绿色化学思考题及参考答案.doc

《绿色化学思考题及参考答案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《绿色化学思考题及参考答案.doc（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、绿色化学思考题1.二十世纪人类面临的环境危机是什么？温室气体大量排放导致全球变暖臭氧层空洞生物多样性减少酸雨成灾森林锐减土地沙漠化大气污染淡水资源污染海洋污染垃圾围城最严重的城市病 核冬天(核污染)2.绿色化学的定义、特点及其及环境化学和环境治理的区别。定义：绿色化学，又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。它是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的使用和产生的新兴学科 。是一门从源头上减少或消除污染的化学。特点：从科学观点看，绿色化学是对传统化学思维方式的创新和发展；从经济观点看，绿色化学为我们提供合理利用资源和能源、

2、降低生产成本、符合经济持续发展的原理和方法; 从环境观点看，绿色化学是从源头上消除污染，保护环境的新科学和新技术方法。绿色化学是更高层次的化学。及环境化学和环境治理的区别：环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。环境治理则是对已被污染了的环境进行治理，即研究污染物对环境的污染情况和治理污染物的原理和方法。 而绿色化学是从源头上阻止污染物生成的新学科，它是利用化学原理来预防污染，不让污染产生，而不是处理已有的污染物。3.绿色化学的十二条原则是什么？防止污染优于污染治理；提高原子经济性；尽量减少化学合成中的有毒原料、产物；设计安全的化学品；使用无毒无害的溶剂和助剂

3、；合理使用和节省能源；利用可再生资源代替消耗性资源合成化学品；减少不必要的衍生化步骤；采用高选择性催化剂优于使用化学计量助剂；产物的易降解性；发展分析方法，对污染物实行在线监测和控制；减少使用易燃易爆物质，降低事故隐患第二章 不产生三废的原子经济反应1.什么是原子经济性及如何计算原子利用率。绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中；化学反应的“原子经济性”（Atom economy）概念是绿色化学的核心内容之一。2.原子经济性及环境效益的相关性.原子利用率越低，环境因子就越大，生产过程产生的废物就越多，造成

4、的资源浪费和环境污染就越大。产品越精细复杂，E值越大。因为产品越复杂，生产步骤越多，原子利用率越低。原子经济反应是最大限度利用资源、最大限度减少污染的必要条件，但不是充分条件。3.提高化学反应原子经济性的途径有哪些?开发新型催化剂；简化合成步骤；采用新合成原料。第三章 绿色合成让社区中毒的悲剧不再重演1. 光气和氢氰酸是生产哪些产品的原料？他们对人有什么危害？光气（COCl2）又称碳酰氯，主要用于生产聚氨酯，也是生产染料、医药、农药和矿物浮选剂的原料。光气对人的危害：剧毒，吸入微量时可引起咳嗽、咽喉发炎、粘膜充血、呕吐等；重症时，引起肺部淤血和肺水肿；深度中毒时，引起血管膨胀、心脏功能丧失，导

5、致急性窒息性死亡。氢氰酸主要用于生产聚合物的单体如甲基丙烯酸系列产品、己二腈等。前者主要用于生产有机玻璃，也用于制造涂料、胶粘剂、润滑剂、皮革整理剂、乳化剂、上光剂和防锈剂等；后者是尼龙-66的重要中间体。氢氰酸对人的危害:无色液体或气体，极易挥发，能迅速被血液吸收，口服致死量一般在0.1-0.3g之间。当空气中氢氰酸的浓度达到300毫克/立方米时，可使人立即死亡。急性中毒时，氢氰酸在血液中立即及氧化性细胞色素氧化酶的Fe3+结合，使细胞色素失去传递电子能力，结果使呼吸链中断，出现细胞内窒息，引起组织缺氧，呼吸衰竭。慢性中毒则发生帕金森综合症。2.举出几个采用低毒或无毒原料代替光气或氢氰酸生产

6、有机化学品的成功例子。（1）用二氧化碳代替光气生产亚氨酯，用CO代替光气制碳酸二甲酯，用CO代替光气制异氰酸酯；（2）甲基丙烯酸甲酯的合成，取代氢氰酸路线制造己二酸，生产除草剂，取代氢氰酸路线合成苯乙酸。第四章 无毒无害的绿色催化剂1. 试举出催化剂在绿色有机合成中的应用实例。分子筛代替三氯化铝催化剂合成异丙苯，固体酸代替氢氟酸合成十二烷基苯2.在解决环境污染问题时，催化剂有哪些重要作用？提高反应速率，缩短反应时间，并且可以使一些不易发生反应的物质促使其发生化学反应，但催化剂无法改变化学反应的最终产物，只能是反应的速度加快，促使反应快速达到平衡状态，缩短污染物污染环境的时间，最大程度减少污染物

