產(chǎn)生污染。采取

26、無毒害化學(xué)原料和過程，生產(chǎn)環(huán)境友好產(chǎn)品。節(jié)約原材料和能源，綜合利用，變廢為寶。把傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)改造成綠色化學(xué)工業(yè)。 因此，綠色化學(xué)是一門從源頭上阻止污染物的學(xué). 是新興化學(xué)分支學(xué)科，是一門高層次的化學(xué)。 12原則： 1、防止廢物的產(chǎn)生而不是產(chǎn)生后再來處理； 2、合成方法應(yīng)設(shè)計成能將所有的起始物質(zhì)嵌入到最終產(chǎn)物中；3、只要可能，反應(yīng)中使用和生成的物質(zhì)應(yīng)對人類健康和環(huán)境無毒或毒性很??；4、設(shè)計的化學(xué)產(chǎn)品應(yīng)在保護(hù)原有功效的同時盡量使其無毒或毒性很?。?、盡量不使用輔助性物質(zhì)（如溶劑、分離試劑等），如果一定要用，也應(yīng)使用無毒物質(zhì)；6、能量消耗越小越好，應(yīng)能為環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的考慮所接受； 7、只要

27、技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行，使用的原材料應(yīng)是能再生的； 8、應(yīng)盡量避免不必要的衍生過程（如基團(tuán)的保護(hù)，物理與化學(xué)過程的臨時性修改等）；9、盡量使用選擇性高的催化劑，而不是提高反應(yīng)物的配料比；10、設(shè)計化學(xué)產(chǎn)品時，應(yīng)考慮當(dāng)該物質(zhì)完成自己的功能后，不再滯留于環(huán)境中，而可降解為無毒的產(chǎn)品；11、分析方法也需要進(jìn)一步研究開發(fā)，使之能做到實(shí)時、現(xiàn)場監(jiān)控，以防有害物質(zhì)的形成；12、化學(xué)過程中使用的物質(zhì)或物質(zhì)的形態(tài)，應(yīng)考慮盡量減少實(shí)驗(yàn)事故的潛在危險，如氣體釋放、爆炸和著火等。 4. 什么是綠色化學(xué)？什么是原子利用率和原子經(jīng)濟(jì)性： 原子利用率 = 目標(biāo)產(chǎn)物的量 按化學(xué)計量式所得所有產(chǎn)物的量之和 =

28、 目標(biāo)產(chǎn)物的量 各反應(yīng)物的量之和 ╳ 100% ╳ 100% “ 原子利用率：即在化學(xué)反應(yīng)中有多少反應(yīng)物的原子轉(zhuǎn)變到了目標(biāo)產(chǎn)物中?？梢杂孟率蕉x：原子利用率＝（目標(biāo)產(chǎn)物的量/按化學(xué)計量式所得所有產(chǎn)物的量之和）*100％＝（目標(biāo)產(chǎn)物的量/各反應(yīng)物的量之和）*100％ 原子經(jīng)濟(jì)性：原子經(jīng)濟(jì)性（Atom Economny）是指反應(yīng)物中的原子有多少進(jìn)入了產(chǎn)物，一個理想的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)就是反應(yīng)物中的所有原子都進(jìn)入了目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng)，也就是原子利用率為100％反應(yīng)。 5、根據(jù)下列反應(yīng)計算由乙烯制備環(huán)氧乙烷反應(yīng)的原子利用率。 （1）經(jīng)典方法 二步法 CH

29、2=CH2 + Cl2 + H2O → ClCH2CH2OH + HCl ClCH2CH2OH + Ca（OH)2 +HCl → C2H4O + 2CaCl2+2H2O (2）新方法 一步法 C2H4 + O2 →C2H4O （1）. 1/3*100%=33.3% （2）. 1/(1+1/2)*100%=66.7% 6、溫室效應(yīng)的原因是什么？溫室效應(yīng)有什么危害？ 原因:近幾十年來，由于人類消耗的能源急劇增加，森林遭到破壞，大氣中CO2的濃度不斷上升。 CO2就像溫室的玻璃一樣，并不影響太陽對地球表面的輻射，但卻能阻礙由地面反射回高空的紅外輻

30、射，這就 像給地球罩上了一層保溫膜，使地球表面氣溫增高，產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。 危害:全球變暖將可能導(dǎo)致兩極的冰川融化，使還海平面升高，淹沒許多城市。世界上大約有1/3的人口生活在沿海岸線60Km以內(nèi)，世界上35座最大的城市中，有20座地處沿海。海平面升高無疑將是對人類的巨大威脅。 地球表面氣溫升高，各地降水和干濕狀況也會發(fā)生變化?，F(xiàn)在溫帶的農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，由于氣溫升高，蒸發(fā)加強(qiáng)，氣候會變得干旱，農(nóng)業(yè)區(qū)會退化成草原；干旱區(qū)會變得更干旱，土地沙漠化，使農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。 7、光化學(xué)污染的本質(zhì)： 大量的碳?xì)浠衔?、硫氧化合物、氮氧化合物、粉塵等排入大氣，到達(dá)對流層后在太陽光紫外線的照射下發(fā)生一系

