绿色化学卷子(含答案

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1、一、简答（30）原子利用率和原子经济性，基团贡献法，亲电性物质，光化学污染的化学本质，实现化工过程强化的主要方法，可生物降解的化学结构，Ι相反应和Ⅱ相反应。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/按化学计量式所得说有产物的量之和）*100％＝（目标产物的量/各反应物的量之和）*100％3原子经济性：原子经济性（AtomEconomny）是指反应物重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

2、的反应，也就是原子利用率为100％反应。2.基团贡献法：基团贡献法（GrupContributionMethod）模型又称为碎片贡献法（FragmentsContributionMethod）模型，是定量－活性关系中使用最广的方法之一，根据Langmur的独立作用原理建立起来的。基本假定是：我们感兴趣的某一活性是组成分子的1个或n个碎片或二级结构的贡献或贡献之和，而同一碎片能作出的贡献在不同化合物中是相同的，与它所处的化合物无关。3.亲电性物质：其本身或者其代谢后的产物会与细胞大分子如DNA、RNA、

3、酶、蛋白质等中的亲核部分发生共价相互结合。这种不可逆的共价相互作用会严重影响细胞大分子的功能，可引发多种毒性，包括癌症、肝中毒、血液中毒、肾中毒、生殖系统中毒、发育系统中毒等的物质称为亲电性物质。比如：卤化烃、环氧化合物、α，β不饱和羰基化合物及相关化合物、γ-二酮、异氰酸酯等。4.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

4、气污染。氮氧化物是主要元凶，主要反应方程式如下：NO2àNO+O;O+CxHyàCxHyO·;CxHyO·+O2àCxHyO3·;CxHyO3·+CmHnàRCHO+R1COR2;O+O2àO35.实现化工过程强化的主要方法：化工过程强化主要包括发展新设备和新技术；即新技术和新设备的设备体积/产量比小、能量消耗少、废物排放少和成本大为降低。主要可以通过设备改进和方法改进来实现。设备改进：对化学反应的设备的改进（旋转盘反应器、静态混合反应器、静态混合催化剂体系、整体式反应器、微型反应器等）和对其他操作过

5、程的改进（静态混合器、紧凑热交换器、微孔道热交换器、转动填充床、离心吸附器等）。改进方法：逆流反应器、反应蒸馏、反应提取、反应结晶、燃料电池、使用微波、、太阳能、等离子体技术等。6.可生物降解物质的化学结构：具有以下结构特征的分子具有较好的生物降解能力：①具有水解酶潜在作用的物质会增大其生物降解能力（比如酯、胺）。②在分子中引入以羟基、醛基、羧基形式存在的氧会增大其生物降解性。③存在未取代的支链烷烃(尤其是大于4个碳的直链)和苯环时，由于可受氧化酶进攻，因而可增大其生物降解能力。④水中溶解度大的物质更

6、容易生物降解。⑤相对低取代的化合物。其中分子中含有可增大讲解能力的氧尤为重要，许多化合物尤其是烃类降解的就是在氧化酶的作用下向分子结构中引入氧，而这一步通常是速率控制步骤。7.Ⅰ相反应和Ⅱ相反应：人体代谢陌生化学物质的过程中要发生两类化学反应，分别叫Ⅰ相（PhaseⅠ）反应和Ⅱ（PhaseⅡ）相反应.在Ⅰ相反应中，陌生化学物质通过氧化、还原和水解等过程转化为极性更大的代谢物，从而更容易溶解于水，因而更容易排泄。在Ⅱ相化学反应中，内源代谢底物如葡萄糖酸盐、硫酸盐、乙酸盐或氨基酸与有毒陌生化学物质结合，生

7、成水溶性更大的物质从而更有利于排泄二、用实例说明什么是电子等排物，电子等排物在安全化学品设计和绿色化学过程设计中的意义。（10）电子等排物：具有相同数目的原子、相同数目的电子切点子的排布方式相同，因而有相同的电荷的一些物质和取代基。以及除上述外，具有相似分子形状和体积、大致相似的电子排布，因而表现出相似物理化学性质的分子、原子、取代基等。如下列：1.—H,F2.—OH,--NH23.-CH3,—SH,--Cl4.—N=,--CH=,--S—等5.―CH2-,-NH-,-O-,-S-,-SiH2-6.环

8、结构中的CH=CH-,-S-;-O-,-NH-等电子等排物在安全化学品设计和绿色化学过程设计中有重要意义。可以利用等电排置换，可能给某物赋予某些生物性、增强某些生物活性或减少其生物活性；还可以利用等电排置换在药物设计中，替换有毒的基团，而不降低其药性。在设计更加安全的化学品方面，成功的例子是金属偶氮染料的设计，以及用硅取代物代替杀虫剂MTI-800。三、举例说明绿色化学的主要研究领域：绿色化学的主要研究领域主要在以下几个主要方面：1.设计安全有效的目标分