7、的危害。第五章 取之不尽用之不竭的可再生生物质资源1.什么是生物质？生物质有哪些特点？生物质：由光合作用产生的所有生物有机体的总称，包括植物、农作物、林产物等。其中含有淀粉、纤维素、木质素等。特点：可再生，储量丰富，大部分已高度氧化，作为化工原料可避免氧化步骤，比矿物原料更清洁，季节性强，产量、质量不稳定，需要大量土地。2. 在我国农村发展沼气事业有什么重要意义？解决了部分农户的燃料问题，发酵后的沼液 、沼渣，还是很好的有机肥料，同时人畜粪便经过发酵，许多寄生虫卵被消灭，环境效益也不错。3.举出一种利用生物质资源生产有机化学品的例子。生产乙酰丙酸，生产己二酸，用玉米制塑料，用纤维素生产燃料酒精

8、第六章 无毒无害的辅助物质1.试举出你（或同学、朋友）家中家具所用的涂料，使用什么稀释剂？有什么毒害？如何减少对人体的危害？常用溶剂有：笨、氯仿、四氯化碳危害：危害人类健康挥发性强污染环境3. 什么是离子液体？它有哪些应用？离子液体是室温离子液体的简称，由带正电的离子和带负电的离子构成。（有机阳离子及无机/有机阴离子结合生成的盐）应用：有机合成中的应用(单纯的氢化)；在纳米材料制备上的应用；作为溶剂用于无机合成；作为溶剂及微波技术相结合；溶解纤维素的应用；作为萃取剂4. 使用超临界二氧化碳作溶剂有什么优点？优点：二氧化碳在常温下是气体无色无味不燃烧化学性质稳定；不会形成光化学烟雾、也不会破坏臭

9、氧层；来源丰富价格低廉；可很好溶解一般有机化合物4.简述超临界二氧化碳萃取技术的原理和应用。第七章 注重功效和环境无害的绿色化学产品1.绿色化学产品有什么特征？产品本身不会引起环境污染和健康问题，包括不会对野生生物、有益昆虫或植物构成损害；当产品被使用后应能再循环或易于在环境中降解为无害物质。2.分别举出化学品对局部环境和全球环境产生影响的例子。对局部环境的影响，如氮氧化物排放酸雨植物、鱼类死亡。汽车尾气排放光化学烟雾使人生病对全球环境的影响：二氧化碳排放温室效应海平面升高，沿海地区被淹没：气候变化影响人类健康。氟氯烃排放臭氧层空洞紫外线照射增加皮肤癌等3.如何避免物质的直接毒性？（1）选择无

10、毒物质（2）选择官能团 避免有毒官能团对有毒官能团进行结构屏蔽4.什么是间接中毒？如何避免间接中毒？间接中毒也称生物活化，是指物质在初始结构时并不具有毒性，但它进入人体后，会转化为有毒的物质，如致癌物质。不使用具有生物活化途径的分子：强的亲电性或亲核性基团；不饱和键；其他分子结构特征对可生物活性结构进行生物屏蔽5.人体中毒的途径及其特点是什么？致毒途径有三种： 接触致毒：皮肤接触、嘴接触、呼吸系统接触生物吸收致毒：生物吸收是指生物系统内对有毒化学品吸收的能力及在生命系统内的分布.物质的固有毒性致毒：物质的固有毒性是指有毒化学物质引起正常细胞改变的性质，通常有分子的部分结构引起，这部分结构称为毒

11、性载体6.举例说明，在了解了有毒物质毒性机理后，进行分子修饰可大大降低其毒性。麻痹及产额毒性 例如：用普通脂肪族胺的QSAR预测出的毒性仅为其实测毒性的1/84利用结构修饰减轻超额毒性 例如甲基丙烯酸羟乙酯，由于甲基的位阻对水生生物的毒性比丙烯酸乙酯低了许多，但两物质有基本相同的商业用途。染料，例如，在两性染料分子中加入一个羰基可降低其对鱼和水蚤的毒性。7.由碳、硅元素的化学性质，试讨论用硅取代碳的可行性及硅取代物的优点。碳和硅:4A族元素，化学性质上有相似性碳和硅都是4价元素，能形成四面体结构，能及碳形成稳定化学键有机硅化合物存在时间有限优点：有机硅化合物能降解和氧化代谢，（生物降解和非生物