31、列的化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生大量的一次和二次污染物，這些污染物通常含有氧化性，從而引發(fā)光化學(xué)煙霧，造成嚴(yán)重的大氣污染。 8、什么是綠色化學(xué)品？怎樣設(shè)計安全的綠色化學(xué)產(chǎn)品。 綠色化學(xué)品：對人類和環(huán)境無害的化學(xué)產(chǎn)品稱為綠色化學(xué)產(chǎn)品。 ***綠色化學(xué)產(chǎn)品的兩個特征: 1、產(chǎn)品本身不會引起環(huán)境污染和健康問題，包括不會對野生生物、有益昆蟲或植物造成損害； 2、當(dāng)產(chǎn)品被使用后，應(yīng)能再循環(huán)或易于在環(huán)境中降解為無害物質(zhì)。*** 一、三種設(shè)計方法 ? 1、物質(zhì)作用機(jī)理分析 ? 在確保分子的作用與性質(zhì)不變的前提下，通過改變分子結(jié)構(gòu)，使有害作用機(jī)理不再發(fā)生，從而避免或降低該化學(xué)品的毒性。

32、 ? 2、避免采用毒性功能基團(tuán) ? 對于毒性機(jī)理不明確的情況，可以根據(jù)官能團(tuán)與性毒間的一般關(guān)系，除去或不引入與毒性有關(guān)的官能團(tuán)來降低毒性。 ? 3、設(shè)法降低生物利用率。 ? 無論一個化合物本身有多大毒性，只有它進(jìn)入人體到達(dá)毒性發(fā)生作用的目標(biāo)器官時才能起到毒害作用。因此化學(xué)家可以通過分子設(shè)計來改變分子的物理和化學(xué)性質(zhì)，從而降低人體器官對它的吸收程度。 ***二、一般設(shè)計原則 ? （一）“外部”效應(yīng)原則 ? 指通過分子設(shè)計，改善分子在環(huán)境中的分布、人和其他生物機(jī)體對它的吸收性質(zhì)等重要物理化學(xué)性質(zhì)，從而減少它的有害生物效應(yīng)。 1、與物質(zhì)在環(huán)境中的分布有關(guān)的性質(zhì) ◎揮發(fā)性/密度/熔

33、點(diǎn) ◎水溶性 ◎殘留性/生物降解性 ◎轉(zhuǎn)化為具有生物活性（毒性）物質(zhì)的可能性 ◎轉(zhuǎn)化為無生物活性（毒性）物質(zhì)的可能性 2、與機(jī)體吸收有關(guān)的性質(zhì) ◎揮發(fā)性 ◎油溶性 ◎分子大小 ◎降解性質(zhì) 3、對人、動物和水生生物吸收途徑的考慮 ◎皮膚吸收/眼睛吸收 ◎肺吸收 ◎消化道吸收 ◎呼吸系統(tǒng)吸收或其它特定生物的吸收途徑 4、雜質(zhì)問題 ◎是否會產(chǎn)生不同類別的雜質(zhì) ◎是否會產(chǎn)生有毒或更毒的同系物 ◎是否會產(chǎn)生有毒或更毒的異構(gòu)體 （二）“內(nèi)部”效應(yīng)原則 指通過分子設(shè)計來達(dá)到預(yù)防毒性的目標(biāo)。 1、增大解毒性能 （1）增大排泄的可能性 ◎選擇親水化合物

34、 如含有硫酸根的分子難于穿越生物膜，親水性好，即使發(fā)生吸收也易于排泄。 ◎增大物質(zhì)分子與葡萄糖醛酸、氨基酸結(jié)合的可能性或使分子易于乙?；? （2）增大可生物降解性 2、避免物質(zhì)的直接毒性 （1）選擇無毒物質(zhì) （2）選擇官能團(tuán) ◎避免使用有毒官能團(tuán) 如過去擋風(fēng)玻璃膠粘劑全部采用異氰酸脂作交聯(lián)劑，毒性很大?，F(xiàn)在采用乙酰醋酸脂代替異氰酸脂作粘性交聯(lián)劑，避免了毒性。 ◎?qū)τ卸竟倌軋F(tuán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)屏蔽 就是為了避免毒害暫時將有毒官能團(tuán)轉(zhuǎn)化，當(dāng)需要時再將原來的官能團(tuán)釋放出來。其缺點(diǎn)是原子經(jīng)濟(jì)性降低。 3、避免間接中毒 這里間接中毒（也稱生物活化）是指物質(zhì)在初始結(jié)構(gòu)時并不具有毒性，但它進(jìn)入人

35、體后，會轉(zhuǎn)化為有毒的物質(zhì)，如致癌物質(zhì)。 ◎不使用具有生物活化途徑的分子 ◎?qū)缮锘罨慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行生物屏蔽 *** 9、簡述反應(yīng)原料的重要性及綠色化學(xué)對反應(yīng)原料的選擇原則。 反應(yīng)原料的重要性： 綠色化學(xué)對反應(yīng)原料的選擇原則：原料的原子都能夠被產(chǎn)品所消納，實(shí)現(xiàn)“零排放”； 反應(yīng)原料的綠色化，包括兩個方面 : ①采用無毒、無害原料 ; ②用可再生資源為原料。 10、什么是超臨界流體？超臨界二氧化碳流體與普通流體相比有何特點(diǎn)？ 超臨界流體:當(dāng)流體的溫度和壓力處于它的臨界溫度和壓力以上時，稱該流體為超臨界流體。 特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）： 二氧化碳在常溫下是氣體，無色、無味、不燃燒、化學(xué)性

