绿色化学

第一章1、简答：温室效应及其与化学的相关性；核冬天；光化学烟雾及其化学本质；生物多样型？答：全球气候变暖是大气中温室气体浓度升高引起的。这些温室气体又是人类在寻找食物、生活用品及供热取暖等满足基本生活要求的过程中，以及工业生产活动过程中排放到大气中的。温室气体主要有CO2、NOX、CH4、卤代烃等。核冬天：有限的核战争所产生的烟尘会导致地球冷却的假设，被称为“核冬天”。光化学烟雾主要就是氮氧化合物与烃类物质在紫外线照射下，经过一系列复杂反应后形成的一种大气污染现象。氮氧化物是光化学烟雾引发的主要元凶：NO2→NO+O；O+CXHY→CXHYO；CXHYO+O2→CXHYO3；CXHYO3+CMHN→RCHO+R’COR2；O+O2→O3。生物多样性是指地球上所有生物——植物、动物和微生物及其他物质构成的综合体。它包括遗传的多样性、物种多样性和生态系统多样性三个组成部分。2、为什么说化学是一门中心的、实用的、创造性的学科？答：化学的原理和方法以及化学反应方面的研究目前仍在主导其他学科；它在开发天然资源以满足人类的生活需要方面作出了巨大贡献。基于化学的产业，利用天然资源制取大量的化肥、农药、农膜、塑料、钢铁、水泥等产品和材料，并生产大量的合成纤维和橡胶等以弥补农业、林业的不足；能源的开发利用，新材料的开发利用，医药卫生等均离不开化学。可以说，人类的衣、食、住、行、用及保持健康等无一项可以离开化学，化学在这些领域中直接或间接地发挥着不可替代的作用。3、人类目前面临的主要环境问题有哪些？造成这些困境的原因是什么？（1页）答：1、全球气候变暖2、核冬天的威胁3、臭氧层破坏4、光化学烟雾和大气污染5、酸雨6、生物多样性锐减7、深林的破坏8、荒漠化9、水资源危机10、海洋污染日甚。环境问题的起因是人类自己。环境问题是指由于人类活动作用于周围的环境所引起的环境质量变化以及这种变化对人类的生产、生活和质量造成的影响。第二章1、简答：绿色化学的目标；化学工业造成的危害；风险试剂；生物质的种类；可再生资源；原子利用率；环境商；环境因子？（课本第2章）答：绿色化学的目标是：化学过程不产生污染，即将污染消除于其产生之前。2、为什么要大力发展绿色化学？（11页）答：1、大力发展绿色化学是人类社会可持续发展的必然要求；2、发展绿色化学是科学技术和经济发展的要求。3、绿色化学及其与环境污染治理的异同？（10~11页）答：绿色化学就是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康社会安全、生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的新兴学科，是一门从源头上、从根本上减少或消除污染的化学。传统的环境保护方法是治理污染，或曰污染的末端处理，也就是研究已有污染物对环境的污染情况，研究治理这些已经产生了的污染物的原理和方法，是一种指标的方法。绿色化学的目标是：化学过程不产生污染，即将污染消除于其产生之前。实现这一目标后就不需要治理污染，因其根本就不产生污染，是一种从源头上治理污染的方法，是一种治本的方法。4、什么是绿色化学品？怎么设计安全的化学品？（17页）5、举例说明原子经济反应是不产生污染的必要条件？（找不到）6、试论计算机辅助绿色化学合成路线设计的必要性和方法？（23页）7、怎样在反应过程中使化学反应绿色化？（第5节）8、自选一条目前使用的环氧丙烷合成路线，用绿色化学原理对其进行评价并设计一条更佳的新路线？（13页底端14页顶端）9、简述绿色化学十二原则？（27页）答：1、不让废物产生而不是让其生成后再处理；2、最有效地设计化学反应和过程，最大限度地提高原子经济性；3、尽可能不使用、不产生对人类健康和环境有毒有害的物质；4、尽可能有效地设计功效卓著而又无毒无害的化学品；5、尽可能不使用辅助物质，如须使用也应是无毒无害的；6、在考虑环境和经济效益的同时，尽可能使消耗最低；7、技术和经济上可行时应以可再生资源为原料；8、应尽可能避免衍生反应；9、尽可能使用性能优异的催化剂；10、应设计功能终结后可降解为无害物质的化学品；11、应发展实时分析方法，以监控和避免有害物质的生产；尽可能选用安全的化学物质，最大程度地减少化学事故发生。