12、降解）8.用辛醇-水分配系数表征有毒化学品毒性的一般准则是什么？对于表现出麻痹型毒性的非离子有机化合物LogP5时毒性随脂溶性指数减少，因此对生物活性降低LogP5-8时长期接触有害的这类非离子型有机物呈现慢性毒性LogP=8时长期接触也表现不出毒性，因为此时水溶性很差，化学品变得没有生物活性9.举例说明等电排置换是设计更加安全化学品的有效方法。对苍蝇有相似的毒性，氨基甲酸酯的硅取代等电排置换物，更易于降解，对环境危害小。第八章 让城市天空更加蔚蓝的清洁机动车燃料1.汽车尾气中主要有哪些有害成分？其主要危害是什么？NOX危害：能见度，增加交通事故，形成光化学烟雾、酸雨CH：对眼、呼吸道、皮肤有

13、强烈的刺激作用SO2：刺激眼睛和呼吸道形成酸雨颗粒物：铅化合物对血液、骨骼、神经系统的细胞有损害碳颗粒：能引起支气管炎、肺炎、胸膜炎等CO2：导致温室效应2. 如何降低汽车尾气中有害成分的排放。改善发动机质量安装尾气净化装置开发清洁汽油、清洁柴油开发替代汽油、柴油的清洁燃料以燃料电池为动力第九章 合理使用和节省能源1.化学工业中有哪些方面的能量需求？提供反应所需的能量用热能加速化学反应用冷却的方法控制化学反应分离需要能量2.举出几个国内外化工节能的成功例子。美国氰氨公司开发的苯绝热硝化工艺第十章 环境友好的可降解物质1.什么是降解塑料？使用降解塑料有什么意义？ 降解塑料是在保存期内各项性能能满

14、足使用需要，而使用后在自然条件下能降解成为环境无害的物质的塑料。2.降解塑料有哪些主要类型？主要包括生物降解，光降解、化学降解（氧化降解、水降解）三种类型第十一章 绿色农药1.农药如何通过食物链对人体造成伤害？是生物富集作用生物富集作用又叫生物浓缩，是指生物体通过对环境中某些元素或难以分解的化合物的积累，使这些物质在生物体内的浓度超过环境中浓度的现象。生物体吸收环境中物质的情况有三种：一种是藻类植物、原生动物和多种微生物等，它们主要靠体表直接吸收；另一种是高等植物，它们主要靠根系吸收；再一种是大多数动物，它们主要靠吞食进行吸收。在上述三种情况中，前两种属于直接从环境中摄取，后一种则需要通过食物

15、链进行摄取。环境中的各种物质进入生物体后，立即参加到新陈代谢的各项活动中。其中，一部分生命必需的物质参加到生物体的组成中，多余的以及非生命必需的物质则很快地分解掉并且排出体外，只有少数不容易分解的物质(如DDT)长期残留在生物体内。生物富集作用的研究，在阐明物质在生态系统内的迁移和转化规律、评价和预测污染物进入生物体后可能造成的危害，以及利用生物体对环境进行监测和净化等方面，具有重要的意义。赞第一章2、绿色化学的定义、及其及环境化学和环境治理的区别：答：绿色化学，又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。它是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的反应原料、催化剂、溶

16、剂和试剂、产物、副产物的使用和产生的新兴学科 。是一门从源头上减少或消除污染的化学。绿色化学及环境化学和环境治理的区别 环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。环境治理则是对已被污染了的环境进行治理，即研究污染物对环境的污染情况和治理污染物的原理和方法。 而绿色化学是从源头上阻止污染物生成的新学科，它是利用化学原理来预防污染，不让污染产生，而不是处理已有的污染物。1、什么是原子经济性？以一个化学反应为例计算反应的原子利用率。答：原子经济性 在生成目标产物的反应中反应物分子中的原子转化为产物的比例。这个定义不考虑副反应。 Trost将其称为原子经济性(Atom

17、Economy).化学反应 CH2=CH2 + 1/2O2 C2H4O2、什么是环境因子？环境因子及原子利用率之间有什么关系？Atom Economy and environmental effect (原子经济性和环境效益)1. Environmental factor （环境因子 E ）It is used to quantify the effects of production process to the environment2. Environmental quotient (EQ，环境商)Environmental quotient EQ E QQ-（根据废物在环境中的行为给出

18、的废物对环境的不友好程度）.原子利用率：（公式）即在生成目标产物的反应中反应物分子中的原子转化为产物的比例。这个定义不考虑副反应。 环境因子及原子利用率相反3、原子经济性及产率有什么区别？答：在生成目标产物的反应中反应物分子中的原子转化为产物的比例。这个定义不考虑副反应。 Trost将其称为原子经济性(Atom Economy).产率：在化学反应中尤其是在可逆反应中某种生成物的实际产率及理论产率的比值3、如何避免物质的直接毒性？（1）选择无毒物质（2）选择官能团： 避免使用有毒官能团和对有毒官能团进行结构屏蔽4、什么是间接中毒？如何避免间接中毒？间接中毒（也称生物活化）是指物质在初始结构时并不