36、質(zhì)穩(wěn)定 不會形成光化學(xué)煙霧，也不會破壞臭氧層 來源豐富，價格低廉 超臨界二氧化碳可很好地溶解一般有機(jī)化合物 11、汽車尾氣中主要有哪些有害成分？其主要危害是什么？ 1．NOx: 汽缸點(diǎn)火的高溫瞬間由空氣中的氮與氧氣化合而生成。 主要危害：降低能見度，增加交通事故發(fā)生率，形成光化學(xué)煙霧、酸雨等。NO2是一種棕紅色強(qiáng)烈刺激性的有毒氣體，其含量為0.110-6時即可嗅到，110-6～410-6就感到惡臭，它對人體健康毒害較大。NO2吸入人體后，和血液中的血紅素蛋白（Hb）結(jié)合，使血液輸氧能力下降，對心、肝、腎都會有影響，還會使植物枯黃。 2.碳?xì)浠衔铮河拖浼盎推饕萆?，滴?/p>

37、的燃料油，部分燃燒不完全的產(chǎn)物，如苯、醛、烯和多環(huán)芳香族碳?xì)浠衔锏?00多種復(fù)雜成分。 主要危害：飽和烴危害不大，不飽和烴危害性很大。當(dāng)甲醛、丙稀醛等醛類氣體濃度超過110-6時，就會對眼、呼吸道和皮膚有強(qiáng)烈的刺激作用，濃度超過2510-6時，就會引起頭暈、惡心、紅血球減少、貧血。苯的衍生物，如苯比芘，是強(qiáng)烈致癌物質(zhì)。此外，碳?xì)浠衔镞€能形成光化學(xué)煙霧。 3.CO：汽油燃燒不完全的產(chǎn)物，數(shù)量占尾氣成分的首位。 主要危害:CO是一種窒息性的有毒氣體，由于CO和血液中有輸氧能力的血紅素蛋白（Hb）的親和力，比氧氣和Hb的親和力大200-300倍，因而，CO能很快和Hb結(jié)合形成碳氧血

38、紅素蛋白（CO-Hb），使血液的輸氧能力大大降低，使心臟、頭腦等重要器官嚴(yán)重缺氧，引起頭暈、惡心、頭痛等癥狀，輕度是使中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損，慢性中毒，嚴(yán)重時會使心血管工作困難，直至死亡。 4.SO2：燃料所含的硫烴的燃燒。 主要危害：刺激眼睛和呼吸器官，形成酸雨。 5. 顆粒物:鉛化合物，碳顆粒，油霧等。 主要危害：鉛對血液、骨骼和神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞有害;碳顆粒能引發(fā)支氣管炎、肺炎以及胸膜炎等多種疾病。 6.二氧化碳：導(dǎo)致溫室效應(yīng)。 12、如何降低汽車尾氣中有害成分的排放 1、改善發(fā)動機(jī)的質(zhì)量 汽車發(fā)動機(jī)的質(zhì)量是影響尾氣排放的最主要因素。通過對發(fā)動機(jī)加以改進(jìn)，可以提高發(fā)動機(jī)的性

39、能，使尾氣排放大大降低。通?；推魇桨l(fā)動機(jī)尾氣排放比較嚴(yán)重，而電控汽油噴射式發(fā)動機(jī)尾氣排放則輕得多。 2、安裝尾氣凈化裝置 使用汽車尾氣凈化裝置（需配套使用無鉛汽油），可使有害物排放進(jìn)一步降低20%以上。 3.用壓縮天然氣和液化石油氣為燃料 4、開發(fā)替代汽油、柴油的清潔燃料 開發(fā)生物柴油 用甲醇、乙醇、二甲醚等為燃料 5.用氫作燃料6.以燃料電池為動力 13、什么是生物質(zhì)？生物質(zhì)有哪些特點(diǎn)？ 生物質(zhì)：由光合作用產(chǎn)生的所有生物有機(jī)體的總稱，包括植物、農(nóng)作物、林產(chǎn)物等。其中含有淀粉、纖維素、木質(zhì)素等成分。纖維素是由葡萄糖基組成的線形大分子；半纖維素是一群復(fù)合聚糖的總稱不同植物的復(fù)

40、合聚糖的組分也不同；木質(zhì)素是自然界最復(fù)雜的天然聚合物之一，它的結(jié)構(gòu)中重復(fù)單元之間缺乏規(guī)則性和有序性。木質(zhì)素是可再生的植物纖維資源中蘊(yùn)藏太陽能最高的部分。 生物質(zhì)特點(diǎn)： ◎可再生，儲量豐富。僅每年再生的纖維素和木質(zhì)素折合成能量相當(dāng)于石油年產(chǎn)量的15～20倍。 ◎ 大部分已高度氧化，作為化工原料可避免氧化步驟。 ◎比礦物原料更清潔。生物質(zhì)來源于CO2，燃燒后不增加大氣中CO2的含量。 ◎季節(jié)性強(qiáng)，產(chǎn)量、質(zhì)量不穩(wěn)定。 ◎需要大量土地。 在我國農(nóng)村發(fā)展沼氣事業(yè)有什么意義？ 1.保護(hù)農(nóng)村環(huán)境（沼氣技術(shù)在保護(hù)農(nóng)村環(huán)境方面的作用主要表現(xiàn)為：1、沼氣是清潔能源，使用沼氣可以減少二氧化硫、二氧

41、化碳等有毒有害氣體的排放；2、利用沼氣技術(shù)發(fā)酵生活污水、畜禽糞便等，可以減少其對周圍水源的污染；3、沼氣發(fā)酵剩余的昭渣可以作為農(nóng)作物肥料，減少了農(nóng)藥化肥的污染，并且可以改善土壤結(jié)構(gòu)）；2.緩解農(nóng)村能源供需矛盾的需要；3.節(jié)能減排，保護(hù)森林植被的需要；4.改善農(nóng)村衛(wèi)生環(huán)境，提高農(nóng)民生活質(zhì)量的需要；5.改善產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)增效的需要；6.發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)；7.具有良好的社會、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益； 14、舉出一種利用生物質(zhì)資源生產(chǎn)有機(jī)化學(xué)品的例子。 例2. 生產(chǎn)己二酸（尼龍66的中間體） 美國Michigan州立大學(xué)的J.W.Frost和K.M.Draths開發(fā)出由淀粉和纖維素制取己