第三章1、设计安全无毒化学品的一般性原则有哪些？（36页表3-1）2、设计安全化学品的方法主要有哪些？其基本原理分别是？（39~57页）答：方法有：1、毒理学分析及相关分子设计；2、利用构效关系设计安全的化学品；3、利用集团贡献法构筑构效关系；4、利用等电排置换设计更加安全的化学品；5、“软”化学设计；6、用另一类有相同功效而无毒的物质替代有毒有害物质；7、消除有毒辅助物品的使用。3、化学品的毒理学分析包括哪些内容？如何根据毒理学分析进行相关分子的设计？举例说明？（39页）4、什么是构效关系？如何根据构效关系设计更加安全的化学品？（49页）答：一类化合物的毒性以及该类化合物中不同结构（结构差异）引起的毒性差异称为构效关系。第四章1、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？（58页）2、用辛酸—水分配系数表征有毒化学品毒性的一般准则是什么？（68页）3、举例说明等电排置换是设计更加安全化学品的有效方法？（找不到）4、从分子量、分子体积角度看，应该怎样设计更加安全的化学品？（找不到）5、常见可降解和不可降解的基团有哪些？（62页）6、从可生物降解、对水声生物的毒性角度看，怎样设计更加安全的化学品？（67页第3节）第五章1、举例说明什么是催化剂，它在化学反应中有何作用？（80页表5-1最后一列）2、以环戊二烯钛催化烯烃聚合为例，说明催化剂分子机器的作用？（81页图5-2）3、为什么说催化剂能全方位地促进绿色化学的发展？（81页）4、什么是催化剂设计？怎样进行催化剂设计？（84页）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。（设计步骤见图5-5）5、以萘与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？（87页）6、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？（88页）7、生物质作为反应原料的优缺点？（89页）答：优点：1、生物质可给出结构多样性的产品材料2、生物质的结构单元通常比原油的结构单元复杂3、由生物质衍生所得物质常常已是氧化产物，无需再通过氧化反应引入氧4、增大生物质的使用量可增长原油的使用时间，为可持续发展做出贡献，为一些必须使用石油做原料的产品的生产提供保证5、使用生物质可减少二氧化碳在大气中浓度的增加，从而减缓温室效应6、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7、生物质资源比原油有更大的灵活性。缺点：1、在经济上还不具备竞争力2、现在考虑用作化学化工原料的生物质是传统的食品原料，把食品原料改作化工原料是否合适3、生物质的生产季节性很强4、生物质的组成极为复杂，不同种类的物质，其组成和性质都可能不尽相同，若需要对每一类生物质有针对性地修建工厂，这将使生物质的利用变得十分困难。8、改变反应溶剂的方法有哪些，各有何特点？（90页）9、超临界流体与普通流体相比有何特点？（91页）10、超临界CO2作为反应溶剂的局限性？（93页中间）11、何谓过程强化？可用哪些方法实现过程强化？（94页）答：使反应体积变得更小，过程变得更清洁，能量的利用更为有效的任何化学工程的进步都可认为是化工过程强化。方法有：一、通过设备改进实现过程强化；（1、静态混合反应器2、整体式催化剂3、微型反应器；）二、改进方法实现过程强化；（1、多功能反应器2、膜反应器3、分离技术的集成4、利用其他形式的能量）第六章1、举例说明绿色化学反应的特点及其应用情况？（98页第1节）2、哪些原料可作为绿色化学原料？举例说明绿色化学原料在绿色化学中的应用？（105页第2节）3、常用的绿色化学溶剂有哪些？它们各具有说明特点？适用条件是说明？