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绿色化学的内涵：定义：采用最少的资源和能源消耗，并产生最小的污染排放的工艺过程。目标：化学过程不产生污染，即污染消除于其产生之前 基本思想：可应用于化学工业的所有领域，既可对一个总过程全面的绿色化学设计，也可对一系列过程中的某些单元操作、化学品进行绿色化学设计。概念：把化学知识、技术和方法应用到所有化学品和化学过程，减少直到消除对人体健康和对环境有害的反应原料的使用、反应过程的利用、反应产物的生产和使用、反应溶剂的使用，尽可能不生成副产物，充分利用资源，适应可持续发展的需要； 利用化学原理和方法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。绿色化学原理和应用复习一、单选题（每小题1分，共10分） 1、在臭氧变成氧气的反应过程中，氟利昂中的氯原子是（D） A、反应物 B、生成物 C、中间产物 D、催化剂 2.原子利用率最不经济的反应类型是（ D ） A、重排反应B、取代反应C、加成反应 D、消除反应 3.以环己烯为原料，可以与多种氧化剂反应得到己二酸（反应均在一定条件下进行），下列氧化剂中可称为绿色试剂的是（ B） A、高锰酸钾 B、过氧化氢 C、重铬酸钾 D、硝酸 4.形成酸雨重要污染源是（ A ） A、SO2 B、NO C、CH4 D、CO2 5.原子经济性在数值上用（C）等衡量 A、LD因子 B、EQ C、原子利用率 D、产率 6.原子利用率100%的反应类型是（C ） A、重振反应 B、取代反应 C、加成反应D、消除反应 7.下列属于绿色溶剂的是（A） A、水 B、聚酸二甲酯 C、氯仿 D、苯 8、工、农业及城市生活污水中含磷。家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠)。关于处理污水时要不要除去磷的说法正确的是（ C ） A. 磷是生物所需的营养元素，不必除去 B. 含磷的污水是很好的肥料，不必除去 C. 含磷污水排到自然水中引起藻类增殖，使水变质，必须除去 D. 磷对人无毒，除去与否都无关紧要 9.自然界“酸雨”形成的原因主要是（ D） A. 未经处理的工业废水的任意排放 B. 大气中二氧化碳含量增多 C. 汽车排放的尾气和燃料不完全燃烧产生的气体 D. 工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼 10. 温室气体不包括（B ） A 二氧化碳 B氮气 C氮氧化物 D卤代烃类 11.（ C ）反应是原子经济反应。 A 取代 B消去 C重排 D置换 12.人体对化学品的吸收是指从与人接触处进入血液的过程。下面（B ）的吸收，吸收垒厚度最大。 A 肠胃 B皮肤 C肺 D眼睛 13.下述（A ）结构特征的分子对需氧生物降解无抗拒作用。 A 羟基 B卤代物 C 硝基 D多环残基 14.（ D）不是通过设备的改进实现过程强化。 A 静态混合反应器 B微型反应器 C 整体式催化剂 D多功能反应器二、填空题。1、环境因子仅仅体现了废物与目标产物的相对比例，废物排放到环境中后，其对环境的影响和污染程度还与 相应废物的性质以及废物在环境中的毒性行为有关。2.大力绿色化学是可持续发展的必然要求，大力绿色化学是科学技术和经济发展的必然要求。3、在生产商用亲电性物质时，不把产品直接做成亲电性的成品，而采用一些掩蔽剂把亲电基团掩蔽起来，使用时再用适当的试剂去掉掩蔽剂，使需要的亲电物质现场生成，这种方法称为掩蔽法。这样，就减少了该产品在生产、运输和保存过程中 的危险性。4、化工过程强化是近年来发展起来的一个新兴研究领域。它包括发展新设备和新技术，这些新设备和新技术与现行设备和技术相比，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。化工过程强化可以通过 设备改进 来实现，也可以通过 方法的改进 来实现。5、在水溶液及土壤环境中，有机物的降解机理主要是 生物降解，这也是现代污水处理厂水处理的理论基础。因此，通过分子设计不仅可增大化学品的安全性，同时也可 增大产生的污染物的可处理性。 6、大部分对水生生物有毒的化学品都是通过 麻醉作用 而使水生生物中毒的。特征致命化学品均有其特殊机理，其分子通常能与细胞大分子反应，从而产生除麻醉作用模式以外的其他毒性，称为特征的毒效模式。7、绿色化学致力于研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学品的设计、制造和使用；研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学过程的设计和应用。