42、二酸的新工藝。該工藝先由原料制取葡萄糖，然后利用經(jīng)DNA重組技術(shù)改進(jìn)的細(xì)菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化為己二烯二酸，最后在催化劑的作用下加氫制備己二酸。 該工藝是采用可再生生物質(zhì)資源代替石油資源制造化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)過程無毒、無害、無污染的典型實(shí)例，榮獲1998年美國“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”的學(xué)術(shù)獎。例3.用玉米制塑料 美國全國玉米種植者協(xié)會最近宣布，用玉米生產(chǎn)聚脂乳酸塑料的研究已取得了成功。這種技術(shù)可以將玉米加工成薄片或顆粒狀的聚合物，就像是塑料的原料。 玉米制成的聚合物可以做成布料纖維，也可以做成杯子、瓶子、食品容器、包裝紙或地毯。用聚脂乳酸做成的面料有絲綢質(zhì)感，耐用程度可與

43、滌綸媲美。此外，這種新材料能百分之百地生物降解，其原料玉米又是一種可再生生物質(zhì)資源。 舉例說明什么是催化劑,它在化學(xué)反應(yīng)中有何作用？ 在化學(xué)反應(yīng)過程中能改變反應(yīng)速度而本身的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)叫做催化劑。催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中改變了化學(xué)反應(yīng)的途徑，降低了化學(xué)反應(yīng)活化能，使反應(yīng)物分子更容易達(dá)到活化狀態(tài)進(jìn)行反應(yīng)，大大降低了反應(yīng)所需的溫度。 什么是催化劑設(shè)計？怎樣進(jìn)行催化劑設(shè)計？ 答：所謂催化劑設(shè)計，就是指人們按照自己的意圖制造目標(biāo)催化劑的工作，它代表一種構(gòu)思，而不一定要畫出圖紙。也就是對指定的反應(yīng)，或者需要制造的某種產(chǎn)品，應(yīng)該如何選用一種催化劑的知識邏輯分析。

44、 綠色化學(xué) 什么是催化劑?為什么說催化劑在綠色化學(xué)中有十分重要的意義? 答：催化劑會誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變，而使化學(xué)反應(yīng)變快或減慢或者在較低的溫度環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。催化劑在工業(yè)上也稱為觸媒。由于在設(shè)計階段必須考慮化學(xué)品和化學(xué)過程對環(huán)境和對人類健康的影響，我們在化學(xué)品產(chǎn)生及其轉(zhuǎn)化過程都必須精心設(shè)計進(jìn)行，而催化劑則在這些反應(yīng)之中就是不可缺少的考慮因素，有了催化劑的使用我們可以通過控制反應(yīng)產(chǎn)物化學(xué)物種的選擇性，控制產(chǎn)物立體規(guī)劃性等來對產(chǎn)物化學(xué)品進(jìn)行嚴(yán)格而準(zhǔn)確地生產(chǎn) ，從而達(dá)到生產(chǎn)隊人類危害最小的日用或

45、工業(yè)用化學(xué)品。 1. 相比于傳統(tǒng)的氧化劑，哪些是新型的綠色氧化劑？他們各有什么特點(diǎn)？ 答：分子氧：最清潔的氧化劑，但有時反應(yīng)條件受限制；過氧化氫：很昂貴，但是它含有47%的活性氧，其氧化產(chǎn)物為水，對環(huán)境無害；臭氧：也是環(huán)境可接受的氧化劑，但是它使用時需要特殊的處理方法和特殊的發(fā)生裝置；晶格氧：氧化烴類，大幅度的提高烴類選擇氧化的選擇性，而且不受爆炸極限的限制，可提高原料濃度，使反應(yīng)物容易分離回收，是控制深度氧化，節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)的有效氧化技術(shù)。 2. 化石資源作為化學(xué)化工原料有何優(yōu)點(diǎn)？生物質(zhì)作為化學(xué)化工原料又有何優(yōu)點(diǎn)？ 答：化石資源：石油工業(yè)已經(jīng)相當(dāng)成熟，從其提取到最終產(chǎn)物的

46、形成已經(jīng)形成了大規(guī)模的和高效的生產(chǎn)系統(tǒng)，很多得到單一產(chǎn)品的過程的操作及其機(jī)理均已被人們掌握；傳統(tǒng)的石油原料可以從三維獲取，在一個小面積范圍內(nèi)可集中大量的化石原料；季節(jié)性不強(qiáng)；組成簡單，已被人們很好的掌握。 生物質(zhì)：可給出結(jié)構(gòu)多樣的通常具有特定的立體結(jié)構(gòu)和光學(xué)結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)單元通常比原油結(jié)構(gòu)單元簡單，可減少副產(chǎn)品的生成；其衍生物所得物質(zhì)通常已是氧化產(chǎn)物，無需再通過氧化反應(yīng)引入氧；增大其實(shí)用量可增大原油使用時間，未可持續(xù)發(fā)展做貢獻(xiàn)，為一些必須使用石油作原料的生產(chǎn)提供保證；減少二氧化碳在大氣中濃度的增加，減緩溫室效應(yīng)；化學(xué)工業(yè)使用更多的可再生資源可使其本身在原料上更有保障；更大的靈活性。 3.

