绿色化学简答题

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1、绿色化学简答题1.化工过程强化可以通过什么途径实现？答：化工过程强化主要可以通过设备改进和方法改进来实现。（1）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）。（2）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。H2SO42.工业生产苯胺的过程（1）化学计量式：C6H6+HNO3→C6H5NO2+H2OFeCl，1000℃铁粉还原法：4C6H5NO2

2、+H2O+9Fe→4C6H5NH2+3Fe3O4①Pt气相催化加氢：C6H5NO2+3H2→C6H5NH2+2H2O②（2）计算原子利用率，用绿色化学观点分析过程的不足1）C6H6+HNO3+3H2＝C6H5NH2+3H2O2）4C6H6+4HNO3+3Fe＝4C6H5NH2+3Fe3O4反应1）的原子利用率=(93/147)×100%=63.3%反应2）的原子利用率=(4×93)/(56×9+16×12+93×4)×100%=25.83%这两个反应原子利用率都不高，造成反应原料的浪费,其中反应2）产物中氧化铁泥造成污染需回收处理，不符合环境保护和经济利

3、用率准则。催化剂（3）C6H6+NH3+H2O2→C6H5NH2+2H2O（4）其优点是产物无污染，且是一步合成反应，原子利用率大大提高等。催化剂应在温和的反应条件下实现催化过程；可以直接实现一步氨基取代过程；并且对目标产物无破坏。3.绿色化学的主要研究任务主要在以下几个主要方面：（1）设计安全有效的目标分子：构效关系。设计安全有效化学品主要包括如下两个方面的内容：1）新的安全有效化学品的设计；2）对已有的有效但不安全的分子进行重新设计。（2）寻找安全有效的反应原料：1）用无毒无害原料取代有毒有害原料：氢氰酸、丙烯碃、光气、甲醛等；①用二氧化碳代替有毒有

4、害的光气生产聚氨酯：RNH2+CO2àRNCO+H2O;RNCO+R1OH->RNHCOOR1②亚氨基二乙酸二钠的生产采用新工艺消除有毒氢氰酸的使用：HOCH2CH2NHCH2CH2OH+2NaOHà(铜催化剂)NaOOCH2CH2NHCH2CH2OONa+4H2③改变原料生产己二酸；2）以可再生资源为原料:生物质生产动物饲料工业化学品和燃料。（3）寻找安全有效的合成路线：要符合原子经济性原理。要考虑到产品的性能优良，价格低廉，又要使产生的废物和副产物少，对环境无害，可利用计算机来进行辅助设计。（4）寻找新的转化方法：①催化等离子体方法；②电化学方法；③

5、光化学及其他辐射方法；（5）寻找安全有效的反应条件：1）寻找安全有效地催化剂：①活性组分的负载化；②用固体酸代替液体酸；2）寻找安全有效的反应介质：①采用超临界流体作为反应介质；②水作溶剂的两相催化法。4.原子利用率和原子经济性：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％原子经济性：原子经济性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的反应，也

6、就是原子利用率为100％反应。5、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、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。6、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

7、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。7、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

8、)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