19、具有毒性，但当它进入人体后，会转化为有毒的物质，如致癌物质。方法：1、不使用具有生物活化途径的分子 2、对可生物活化的结构进行生物屏蔽 第四章绿色化学技术超临界流体及其独特的性质超临界流体（Supercritical Fluids, SCF）是指温度和压力处于临界温度及临界压力以上的流体，其物理和化学性质介于液体和气体之间。【超临界流体具有许多特性，主要表现在以下方面： （1）密度及液体相近，比一般气体大2个数量级，且临界点附近温度和压力发生微小的变化时，其密度就会发生显著变化。密度增大，溶质的溶解度就增大，有利于溶质的相转移。 （2）介电常数随压力增大而增大，有利于溶解一些低挥发性物质，相应

20、溶质的溶解度可提高5-10个数量级。 （3）粘度比液体小1个数量级，近似于普通气体；扩散系数比液体大2个数量级，因而有较好的流动性、渗透性和传递性能。】二. 生物技术 也称为生物工程或生物工艺，是应用生物学、化学和工程学的基本原理，依靠生物催化剂的作用将物料进行加工，以生产有用物质或为社会服务的一门多学科综合性的科学技术。生物反应过程实质：是利用生物催化剂从事生物技术产品的生产过程。生物技术是实现绿色化学的有效手段生物技术的分类和应用：1） 生物技术的分类 现代生物技术主要包括：基因工程、细胞工程、酶工程和微生物发酵工程。2）相互关系 基因工程是生物技术的主导技术； 细胞工程是生物技术的基础；

21、 酶工程是生物技术的条件； 微生物发酵工程和生物化学工程是生物技术实现工业化，获得最终产品，转化为生产力的关键。离子液体定义：离子液体是室温离子液体的简称，由带正电的离子和带负电的离子构成，如由烷基吡啶、咪唑等含氮杂环化合物的季铵盐及金属卤化物就能构成常温下呈液态的离子液体。离子液体具有以下特点：1.热稳定性较高，在较宽的温度范围(-100200)内处于液体状态；2.不挥发、无毒、无可燃性； 3.导电性良好；4.可以溶解许多有机无机物； 5.易于循环利用。 离子液体的使用将会大大减少现在仍大量使用的有机溶剂对环境的污染，被誉为绿色溶剂第七章 可降解高分子材料淀粉作为可降解材料的优缺点及举例（如

22、何改性、改进的必要性）：答：淀粉作为可降解材料的优缺点：优点：来源丰富、价格低廉、生物降解性好。缺点：强极性、强结晶性、热塑性差、加工困难 、极强的亲水性 、耐候性差。作为典型生物可降解高分子材料，淀粉塑料产量在众多品种的生物降解塑料中居首位淀粉作为开发具有生物降解性产品的基本聚合物的潜在优势在于: 淀粉在各种环境中都具备完全生物降解能力; 塑料中的淀粉分子降解或灰化后，形成二氧化碳气体，不对土壤或空气产生毒害; 采取适当的工艺使淀粉热塑化后可达到用于制造塑料材料的机械性能; 淀粉是可再生资源。绿色化学复习题1、人们常常提到“八大公害”事件，请问是那八大公害，主要污染物的名称，各发生在哪些国家

23、？1马斯河谷烟雾 二氧化硫烟尘 比利时2 多诺拉烟雾 二氧化硫烟尘 美国3.伦敦烟雾 二氧化硫烟尘 英国4.洛杉矶光化学烟雾 光化学烟雾 美国5.水俣事件 甲基汞 日本6.四日事件哮喘病 SO2煤尘 日本7.米糠油事件 多氯联苯 日本8.富山骨痛病 镉 日本2、20世纪人类面临的十大环境危机是什么？1、温室气体大量排放导致全球变暖2、臭氧层破坏3、生物多样性减少4、酸雨成灾5、森林锐减 6、土地荒漠化 7、大气污染 8、淡水资源污染 9、海洋污染 10、垃圾围城最严重的城市病 3、什么是绿色化学？简述绿色化学12原则。 绿色化学定义：绿色化学以“原子经济性”为原则，在制取新物质的化学过程中，充