47、根據(jù)綠色化學(xué)的觀點(diǎn)，如何改變反應(yīng)溶劑？ 答：水溶液系統(tǒng)中在可能的條件下應(yīng)盡量使用水作溶劑而不要采用有機(jī)溶劑；對溶液進(jìn)行固定化，以現(xiàn)用溶劑為基礎(chǔ)進(jìn)行聚合反應(yīng)得到現(xiàn)行溶劑的聚合衍生物，通過過濾等可分離回收高分子溶劑；對于離子溶劑，可進(jìn)行動力學(xué)操作等；徹底解決溶劑污染的最佳辦法就是完全不使用溶劑，例如使用微波與催化劑結(jié)合代替溶劑就非常好用；使用超臨界流體作為溶劑。 4，以萘與丙烯發(fā)生烷基化反應(yīng)為例說明催化劑結(jié)構(gòu)對反應(yīng)選擇性的巨大影響。 答：采用傳統(tǒng)的合成方法，通常得到2，6-異構(gòu)體，2，7-異構(gòu)體和3，4-異構(gòu)體的混合物。傳統(tǒng)的方法采用的二氧化硅和三氧化二鋁具有大孔，不能區(qū)分3-取代和4-

48、取代異構(gòu)體的差別，也不能區(qū)分2，6-異構(gòu)體，2，7-異構(gòu)體的差異；采用更小孔的分子篩可抑制3-取代和4-取代物的生成，但仍要生成等量的2，6-異構(gòu)體，2，7-異構(gòu)體；采用C型絲光沸石后，3-取代和4-取代物的生成完全被控制，2，6-異構(gòu)體，2，7-異構(gòu)體的比例大約為7：3。以上數(shù)據(jù)表明了催化劑的不同的對反應(yīng)選擇性的巨大影響。 4. 簡述反應(yīng)原料的重要性及綠色化學(xué)對反應(yīng)原料的選擇原則。 答：一個化學(xué)品合成所采用的反應(yīng)類型或其合成路線在很大程度上取決于所選定的原料，原料一旦選定就必須選擇某些類型的反應(yīng)，其對于合成路線的效率，過程的環(huán)境效應(yīng)和對人類健康均有極大的影響。原則：考慮原料本身的危險

49、性，使用可再生資源。 7．生物質(zhì)作為化學(xué)化工原料又有何優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)？ 答：優(yōu)點(diǎn)：可給出結(jié)構(gòu)多樣的通常具有特定的立體結(jié)構(gòu)和光學(xué)結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)單元通常比原油結(jié)構(gòu)單元簡單，可減少副產(chǎn)品的生成；其衍生物所得物質(zhì)通常已是氧化產(chǎn)物，無需再通過氧化反應(yīng)引入氧；增大其實(shí)用量可增大原油使用時間，未可持續(xù)發(fā)展做貢獻(xiàn)，為一些必須使用石油作原料的生產(chǎn)提供保證；減少二氧化碳在大氣中濃度的增加，減緩溫室效應(yīng)；化學(xué)工業(yè)使用更多的可再生資源可使其本身在原料上更有保障；更大的靈活性。 缺點(diǎn)：在經(jīng)濟(jì)上的競爭力不夠；生物質(zhì)是二維的，不可能在一小面積范圍內(nèi)可集中種植獲得大量的生物質(zhì)原料；季節(jié)性很強(qiáng)。 8． 改變反應(yīng)溶劑的方法

50、有哪些，各有何特點(diǎn)？ 答：水溶液系統(tǒng)：在盡可能的條件下使用水作溶劑，不要采取有機(jī)溶劑。 離子溶液：可操作溫度范圍大，可進(jìn)行各種動力學(xué)控制；反應(yīng)所需體積不大；表現(xiàn)出對Bronsted酸酸性，F(xiàn)ranklin酸酸性和超強(qiáng)酸酸性；蒸汽壓??；對水敏感但有的并不怕水，甚至能與水共同使用，易用于工業(yè)應(yīng)用；熱穩(wěn)定性較好；相對便宜且易于制備。 高分子溶液：在化學(xué)合成，分離和清潔等過程中具有現(xiàn)行溶劑的溶劑化作用，但卻不會發(fā)揮但空氣中和釋放到水介質(zhì)中造成污染，可單獨(dú)使用，也可以用高級烴類稀釋后使用，通過過濾等即可分離回收高分子溶劑。 無溶劑化：就是不是用溶劑，例如催化劑與微波作用相結(jié)合，在有機(jī)合成中保護(hù)反

51、應(yīng)，去保護(hù)反應(yīng)，氧化反應(yīng)，還原反應(yīng)，重排反應(yīng)等方面均十分有效。 超臨界流體：沒有氣液界面，體系的性質(zhì)均一，部分液體和氣體，其密度與液體相似，粘度只有液體的近百分之一，流動性好的多；用超臨界二氧化碳還有另外一個優(yōu)點(diǎn)，二氧化碳不能再被氧化，是理想的氧化反應(yīng)的溶劑。 9．超臨界流體與普通流體相比有何特點(diǎn)？ 答：超臨界流體沒有氣液界面，體系的性質(zhì)均一，部分液體和氣體，其密度與液體相似，粘度只有液體的近百分之一，流動性好的多。 10.超臨界CO2作為反應(yīng)溶劑的局限性。 答：最大局限是其溶劑化性質(zhì)，即物質(zhì)在它里面的溶解度。相對分子質(zhì)量大于400，高極性的化合物，鹽類不溶于在其中。不能用其