（112页第3节）4、举例说明改变反应方式和反应条件在绿色反应中的应用？（115页第4节）5、举例说明更安全腈、海洋船舶的防垢剂、低毒杀虫剂、水阻垢剂等的设计方法和特点？（119页第5节）第七章化工安全工程简介（笔记）7.1概述一、现代化学工业的生产特点1生产物料大多属于有害危险物系；2生产工艺参数苛刻；3生产规模大型化；4生产过程连续化、自动化。以上特点存在的负面效应：化工生产过程处处存在危险因素、事故隐患，一旦失去控制，事故隐患就会转化为事故。二、化工生产事故的特点——由化工生产所用的原料特性、工艺方法和生产规模决定1火灾爆炸、中毒事故多且后果严重；2生产活动时事故发生多；3设备缺陷及腐蚀原因较多——事故发生最多；4事故集中和多发；等等三、安全工程的任务、目的、研究对象（需要自己总结）对象：“人-物-环境”生产系统中各子系统存在的潜在危险因素。目的：人身安全，持久工作能力，设备安全，顺利进行生产；任务：研究潜在因素，原理及特性，发现规律。四、安全工程研究的基本内容1、安全技术——包括工艺、设备、控制等各个方面。2、劳动卫生技术：研究如何防治职业危害的技术措施，包括防尘防毒、噪声治理、振动消除、通风采暖，采光照明，现场急救等。3、安全卫生管理：指对安全生产所进行的计划、组织、指挥、协调和控制的一系列活动。五、化工安全技术的内容——研究化工生产过程中各种事故和职业性伤害发生的原因，防止事故和职业病发生的系统科学技术和理论特点：具有政策性、群众性、技术复杂性。1预防工伤事故和其他各类事故的安全技术；2预防职业性伤害的安全技术；3制定和执行规章制度。六、化工安全生产技术措施1减少潜在危险因素——预防事故的最根本措施；2降低潜在危险因素的数值；3联锁；4隔离操作或远距离操作；5设置安全薄弱环节；6设备坚固或加强；7封闭；8设置警告牌示和信号装置；七、化学工业危险因素1.工厂选址——易遭受地震、洪水、暴风雨等自然灾害；水源不充足；缺少公共消防设施的支援；有高温度，高湿度变化显著等气候问题。2.工厂布局——设备过于密集；有危险性和无危险性的工艺装置的安全距离不够；昂贵设备过于集中；对于不能替换的装置没有有效的防护；火源与可燃物距离过小。3.结构——支撑物、门、墙等不是防火结构；电气设备无防护；通风换气能力不足；装置基础薄弱。4.对加工物质的危险性认识不足5.化工工艺6.物料输送7.误操作8.设备缺陷9.防灾计划不充分八、化工装置紧急状态运转失灵；故障；异常；事故；灾难九、化学工业安全措施设备安全；物料加工和操作安全；装置布局安全7.2物质性质、物化原理与安全7.2.1化学物质及其危险概述化学物质的危险程度：取决于物质的性质、贮存和加工所应用的设备以及所属的过程。一、危险化学品分类1、爆炸品——指在受热、撞击等外界作用下，能发生剧烈化学反应，瞬时产生大量气体和热量，使周围压力急剧上升而发生爆炸的物品。2．压缩气体和液化气体3．易燃液体按其闪点分为3类：(1)闪点低于-18℃的低闪点液体；(2)闪点在-18℃~23℃的中闪点液体；(3)闪点在23℃~61℃的高闪点液体。4．易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品5．氧化剂和有机过氧化物6．有害物品和有毒感染性物品7．放射性物品8．腐蚀品二、化学物质的危险性化学物质危险参考前欧共体危险品分类可划分为物理危险、生物危险和环境危险3个类别1．物理危险：3种(1)爆炸性危险－指物质或制剂在明火影响下或是对震动或摩擦比二硝基苯更敏感会产生爆炸。可燃物质爆炸的三个要素是：可燃物质；空气或任何其他助燃剂；火源或高于着火点的温度(2)氧化性危险－指物质或制剂与其他物质，特别是易燃物质接触产生强放热反应。(3)易燃性危险－－可以细分为极度易燃性、高度易燃性和易燃性3个危险类别。2．生物危险(1)毒性危险(2)腐蚀性和刺激性危险(3)致癌性和致变性危险3．环境危险化工有关的环境危险主要是水质污染和空气污染，是指物质或制剂在水和空气中的浓度超过正常量，进而危害人或动物的健康以及植物的生长。7.2.2易燃物质的性质和特性一、易燃