24、分利用原料，实现零排放。充分利用资源，不产生污染。采取无毒害化学原料和过程，生产环境友好产品。节约原材料和能源，综合利用，变废为宝。把传统化学工业改造成绿色化学工业。因此，绿色化学是一门从源头上阻止污染物的学.是新兴化学分支学科，是一门高层次的化学。12原则：1、防止废物的产生而不是产生后再来处理； 2、合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产物中；3、只要可能，反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小；4、设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无毒或毒性很小；5、尽量不使用辅助性物质（如溶剂、分离试剂等），如果一定要用，也应使用无毒物质；6、能量消耗越小越好，应能为

25、环境和经济方面的考虑所接受； 7、只要技术上和经济上可行，使用的原材料应是能再生的； 8、应尽量避免不必要的衍生过程（如基团的保护，物理及化学过程的临时性修改等）；9、尽量使用选择性高的催化剂，而不是提高反应物的配料比；10、设计化学产品时，应考虑当该物质完成自己的功能后，不再滞留于环境中，而可降解为无毒的产品；11、分析方法也需要进一步研究开发，使之能做到实时、现场监控，以防有害物质的形成；12、化学过程中使用的物质或物质的形态，应考虑尽量减少实验事故的潜在危险，如气体释放、爆炸和着火等。4. 什么是绿色化学？什么是原子利用率和原子经济性：原子利用率 =目标产物的量按化学计量式所得所有产物的

26、量之和 =目标产物的量各反应物的量之和 100% 100%原子利用率：即在化学反应中有多少反应物的原子转变到了目标产物中。可以用下式定义：原子利用率（目标产物的量/按化学计量式所得所有产物的量之和）*100（目标产物的量/各反应物的量之和）*100 原子经济性：原子经济性（Atom Economny）是指反应物中的原子有多少进入了产物，一个理想的原子经济性的反应就是反应物中的所有原子都进入了目标产物的反应，也就是原子利用率为100反应。5、根据下列反应计算由乙烯制备环氧乙烷反应的原子利用率。（1）经典方法 二步法 CH2=CH2 + Cl2 + H2O ClCH2CH2OH + HCl ClC

27、H2CH2OH + 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、温室效应的原因是什么？温室效应有什么危害？原因:近几十年来，由于人类消耗的能源急剧增加，森林遭到破坏，大气中CO2的浓度不断上升。 CO2就像温室的玻璃一样，并不影响太阳对地球表面的辐射，但却能阻碍由地面反射回高空的红外辐射，这就 像给地球罩上了一层保温膜，使地球表面气温增高，产生“温室效应”。危害:全球变暖将可能导致两极的冰川融化，使还海平面升高，淹没许多城市。

28、世界上大约有1/3的人口生活在沿海岸线60Km以内，世界上35座最大的城市中，有20座地处沿海。海平面升高无疑将是对人类的巨大威胁。 地球表面气温升高，各地降水和干湿状况也会发生变化。现在温带的农业发达地区，由于气温升高，蒸发加强，气候会变得干旱，农业区会退化成草原；干旱区会变得更干旱，土地沙漠化，使农业减产。7、光化学污染的本质：大量的碳氢化合物、硫氧化合物、氮氧化合物、粉尘等排入大气，到达对流层后在太阳光紫外线的照射下发生一系列的化学反应，从而产生大量的一次和二次污染物，这些污染物通常含有氧化性，从而引发光化学烟雾，造成严重的大气污染。8、什么是绿色化学品？怎样设计安全的绿色化学产品。绿色

29、化学品：对人类和环境无害的化学产品称为绿色化学产品。*绿色化学产品的两个特征: 1、产品本身不会引起环境污染和健康问题，包括不会对野生生物、有益昆虫或植物造成损害； 2、当产品被使用后，应能再循环或易于在环境中降解为无害物质。*第 16 页一、三种设计方法 1、物质作用机理分析 在确保分子的作用及性质不变的前提下，通过改变分子结构，使有害作用机理不再发生，从而避免或降低该化学品的毒性。 2、避免采用毒性功能基团 对于毒性机理不明确的情况，可以根据官能团及性毒间的一般关系，除去或不引入及毒性有关的官能团来降低毒性。 3、设法降低生物利用率。 无论一个化合物本身有多大毒性，只有它进入人体到达毒性发

30、生作用的目标器官时才能起到毒害作用。因此化学家可以通过分子设计来改变分子的物理和化学性质，从而降低人体器官对它的吸收程度。*二、一般设计原则 （一）“外部”效应原则 指通过分子设计，改善分子在环境中的分布、人和其他生物机体对它的吸收性质等重要物理化学性质，从而减少它的有害生物效应。1、及物质在环境中的分布有关的性质挥发性/密度/熔点水溶性残留性/生物降解性转化为具有生物活性（毒性）物质的可能性转化为无生物活性（毒性）物质的可能性2、及机体吸收有关的性质挥发性油溶性分子大小降解性质 3、对人、动物和水生生物吸收途径的考虑皮肤吸收/眼睛吸收肺吸收消化道吸收呼吸系统吸收或其它特定生物的吸收途径4、杂