8、原子利用率达到100%的反应有两大特征：1）最大限度地利用了反应原料，最大限度地节约了资源2）最大限度地减少了废物排放（因达到了零废物排放），因而最大限度地减少了环境污染，或者说从源头上消除了由化学反应副产物引起的污染。9、寻找安全有效的反应原料主要是指：1）用无毒无害的原料代替有毒有害的原料； 2）使用可再生资源。10、全球环境问题包括一、全球气候变暖；二、核冬天的威胁；三、臭氧层破坏；四、光化学烟雾和大气污染；五、酸雨；六、生物多样性锐减；七、森林的破坏；八、荒漠化。11、大力发展绿色化学是人类可持续发展的必然要求，发展绿色化学同时也是科学技术和经济发展的需要.12、能被生物体吸收的化学品，必须具备良好的水溶性和脂溶性。通常用log P来衡量两者相对大小，log P的名称是辛醇-水分配系数 。对于绝大部分的非离子型有机物，当logP8 时不表现水生毒性。13、设计安全有效化学品的内部效应原则包括增大生物解毒性避免物质的直接毒性 间接生物致毒性或生物活化。14、有毒化学品可以从三种途径对人，对生命机体致毒，即接触致毒 生物吸收致毒 物质的固有毒性致15、酶催化的反应通常都是 高度专一 高选择性 原子经济性三、名词解释1. 环境因子即每生产1公斤的目标产物同时所生产废物的质量环境因子可衡量生产过程对环境的影响。2.特征致命化学品有特殊机理：其分子通常能与细胞大分子发生某种特定的化学反应，产生除麻醉作用模式以外的其他毒性，这类现象称为特征型为特征型3. 产毒结构有些物质没有直接的毒性但由于其分子的特殊结构它能在代谢过程中转化为有毒的物质这种结构特征称为产毒结构。4分4. 相反应为结合反应。内源代谢底物如葡萄糖醛酸盐、硫酸盐、乙酸盐和氨基酸与有毒陌生化学物质结合生成水溶性更大的物质从而容易排泄。4分 5. 螯合作用是指金属离子与有机分子键合的过程通常有机分子中有2个或2个以上的供电原子如ON等与金属离子形成多个共价键如与Ni2+、Cu2+、Mg2+等最终形成环状结构通常ON配体与金属键合形成五元或六元环有机分子中的S原子也能与金属配位形成稳定的四元环。4分6. 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。4分7环境商：环境商EQ=EQ，式中E为环境因子，Q为根据废物在环境中中的行为给出的废物对环境的不友好程度。环境商同时考虑了废物排放量和废物的环境行为本质的综合表现，能更为精确地评价一种合成方法、一个过程对环境地好坏。（4分）8. 定量构效关系：是指关联一系列物质生物活性与一种或多种物理化学性质的关系式。在定量构效中，要把化学结构转化为描述物理化学性质的参数，而这些理化性质又是与生物反应相关的。（4分）9.催化剂设计：是指设计者按照自己的意图制造目标催化剂的工作，代表一种构思，即是对指定的反应，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。这种设计出的催化剂应该是具有高度的专一性、高效的选择性，能取得最大的经济效益和环境效益。（4分）10.“软”化学物质：是指一种如此设计的物质，其保留了能完成其商用功能所需的结构特征，但当它被人体吸收后，又能很快通过非氧化过程分解为无毒的、易于排泄的物质。（4分）11.基团贡献法：是指设计具有某一活性的化合物时，如果已知化合物的这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，而且同一碎片能作出的贡献在不同的化合物中是相同的，与其所处的化合物无关，则可以利用这样的1个或n个碎片或二级结构来设计具有所要求的特定活性的化合物。（4分）12.生物放大：是指在同一食物链上，随食物链向上一级进展，化学物质在组织中的浓度增大的现象。（4分）13.生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生性。低污染性。广泛分布性。四、简答下列各题（30）1、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，也就是原子利用率为100反应。 2、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、，不饱和羰基化合物及相关化合物、-二酮、异氰酸酯等。 3、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。 4、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：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）。 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。 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。