52、作離子間反應(yīng)的溶液，也不能用作為離子催化劑的反應(yīng)的溶劑。不能用作路易斯堿反應(yīng)物的溶劑。 11.何謂過程強(qiáng)化？可用哪些方法實(shí)現(xiàn)過程強(qiáng)化？ 答：過程強(qiáng)化既是使反應(yīng)體積變得更小，過程變得更清潔，能量的利用更為有效的任何化學(xué)工程的進(jìn)步。 通過改進(jìn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)：對化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備和對其他操作過程設(shè)備的改進(jìn)。 通過改進(jìn)方法實(shí)現(xiàn)：對化學(xué)反應(yīng)的每一個過程的改進(jìn)。 1、均相催化與多相催化各具有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？就如何避免均相催化的缺點(diǎn)評述當(dāng)今均相催化的發(fā)展趨勢。 解答：均相催化劑和多相催化劑相比較，各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。從表面上看，似乎均相催化的優(yōu)點(diǎn)多于多相催化，例如在均相催化中，一般認(rèn)為全

53、部金屬原子均參與構(gòu)成活性物種，它們具有確定的均一結(jié)構(gòu)，催化劑的活性高，反應(yīng)條件溫和（節(jié)能），同時反應(yīng)的選擇性高（節(jié)省原材料）；但是，均相催化劑與產(chǎn)品的分離問題，帶來了工程上的困難，這一嚴(yán)重的缺點(diǎn)使均相催化劑的應(yīng)用受到很大的限制。如何將均相催化與多相催化的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，同時又避免它們的缺點(diǎn)？均相催化劑的多相化可能是達(dá)到此一目標(biāo)的一條現(xiàn)實(shí)可行的途徑。近十年來，均相催化劑多相化的研究得到了廣泛的重視，每年發(fā)表的論文數(shù)目日益增多。有關(guān)這方面的工作，文獻(xiàn)中出現(xiàn)了一些不同的表達(dá)詞匯，例如：多相化（heterogenization）、固定化(immobilization)、負(fù)載(supporting)、錨定(a

54、nchoring)、雜化相(hybridphase)等等，它們雖有著各自的定義，適用于不同的場合，不完全是同義語，但籠統(tǒng)地說，它們都具有共同的類似含義。關(guān)于均相催化劑多相化的研究，文獻(xiàn)中已經(jīng)出現(xiàn)了一些很好的綜述和專著。均相催化劑多相化后的特點(diǎn)是：從整體上看它是多相的，但從分子水平來看，它卻更接近可溶的均相體系。因此，各種催化劑具有均相、多相兩類催化劑之間的某些性質(zhì)。目前幾乎所有的均相催化領(lǐng)域，例如聚合、羰基合成、加氫、氧化、同系化、異構(gòu)化、歧化、不對稱合成及固氮等，都有多相化的研究報道。Hartley將這類負(fù)載的金屬絡(luò)合物催化劑稱之為“新一代的催化劑”也是不無理由的。 第一章 1、

55、簡答：溫室效應(yīng)及其與化學(xué)的相關(guān)性；核冬天；光化學(xué)煙霧及其化學(xué)本質(zhì)；生物多樣型？ 答：全球氣候變暖是大氣中溫室氣體濃度升高引起的。這些溫室氣體又是人類在尋找食物、生活用品及供熱取暖等滿足基本生活要求的過程中，以及工業(yè)生產(chǎn)活動過程中排放到大氣中的。溫室氣體主要有CO2、NOX、CH4、鹵代烴等。 核冬天：有限的核戰(zhàn)爭所產(chǎn)生的煙塵會導(dǎo)致地球冷卻的假設(shè)，被稱為“核冬天”。 光化學(xué)煙霧主要就是氮氧化合物與烴類物質(zhì)在紫外線照射下，經(jīng)過一系列復(fù)雜反應(yīng)后形成的一種大氣污染現(xiàn)象。氮氧化物是光化學(xué)煙霧引發(fā)的主要元兇：NO2→NO+O；O+CXHY→CXHYO；CXHYO+O2→CXHYO3；CXHYO3+C

56、MHN→RCHO+R’COR2；O+O2→O3。 生物多樣性是指地球上所有生物——植物、動物和微生物及其他物質(zhì)構(gòu)成的綜合體。它包括遺傳的多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個組成部分。 2、為什么說化學(xué)是一門中心的、實(shí)用的、創(chuàng)造性的學(xué)科？ 答：化學(xué)的原理和方法以及化學(xué)反應(yīng)方面的研究目前仍在主導(dǎo)其他學(xué)科；它在開發(fā)天然資源以滿足人類的生活需要方面作出了巨大貢獻(xiàn)?；诨瘜W(xué)的產(chǎn)業(yè)，利用天然資源制取大量的化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、塑料、鋼鐵、水泥等產(chǎn)品和材料，并生產(chǎn)大量的合成纖維和橡膠等以彌補(bǔ)農(nóng)業(yè)、林業(yè)的不足；能源的開發(fā)利用，新材料的開發(fā)利用，醫(yī)藥衛(wèi)生等均離不開化學(xué)?？梢哉f，人類的衣、食、住、行、用及保持

