《綠色化學(xué)》思考題及參考答案

1、綠色化學(xué)思考題綠色化學(xué)思考題1.二十世紀(jì)人類面臨的環(huán)境危機(jī)是什么？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○1○2○3○4○5○6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)○7○8○9○10○112.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。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。定義定義：綠色化學(xué)，又稱環(huán)境無害化學(xué)、

2、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(duì)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)特點(diǎn)：從科學(xué)觀點(diǎn)看，綠色化學(xué)是對(duì)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

3、高層次的化學(xué)。與環(huán)境化學(xué)和環(huán)境治理的區(qū)別與環(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(duì)環(huán)境影響的科學(xué)。環(huán)境治理則是對(duì)已被污染了的環(huán)境進(jìn)行治理，即研究污染物對(duì)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？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)

4、性；盡量減少化學(xué)合成中的有毒原料、產(chǎn)物；設(shè)計(jì)安全的○1○2○3○4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○5○6○7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(jì)量助劑；產(chǎn)物的易降解性；○8○9○10發(fā)展分析方法，對(duì)污染物實(shí)行在線監(jiān)測(cè)和控制；減少使用易燃易爆物質(zhì)，降低事故隱患○11○12第二章第二章不產(chǎn)生三廢的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)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

5、計(jì)算原子利用率。什么是原子經(jīng)濟(jì)性及如何計(jì)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(jì)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”（Atomeconomy）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

6、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。○1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○2○3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(jiǎn)化合成步驟；采用新合成原料。○1○2○3第三章第三章綠色合成讓社區(qū)中毒的悲劇不再重演綠色合成讓社區(qū)中毒的悲劇不再重演1.光氣和

7、氫氰酸是生產(chǎn)哪些產(chǎn)品的原料？他們對(duì)人有什么危害？光氣和氫氰酸是生產(chǎn)哪些產(chǎn)品的原料？他們對(duì)人有什么危害？光氣（COCl2）又稱碳酰氯，主要用于生產(chǎn)聚氨酯，也是生產(chǎn)染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥和礦物浮選劑的原料。○1光氣對(duì)人的危害：劇毒，吸入微量時(shí)可引起咳嗽、咽喉發(fā)炎、粘膜充血、嘔吐等；重癥時(shí)，引起肺部淤血和肺水腫；深度中毒時(shí)，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)

8、有機(jī)玻璃，也○2用于制造涂料、膠粘劑、潤(rùn)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。產(chǎn)品本身不會(huì)引起環(huán)境污染和健康問題，包括不會(huì)對(duì)野生生物、有益昆蟲或植物構(gòu)成損害；當(dāng)產(chǎn)品被○1○2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)。2.分別舉出化學(xué)品對(duì)局部環(huán)境和全球環(huán)境產(chǎn)生影響的例子。分別舉出化學(xué)品對(duì)局部環(huán)境和全球環(huán)境產(chǎn)生影響的例子。對(duì)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→

9、使人生病對(duì)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？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(duì)有毒官能團(tuán)進(jìn)行結(jié)構(gòu)屏蔽○1○24.什么是間接中毒？如何避免間接中毒？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(shí)并不具有毒性，但它進(jìn)入人體后，會(huì)轉(zhuǎn)化為有毒的

10、物質(zhì)，如致癌物質(zhì)。不使用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；○1其他分子結(jié)構(gòu)特征對(duì)可生物活性結(jié)構(gòu)進(jìn)行生物屏蔽○25.人體中毒的途徑及其特點(diǎn)是什么？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○1生物吸收致毒：生物吸收是指生物系統(tǒng)內(nèi)對(duì)有毒化學(xué)品吸收的能力及在生命系統(tǒng)內(nèi)的分布.○2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○3結(jié)構(gòu)

11、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。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(cè)出的毒性僅為其實(shí)測(cè)毒性的184○1利用結(jié)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(duì)水生生物的毒性比丙烯酸乙酯○2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(gè)羰基可降低其對(duì)魚和水

12、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)。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(jià)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(shí)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？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(duì)

13、于表現(xiàn)出麻痹型毒性的非離子有機(jī)化合物L(fēng)ogP5時(shí)毒性隨脂溶性指數(shù)減少，因此對(duì)生物活性降低LogP58時(shí)長(zhǎng)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(shí)長(zhǎng)期接觸也表現(xiàn)不出毒性，因?yàn)榇藭r(shí)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(jì)更加安全化學(xué)品的有效方法。舉例說明等電排置換是設(shè)計(jì)更加安全化學(xué)品的有效方法。對(duì)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(duì)環(huán)境危害小。第八章第八章讓城市天空更加蔚藍(lán)的