水中溶解度大的物质更容易生物降解。 相对低取代的化合物。其中分子中含有可增大降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。5、相反应和相反应 人体代谢陌生化学物质的过程中要发生两类化学反应，分别叫相反应和相反应.在相反应中，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，生成水溶性更大的物质从而更有利于排泄。6离子溶液有哪些优点？答： 1）可操作温度范围大（-40300），因而可进行各种动力学控制；2）对大量的无机物、有机物、和高分子化合物有很大的溶解度，因而所需反应器的体积不大；3）表现出Bronsted酸酸性、Franklin酸酸性和超强酸性；4）蒸气压很小，几乎观察不到；5）对水敏感但有的并不怕遇水，甚至能与水共同使用，故易于工业应用；6）热稳定性较好；7）相对便宜易于制备。 7、设计安全有效化学品的一般原则；答： 1、“外部”效应原则，主要是通过分子设计，改善分子的与其在环境中的分布、人和其他生物机体对它的吸收性质等重要的物理化学性质，从而减少它的有害生物效应。通过分子结构设计、从而增大物质降解速率、降低物质的挥发性、减少分子在环境中的残留时间、减少物质在环境中转变为具有有害生物效应物质的可能性等均是重要的“外部”效应原则例子。2、“内部”效应原则，通过分子设计达到以下目标：增大生物解毒性，避免物质的直接毒性和间接生物致毒性或生物活化。增大生物解毒性包括把分子设计为本身是亲水性的或很容易与葡萄糖醛酸、硫酸盐或氨基酸结合，从而加速其泌尿系统或胆汗中排除。 8、超临界流体用作化学反应溶剂的优点：1通过压力变化，在“象气相”和“象液相”之间调节其性质，即其性质在接近于气体或液体性质之间变化，为更好实现化学反应提供方便 2通过调节压力改变其密度，从而调节与密度相关溶剂性质(介电性、粘度等)，增大了对化学反应进行控制的能力和改变化学反应选择性的可能性 3超临界流体又具有某些气体的优点(粘度低、高气体溶解度、高扩散系数等)，这对快速化学反应、尤其扩散控制化学反应或包含有气体反应物的反应是十分有利的 4超临界二氧化碳的另一个优点是，二氧化碳不可能再被氧化，因而是理想的氧化反应的溶剂 5利用超临界二氧化碳中二氧化碳浓度高这一性质，使二氧化碳作为反应物的反应在超临界二氧化碳中进行，从而提高反应速度、甚至开发出新的反 局限：1将超临界二氧化碳用作合成化学最大限制是其溶剂化性质，即物质在超临界二氧化碳中的溶解度 2不能用超临界二氧化碳作离子间反应的溶剂，也不能用超临界二氧化碳作用离子作催化剂的反应。 3不能用作路易斯碱反应物的溶剂 9、人体对化学品毒性的吸收方式以及预防措施？答： （1）人体对化学品的吸收是指其从与人接触处进入血液的过程。吸收可通过肠胃系统、肺和真皮吸收。肠胃系统吸收肠胃系统吸收肠胃系统吸收肠胃系统吸收，许多环境毒剂进入食物链、与食物一道被食入从而被肠胃系统吸收，空气中的毒物则通过呼吸进入肠胃系统。肺吸收，肺的功能是吸收氧气排除二氧化碳，具有很大的吸收表面积。真皮吸收，皮肤也是接触和吸收的重要器官。（2）改变分子结构通常能减少或预防物质被肺、皮肤、肠胃系统吸收，因而毒性也就大为降低。减少肠胃系统吸收:a、通过分子修饰，增大其颗粒度或使其保持非离子化形式；b、通过分子修饰，增大其油溶性同时减少其水溶性；c、设计修饰分子使其相对分子质量大于500，熔点高于150或处于固态；d、用多种取代基联合作用，使分子在pH2时强离子化，使极性变的很强不能穿越脂肪膜；e、含有硫酸根的分子难于穿越生物膜、且有良好水溶性。减少肺吸收：a、设计分子使其挥发性降低；b、设计分子使其具有更低水溶性或具有更高熔点，或使其颗粒度大于5m；减少皮肤吸收减少皮肤吸收减少皮肤吸收减少皮肤吸收：a、设计分子使其为固体；b、设计分子使其具有更大的极性或具有离子性；c、增大颗粒度或相对分子质量及分子大小。10、如何进行结构和物理化学性质的调变：1辛醇水分配系数(log P或log Kow)2水溶性3分子大小和相对分子量4离子对5两性离子6鳌合作11、超额毒性：指特征毒性型物质表现出的超过由麻醉模型QSAR所得推测值的毒性即超额毒性=TAT-TAP TAP基于麻醉型毒性的QSAR推测的毒性 TAT毒性实测值 在利用QSAR推测毒性时，一定要注意QSAR方程的使用条件，不能用基于麻醉型机理的QSAR方程来推测亲电性物质的毒性12、许多物理和化学因素会影响对水生生物的毒性影响，其包括水溶性、油溶性、颜色、形成内盐、酸性、碱性、分子大小、最小截面直径、物理状态等13、化学品的毒性:1、有些物质没有直接的毒性，但由于其分子的特殊结构，它能在代谢过程中转化为有毒的物质，这种结构特征称为“产毒”(Toxicogenic)结构 2 、物质的毒性均来源于“毒性载体”与细胞生物活性分子位的相互作用。