57、健康等無一項(xiàng)可以離開化學(xué)，化學(xué)在這些領(lǐng)域中直接或間接地發(fā)揮著不可替代的作用。 3、人類目前面臨的主要環(huán)境問題有哪些？造成這些困境的原因是什么？（1頁） 答：1、全球氣候變暖2、核冬天的威脅3、臭氧層破壞4、光化學(xué)煙霧和大氣污染5、酸雨6、生物多樣性銳減7、深林的破壞8、荒漠化9、水資源危機(jī)10、海洋污染日甚。 環(huán)境問題的起因是人類自己。環(huán)境問題是指由于人類活動作用于周圍的環(huán)境所引起的環(huán)境質(zhì)量變化以及這種變化對人類的生產(chǎn)、生活和質(zhì)量造成的影響。 第二章 1、簡答：綠色化學(xué)的目標(biāo)；化學(xué)工業(yè)造成的危害；風(fēng)險試劑；生物質(zhì)的種類；可再生資源；原子利用率；環(huán)境商；環(huán)境因子？（課本第2章）

58、答：綠色化學(xué)的目標(biāo)是：化學(xué)過程不產(chǎn)生污染，即將污染消除于其產(chǎn)生之前。 2、為什么要大力發(fā)展綠色化學(xué)？（11頁） 答：1、大力發(fā)展綠色化學(xué)是人類社會可持續(xù)發(fā)展的必然要求；2、發(fā)展綠色化學(xué)是科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。 3、綠色化學(xué)及其與環(huán)境污染治理的異同？（10~11頁） 答：綠色化學(xué)就是利用化學(xué)原理和方法來減少或消除對人類健康社會安全、生態(tài)環(huán)境有害的反應(yīng)原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物的新興學(xué)科，是一門從源頭上、從根本上減少或消除污染的化學(xué)。 傳統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)方法是治理污染，或曰污染的末端處理，也就是研究已有污染物對環(huán)境的污染情況，研究治理這些已經(jīng)產(chǎn)生了的污染物的原理和方法，是一種

59、指標(biāo)的方法。 綠色化學(xué)的目標(biāo)是：化學(xué)過程不產(chǎn)生污染，即將污染消除于其產(chǎn)生之前。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)后就不需要治理污染，因其根本就不產(chǎn)生污染，是一種從源頭上治理污染的方法，是一種治本的方法。 4、什么是綠色化學(xué)品？怎么設(shè)計安全的化學(xué)品？（17頁） 5、舉例說明原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是不產(chǎn)生污染的必要條件？（找不到） 6、試論計算機(jī)輔助綠色化學(xué)合成路線設(shè)計的必要性和方法？（23頁） 7、怎樣在反應(yīng)過程中使化學(xué)反應(yīng)綠色化？（第5節(jié)） 8、自選一條目前使用的環(huán)氧丙烷合成路線，用綠色化學(xué)原理對其進(jìn)行評價并設(shè)計一條更佳的新路線？（13頁底端14頁頂端） 9、簡述綠色化學(xué)十二原則？（27頁） 答：1、不讓廢物

60、產(chǎn)生而不是讓其生成后再處理；2、最有效地設(shè)計化學(xué)反應(yīng)和過程，最大限度地提高原子經(jīng)濟(jì)性；3、盡可能不使用、不產(chǎn)生對人類健康和環(huán)境有毒有害的物質(zhì)；4、盡可能有效地設(shè)計功效卓著而又無毒無害的化學(xué)品；5、盡可能不使用輔助物質(zhì)，如須使用也應(yīng)是無毒無害的；6、在考慮環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益的同時，盡可能使消耗最低；7、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行時應(yīng)以可再生資源為原料；8、應(yīng)盡可能避免衍生反應(yīng)；9、盡可能使用性能優(yōu)異的催化劑；10、應(yīng)設(shè)計功能終結(jié)后可降解為無害物質(zhì)的化學(xué)品；11、應(yīng)發(fā)展實(shí)時分析方法，以監(jiān)控和避免有害物質(zhì)的生產(chǎn)；盡可能選用安全的化學(xué)物質(zhì)，最大程度地減少化學(xué)事故發(fā)生。 第三章 1、設(shè)計安全無毒化學(xué)品的一般性

61、原則有哪些？（36頁表3-1） 2、設(shè)計安全化學(xué)品的方法主要有哪些？其基本原理分別是？（39~57頁） 答：方法有：1、毒理學(xué)分析及相關(guān)分子設(shè)計；2、利用構(gòu)效關(guān)系設(shè)計安全的化學(xué)品；3、利用集團(tuán)貢獻(xiàn)法構(gòu)筑構(gòu)效關(guān)系；4、利用等電排置換設(shè)計更加安全的化學(xué)品；5、“軟”化學(xué)設(shè)計；6、用另一類有相同功效而無毒的物質(zhì)替代有毒有害物質(zhì)；7、消除有毒輔助物品的使用。 3、化學(xué)品的毒理學(xué)分析包括哪些內(nèi)容？如何根據(jù)毒理學(xué)分析進(jìn)行相關(guān)分子的設(shè)計？舉例說明？（39頁） 4、什么是構(gòu)效關(guān)系？如何根據(jù)構(gòu)效關(guān)系設(shè)計更加安全的化學(xué)品？（49頁） 答：一類化合物的毒性以及該類化合物中不同結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)差異）引起的毒性差異

62、稱為構(gòu)效關(guān)系。 第四章 1、由碳、硅元素的化學(xué)性質(zhì)，試討論用硅取代碳的可行性及硅取代物的優(yōu)點(diǎn)？（58頁） 2、用辛酸—水分配系數(shù)表征有毒化學(xué)品毒性的一般準(zhǔn)則是什么？（68頁） 3、舉例說明等電排置換是設(shè)計更加安全化學(xué)品的有效方法？（找不到） 4、從分子量、分子體積角度看，應(yīng)該怎樣設(shè)計更加安全的化學(xué)品？（找不到） 5、常見可降解和不可降解的基團(tuán)有哪些？（62頁） 6、從可生物降解、對水聲生物的毒性角度看，怎樣設(shè)計更加安全的化學(xué)品？（67頁第3節(jié)） 第五章 1、舉例說明什么是催化劑，它在化學(xué)反應(yīng)中有何作用？（80頁表5-1最后一列） 2、以環(huán)戊二烯鈦催化烯烴聚合為例，說