31、质问题是否会产生不同类别的杂质是否会产生有毒或更毒的同系物是否会产生有毒或更毒的异构体（二）“内部”效应原则指通过分子设计来达到预防毒性的目标。1、增大解毒性能（1）增大排泄的可能性选择亲水化合物如含有硫酸根的分子难于穿越生物膜，亲水性好，即使发生吸收也易于排泄。增大物质分子及葡萄糖醛酸、氨基酸结合的可能性或使分子易于乙酰化（2）增大可生物降解性2、避免物质的直接毒性（1）选择无毒物质（2）选择官能团避免使用有毒官能团如过去挡风玻璃胶粘剂全部采用异氰酸脂作交联剂，毒性很大。现在采用乙酰醋酸脂代替异氰酸脂作粘性交联剂，避免了毒性。对有毒官能团进行结构屏蔽就是为了避免毒害暂时将有毒官能团转化，当需

32、要时再将原来的官能团释放出来。其缺点是原子经济性降低。3、避免间接中毒这里间接中毒（也称生物活化）是指物质在初始结构时并不具有毒性，但它进入人体后，会转化为有毒的物质，如致癌物质。不使用具有生物活化途径的分子对可生物活化的结构进行生物屏蔽9、简述反应原料的重要性及绿色化学对反应原料的选择原则。反应原料的重要性：绿色化学对反应原料的选择原则：原料的原子都能够被产品所消纳，实现“零排放”； 反应原料的绿色化，包括两个方面 : 采用无毒、无害原料 ; 用可再生资源为原料。 10、什么是超临界流体？超临界二氧化碳流体及普通流体相比有何特点？超临界流体:当流体的温度和压力处于它的临界温度和压力以上时，称

33、该流体为超临界流体。特点（优点）： 二氧化碳在常温下是气体，无色、无味、不燃烧、化学性质稳定 不会形成光化学烟雾，也不会破坏臭氧层 来源丰富，价格低廉 超临界二氧化碳可很好地溶解一般有机化合物11、汽车尾气中主要有哪些有害成分？其主要危害是什么？1NOx: 汽缸点火的高温瞬间由空气中的氮及氧气化合而生成。 主要危害：降低能见度，增加交通事故发生率，形成光化学烟雾、酸雨等。NO2是一种棕红色强烈刺激性的有毒气体，其含量为0.110-6时即可嗅到，110-6410-6就感到恶臭，它对人体健康毒害较大。NO2吸入人体后，和血液中的血红素蛋白（Hb）结合，使血液输氧能力下降，对心、肝、肾都会有影响，还

34、会使植物枯黄。2.碳氢化合物：油箱及化油器逸散，滴漏的燃料油，部分燃烧不完全的产物，如苯、醛、烯和多环芳香族碳氢化合物等200多种复杂成分。 主要危害：饱和烃危害不大，不饱和烃危害性很大。当甲醛、丙稀醛等醛类气体浓度超过110-6时，就会对眼、呼吸道和皮肤有强烈的刺激作用，浓度超过2510-6时，就会引起头晕、恶心、红血球减少、贫血。苯的衍生物，如苯比芘，是强烈致癌物质。此外，碳氢化合物还能形成光化学烟雾。3.CO：汽油燃烧不完全的产物，数量占尾气成分的首位。 主要危害:CO是一种窒息性的有毒气体，由于CO和血液中有输氧能力的血红素蛋白（Hb）的亲和力，比氧气和Hb的亲和力大200-300倍，

35、因而，CO能很快和Hb结合形成碳氧血红素蛋白（CO-Hb），使血液的输氧能力大大降低，使心脏、头脑等重要器官严重缺氧，引起头晕、恶心、头痛等症状，轻度是使中枢神经系统受损，慢性中毒，严重时会使心血管工作困难，直至死亡。4.SO2：燃料所含的硫烃的燃烧。 主要危害：刺激眼睛和呼吸器官，形成酸雨。5. 颗粒物:铅化合物，碳颗粒，油雾等。 主要危害：铅对血液、骨骼和神经系统的细胞有害;碳颗粒能引发支气管炎、肺炎以及胸膜炎等多种疾病。6.二氧化碳：导致温室效应。12、如何降低汽车尾气中有害成分的排放1、改善发动机的质量 汽车发动机的质量是影响尾气排放的最主要因素。通过对发动机加以改进，可以提高发动机的