化学品“毒性载体”与生物分子相互作用称为“毒性动态学相14、分散: 分散是指人体吸收有毒物质后，有毒物质在体内的运动情况。代谢: 人体吸收物质后会试着通过大小便将无营养价值的部分排泄出来。酶催化过程：把吸收的物质转化为水溶性更大、更容易排泄的物质,又称为代谢(Metabolism)或生物转化。15、设计安全有效化学品的方法：一、毒理学分析及相关分子设计 二、利用构效关系设计安全的化学品 三、 利用基团贡献法构筑构效关系 四、 利用等电排置换设计更加安全的化学品 五、“软”化学设计 六、 用另一类有相同功效而无毒的物质替代有毒有害物质 七、 消除有毒辅助物品的使用16、绿色化学十二条原则: 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，最大限度的提高原子经济性。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、尽可能有效的设计功效卓越而又无毒无害的化学品。5、尽可能不使用辅助物质、如需使用也应是无毒无害的。5.在考虑经济和环境效益的同时，尽可能使能耗最低。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.因设计功能终结后可降解为无害物质的化学品11.应发展实时分析化学，以监控和避免有毒有害物质的生成12、尽可能选用安全的化学物质，最大限度地减少化学事故发生。17、采用超临界流体作为反应介质定义：超临界流体(SCF)是指处于超临界温度和超临界压力下的流体，是一种介于气态和液态之间的状态，其密度接近液体，因而有常规液态溶剂的溶解度；其粘度接近气态，因而又具有很高的传递速度。特点：1具有很高的可压缩性，其溶解度、粘度和密度等性能均可由压力和温度的变化来调节。由于这些性质，超临界流体在提取、萃取、色谱分离和作为反应溶剂等方面都表现出特有的优越性。2超临界流体：价格低廉、无毒无害且其性质可调节等。3由于超临界条件在不同的超临界区域内有不同的流体性质，可以通过控制超临界流体的超临界条件来调整其性质，以满足化学反应所需的介质条件。18、水作溶剂的两相催化法：利用水溶性均相络合催化剂，其在水中有很大溶解度，和有机反应物组成两相催化体系，反应在有机相和水相的见面上进行，利用催化剂中心原子配体性质、表面活化剂等，使体系在两相界面上形成胶束，以增大两相接触界面，并增大界面上反应物的局部浓度，利用胶束的结构效应还可控制产物的立体选择性 优点：1反应条件温和、活性高、选择性好，反应之后有机相和水相极易分离 2 用水作溶剂避免了有机溶剂对环境的污（化学过程分析、样题）1.旧的生产过程中，由于苯的氯化过程生成的副产物多，分离麻烦，氯代芳烃对人核环境有累计性危险，同时反应过程中生成的氯化氢腐蚀性严重，加上反应步骤多，总收率低，因此生产成本高。（4分）新的生产过程与旧生产过程比较，反应原料虽然仍然包括硝基苯和苯胺，但不用苯氯化制造氯苯，反应步骤减少，所用的四甲基氢氧化铵又能循环使用，因此生产成本显著降低。由于反应过程中的副产物是生产的水，对环境友好。（4分）2. 等电排置换是设计安全化学品的有效方法之一。通过等电排置换，可以在保持其药效或功效不便的前提下，赋予某药物或化学品某些生物性、增强某些生物活性或减少其生物活性，大大降低其毒性，增大其可降解性等环境友好的性能。（3分）3.可降解的基团有：具有水解酶潜在作用位的物质会增大其生物降解能力；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；存在未取代的直链烷基和苯环时，由于可受氧化酶进攻，因而可增大其生物降解能力；水中溶解度大的物质更容易生物降解；相对低取代的化合物。（4分）不可降解的基团有：卤代物，尤其是氯化物和氟化物；支链物质，尤其是季碳和季氮或是极度分支的物质；硝基，亚硝基，偶氮基，芳氨基；多环残基；杂环残基；脂肪族醚键；高取代的化合物比低取代的化合物更不易降解。（4分）4.实现化工过程强化的方法？化工过程强化是近年来发展起来的一个新兴研究领域。它包括发展新设备和新技术，这些新设备和新技术与现行设备和技术相比，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能量的利用强化。化工过程强化可以通过设备改进来实现，也可以通过方法的改进来实现。通过设备改进实现过程强化，设备的改进包括对进行化学反应的设备的改进和对其他操作过程设备的改进。1、静态混合反应器 2、整体式催化剂 3、微型反应器 。改进方法实现过程强化方法上的改进是过程强化的另一个重要方面。1、多功能反应器，多功能反应器是将传统多功能反应器需要多个设备完成的功的集成在一个反应器中，以提高化学转化率和反应器的集成度。 