63、明催化劑分子機(jī)器的作用？（81頁圖5-2） 3、為什么說催化劑能全方位地促進(jìn)綠色化學(xué)的發(fā)展？（81頁） 4、什么是催化劑設(shè)計？怎樣進(jìn)行催化劑設(shè)計？（84頁） 答：所謂催化劑設(shè)計，就是指人們按照自己的意圖制造目標(biāo)催化劑的工作，它代表一種構(gòu)思，而不一定要畫出圖紙。也就是對指定的反應(yīng)，或者需要制造的某種產(chǎn)品，應(yīng)該如何選用一種催化劑的知識邏輯分析。（設(shè)計步驟見圖5-5） 5、以萘與丙烯發(fā)生烷基化反應(yīng)為例說明催化劑結(jié)構(gòu)對反應(yīng)選擇性的巨大影響？（87頁） 6、簡述反應(yīng)原料的重要性及綠色化學(xué)對反應(yīng)原料的選擇原則？（88頁） 7、生物質(zhì)作為反應(yīng)原料的優(yōu)缺點(diǎn)？（89頁） 答：優(yōu)點(diǎn)：1、生物質(zhì)可給出

64、結(jié)構(gòu)多樣性的產(chǎn)品材料2、生物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元通常比原油的結(jié)構(gòu)單元復(fù)雜3、由生物質(zhì)衍生所得物質(zhì)常常已是氧化產(chǎn)物，無需再通過氧化反應(yīng)引入氧4、增大生物質(zhì)的使用量可增長原油的使用時間，為可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，為一些必須使用石油做原料的產(chǎn)品的生產(chǎn)提供保證5、使用生物質(zhì)可減少二氧化碳在大氣中濃度的增加，從而減緩溫室效應(yīng)6、化學(xué)工業(yè)使用更多的可再生資源可使其本身在原料上更有保障7、生物質(zhì)資源比原油有更大的靈活性。 缺點(diǎn)：1、在經(jīng)濟(jì)上還不具備競爭力2、現(xiàn)在考慮用作化學(xué)化工原料的生物質(zhì)是傳統(tǒng)的食品原料，把食品原料改作化工原料是否合適3、生物質(zhì)的生產(chǎn)季節(jié)性很強(qiáng)4、生物質(zhì)的組成極為復(fù)雜，不同種類的物質(zhì)，其組成和性質(zhì)都

65、可能不盡相同，若需要對每一類生物質(zhì)有針對性地修建工廠，這將使生物質(zhì)的利用變得十分困難。 8、改變反應(yīng)溶劑的方法有哪些，各有何特點(diǎn)？（90頁） 9、超臨界流體與普通流體相比有何特點(diǎn)？（91頁） 10、超臨界CO2作為反應(yīng)溶劑的局限性？（93頁中間） 11、何謂過程強(qiáng)化？可用哪些方法實(shí)現(xiàn)過程強(qiáng)化？（94頁） 答：使反應(yīng)體積變得更小，過程變得更清潔，能量的利用更為有效的任何化學(xué)工程的進(jìn)步都可認(rèn)為是化工過程強(qiáng)化。 方法有：一、通過設(shè)備改進(jìn)實(shí)現(xiàn)過程強(qiáng)化；（1、靜態(tài)混合反應(yīng)器2、整體式催化劑3、微型反應(yīng)器；）二、改進(jìn)方法實(shí)現(xiàn)過程強(qiáng)化；（1、多功能反應(yīng)器2、膜反應(yīng)器3、分離技術(shù)的集成4、利用其他

66、形式的能量） 第六章 1、舉例說明綠色化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用情況？（98頁第1節(jié)） 2、哪些原料可作為綠色化學(xué)原料？舉例說明綠色化學(xué)原料在綠色化學(xué)中的應(yīng)用？（105頁第2節(jié)） 3、常用的綠色化學(xué)溶劑有哪些？它們各具有說明特點(diǎn)？適用條件是說明？（112頁第3節(jié)） 4、舉例說明改變反應(yīng)方式和反應(yīng)條件在綠色反應(yīng)中的應(yīng)用？（115頁第4節(jié)） 5、舉例說明更安全腈、海洋船舶的防垢劑、低毒殺蟲劑、水阻垢劑等的設(shè)計方法和特點(diǎn)？（119頁第5節(jié)） 第七章 化工安全工程簡介（筆記） 7.1 概述 一、 現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn) 1生產(chǎn)物料大多屬于有害危險物系；2生產(chǎn)工藝參數(shù)苛刻；3生產(chǎn)規(guī)模大型化；4生產(chǎn)過程連續(xù)化、自動化。 以上特點(diǎn)存在的負(fù)面效應(yīng)：化工生產(chǎn)過程處處存在危險因素、事故隱患，一旦失去控制，事故隱患就會轉(zhuǎn)化為事故。 二、 化工生產(chǎn)事故的特點(diǎn)——由化工生產(chǎn)所用的原料特性、工藝方法和生產(chǎn)規(guī)模決定 1火災(zāi)爆炸、中毒事故多且后果嚴(yán)重；2生產(chǎn)活動時事故發(fā)生多；3設(shè)備缺陷及腐蝕原因較多——事故發(fā)生最多；4事故集中和多發(fā)；等等 三