36、性能，使尾气排放大大降低。通常化油器式发动机尾气排放比较严重，而电控汽油喷射式发动机尾气排放则轻得多。2、安装尾气净化装置使用汽车尾气净化装置（需配套使用无铅汽油），可使有害物排放进一步降低20%以上。3.用压缩天然气和液化石油气为燃料4、开发替代汽油、柴油的清洁燃料开发生物柴油 用甲醇、乙醇、二甲醚等为燃料5.用氢作燃料6.以燃料电池为动力13、什么是生物质？生物质有哪些特点？生物质：由光合作用产生的所有生物有机体的总称，包括植物、农作物、林产物等。其中含有淀粉、纤维素、木质素等成分。纤维素是由葡萄糖基组成的线形大分子；半纤维素是一群复合聚糖的总称不同植物的复合聚糖的组分也不同；木质素是自然

37、界最复杂的天然聚合物之一，它的结构中重复单元之间缺乏规则性和有序性。木质素是可再生的植物纤维资源中蕴藏太阳能最高的部分。 生物质特点：可再生，储量丰富。仅每年再生的纤维素和木质素折合成能量相当于石油年产量的1520倍。 大部分已高度氧化，作为化工原料可避免氧化步骤。比矿物原料更清洁。生物质来源于CO2，燃烧后不增加大气中CO2的含量。季节性强，产量、质量不稳定。需要大量土地。在我国农村发展沼气事业有什么意义？1.保护农村环境（沼气技术在保护农村环境方面的作用主要表现为：1、沼气是清洁能源，使用沼气可以减少二氧化硫、二氧化碳等有毒有害气体的排放；2、利用沼气技术发酵生活污水、畜禽粪便等，可以减少

38、其对周围水源的污染；3、沼气发酵剩余的昭渣可以作为农作物肥料，减少了农药化肥的污染，并且可以改善土壤结构）；2.缓解农村能源供需矛盾的需要；3.节能减排，保护森林植被的需要；4.改善农村卫生环境，提高农民生活质量的需要；5.改善产品质量，促进农民增收和农业增效的需要；6.发展农业循环经济；7.具有良好的社会、生态和经济效益； 14、举出一种利用生物质资源生产有机化学品的例子。例2. 生产己二酸（尼龙66的中间体） 美国Michigan州立大学的和开发出由淀粉和纤维素制取己二酸的新工艺。该工艺先由原料制取葡萄糖，然后利用经DNA重组技术改进的细菌将葡萄糖转化为己二烯二酸，最后在催化剂的作用下加氢

39、制备己二酸。 该工艺是采用可再生生物质资源代替石油资源制造化学品，实现过程无毒、无害、无污染的典型实例，荣获1998年美国“总统绿色化学挑战奖”的学术奖。例3.用玉米制塑料 美国全国玉米种植者协会最近宣布，用玉米生产聚脂乳酸塑料的研究已取得了成功。这种技术可以将玉米加工成薄片或颗粒状的聚合物，就像是塑料的原料。 玉米制成的聚合物可以做成布料纤维，也可以做成杯子、瓶子、食品容器、包装纸或地毯。用聚脂乳酸做成的面料有丝绸质感，耐用程度可及涤纶媲美。此外，这种新材料能百分之百地生物降解，其原料玉米又是一种可再生生物质资源。举例说明什么是催化剂,它在化学反应中有何作用？在化学反应过程中能改变反应速度而

40、本身的化学性质在反应前后保持不变的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应过程中改变了化学反应的途径，降低了化学反应活化能，使反应物分子更容易达到活化状态进行反应，大大降低了反应所需的温度。什么是催化剂设计？怎样进行催化剂设计？ 答：所谓催化剂设计，就是指人们按照自己的意图制造目标催化剂的工作，它代表一种构思，而不一定要画出图纸。也就是对指定的反应，或者需要制造的某种产品，应该如何选用一种催化剂的知识逻辑分析。 绿色化学 什么是催化剂?为什么说催化剂在绿色化学中有十分重要的意义?答：催化剂会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂在工业上也称为触媒。由于在

41、设计阶段必须考虑化学品和化学过程对环境和对人类健康的影响，我们在化学品产生及其转化过程都必须精心设计进行，而催化剂则在这些反应之中就是不可缺少的考虑因素，有了催化剂的使用我们可以通过控制反应产物化学物种的选择性，控制产物立体规划性等来对产物化学品进行严格而准确地生产 ，从而达到生产队人类危害最小的日用或工业用化学品。1. 相比于传统的氧化剂，哪些是新型的绿色氧化剂？他们各有什么特点？答：分子氧：最清洁的氧化剂，但有时反应条件受限制；过氧化氢：很昂贵，但是它含有47%的活性氧，其氧化产物为水，对环境无害；臭氧：也是环境可接受的氧化剂，但是它使用时需要特殊的处理方法和特殊的发生装置；晶格氧：氧化烃

42、类，大幅度的提高烃类选择氧化的选择性，而且不受爆炸极限的限制，可提高原料浓度，使反应物容易分离回收，是控制深度氧化，节约资源和环境保护的有效氧化技术。2. 化石资源作为化学化工原料有何优点？生物质作为化学化工原料又有何优点？答：化石资源：石油工业已经相当成熟，从其提取到最终产物的形成已经形成了大规模的和高效的生产系统，很多得到单一产品的过程的操作及其机理均已被人们掌握；传统的石油原料可以从三维获取，在一个小面积范围内可集中大量的化石原料；季节性不强；组成简单，已被人们很好的掌握。生物质：可给出结构多样的通常具有特定的立体结构和光学结构；结构单元通常比原油结构单元简单，可减少副产品的生成；其衍生

43、物所得物质通常已是氧化产物，无需再通过氧化反应引入氧；增大其实用量可增大原油使用时间，未可持续发展做贡献，为一些必须使用石油作原料的生产提供保证；减少二氧化碳在大气中浓度的增加，减缓温室效应；化学工业使用更多的可再生资源可使其本身在原料上更有保障；更大的灵活性。3. 根据绿色化学的观点，如何改变反应溶剂？答：水溶液系统中在可能的条件下应尽量使用水作溶剂而不要采用有机溶剂；对溶液进行固定化，以现用溶剂为基础进行聚合反应得到现行溶剂的聚合衍生物，通过过滤等可分离回收高分子溶剂；对于离子溶剂，可进行动力学操作等；彻底解决溶剂污染的最佳办法就是完全不使用溶剂，例如使用微波及催化剂结合代替溶剂就非常好用

44、；使用超临界流体作为溶剂。4，以萘及丙烯发生烷基化反应为例说明催化剂结构对反应选择性的巨大影响。答：采用传统的合成方法，通常得到2，6-异构体，2，7-异构体和3，4-异构体的混合物。传统的方法采用的二氧化硅和三氧化二铝具有大孔，不能区分3-取代和4-取代异构体的差别，也不能区分2，6-异构体，2，7-异构体的差异；采用更小孔的分子筛可抑制3-取代和4-取代物的生成，但仍要生成等量的2，6-异构体，2，7-异构体；采用C型丝光沸石后，3-取代和4-取代物的生成完全被控制，2，6-异构体，2，7-异构体的比例大约为7：3。以上数据表明了催化剂的不同的对反应选择性的巨大影响。4. 简述反应原料的重

45、要性及绿色化学对反应原料的选择原则。答：一个化学品合成所采用的反应类型或其合成路线在很大程度上取决于所选定的原料，原料一旦选定就必须选择某些类型的反应，其对于合成路线的效率，过程的环境效应和对人类健康均有极大的影响。原则：考虑原料本身的危险性，使用可再生资源。7生物质作为化学化工原料又有何优点缺点？答：优点：可给出结构多样的通常具有特定的立体结构和光学结构；结构单元通常比原油结构单元简单，可减少副产品的生成；其衍生物所得物质通常已是氧化产物，无需再通过氧化反应引入氧；增大其实用量可增大原油使用时间，未可持续发展做贡献，为一些必须使用石油作原料的生产提供保证；减少二氧化碳在大气中浓度的增加，减缓

46、温室效应；化学工业使用更多的可再生资源可使其本身在原料上更有保障；更大的灵活性。缺点：在经济上的竞争力不够；生物质是二维的，不可能在一小面积范围内可集中种植获得大量的生物质原料；季节性很强。8 改变反应溶剂的方法有哪些，各有何特点？答：水溶液系统：在尽可能的条件下使用水作溶剂，不要采取有机溶剂。离子溶液：可操作温度范围大，可进行各种动力学控制；反应所需体积不大；表现出对Bronsted酸酸性，Franklin酸酸性和超强酸酸性；蒸汽压小；对水敏感但有的并不怕水，甚至能及水共同使用，易用于工业应用；热稳定性较好；相对便宜且易于制备。高分子溶液：在化学合成，分离和清洁等过程中具有现行溶剂的溶剂化作用，但却不会发挥但空气中和释放到水介质中造成污染，可单独使用，也可以用高级烃类稀释后使用，通过过滤等即可分离回收高分子溶剂。无溶剂化：就是不是用溶剂，例如催化剂及微波作用相结合，在有机合成中保护反应，去保护反应，氧化反应，还原反应，重排反应等方面均十分有效。超临界流体：没有气液界面，体系的性质均一，部分液体和气体，其密度及液体相似，粘度只有液体