2、膜反应器；膜反应器也是把反应功能与分离功能集成在一起的一种多功膜反应器。5.简述可生物降解的物质的物质结构？可生物降解的化学结构具有如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位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）存在未取代的直链烷基（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容易生物降解。（5）相对低取代的化合物。6.绿色化学研究领域是什么，并简要说明。绿色化学致力于研究经济技术上可行的、以环境不产生污染的、对人类无害的化学品的设计、制造和使用；研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学过程的设计和应用。简言之，绿色化学就是把化学知识、化学技术和化学方法应用于所有的化学品和化学过程，以减少直到消除对人类健康和对环境有害的反应原料的使用、反应过程的利用、反应产物的生产和使用、反应溶剂的使用，尽可能不生成副产物，更加充分地利用资源，以适应可持续发展的需要。一、设计安全有效的目标分子 绿色化学的一大关键任务就是设计安全有效的目标分子或设计比被代替的其他分子更安全有效的目标分子。（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，使这类分子保留其已有的功效、消除掉其不安全的性质，得到改进过的安全有效的分子二、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，（2）以可再生资源为原料、三、寻找安全有效的合成路线，原料和目标产物确定之后，合成路线对过程的友好与否就具有重要的影响。一条理想的合成路线应该是采用价格便宜的、易得的反应原料，经过简单的、安全的、环境可接受的和资源有效利用的操作，快速和高产率地得到目标分子，而不管这一目标分子是天然物分子还是根据需要设计的分子。四、寻找新的转化方法（1） 催化等离子体方法（2）电化学方法（3）光化学及其他辐射方法五寻找安全有效的反应条件（一）寻找安全有效的催化剂1、活性组分的负载化2用固体酸代替液体酸（二）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五、用实例说明什么是电子等排物，以及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。电子等排物：具有相同数目的原子、相同数目的电子且电子的排布方式相同，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,F 2.OH,-NH2 3.-CH3,SH,-Cl 4.N=,-CH=,-S等 5.CH2-,-NH-,-O-,-S-,-SiH2-6.环结构中的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。六、催化剂在化学反应中有哪些作用。催化剂可以加快热力学上可能进行的反应的速率，可控制反应产物化学物种的选择性，控制产物的立体规整结构，定向不对称合成旋光异构体，与温度控制化学物种选择性，与接触时间共同控制产物化学物种选择性，具有高度专一性，高选择性，高的反应物转化率和反应的原子经济性的特殊功能的分子机器七、对绿色化学的看法 绿色化学与工作方面的关系日益紧密，出现了很多绿色标志、绿色企业、绿色制造、绿色公关等工业生态学与绿色经济。绿色观光、绿色休闲、绿色奥运等也已成为人们常提到的词语。绿色化学从原理和方法上给传统化学工业带来了革命性的变化，在设计新的化学工艺方法和设计新的环境友好产品两个方面，通过使用原子经济反应、无毒、无害原料、催化剂和溶剂等来实现化学工艺的清洁生产，通过加工、使用新的绿色化学品使其对人身健康、社区安全和生态环境无害化。通过这个学期学习绿色化学与生活这门课程，我最终体会到了只要我们提高科技水平，用好绿色化学技术，就会使我们的祖国的水更清，天更蓝，山川更秀美，让我们共同营建人类的美好家园对绿色化学的体会和认识对绿色化学的体会和认识对绿色化学的体会和认识对绿色化学的体会和认识通过对绿色化学选修课的学习，我受益非浅。我知道了在生活中了解化学是必要的，因为生活的方式不断变化，化学与生活之间的联系是不断增多，因此我们要经常关注身边，关注化学与生活的联系。绿色化学是一门新兴的化学分支，以“原子经济性”为原则，研究如何在产生目的产物的过程中充分利用原料，减少有害物质的释放。绿色化学旨在从物质产生的源头控制废物的产生，减少对环境的污染。在衣着方面，化学可谓给生活增添温暖。尼龙，分子中含有酰铵键的树脂，自然界中没有，需要靠化学方法得到；涤纶，用乙二醇、对苯二甲酸二甲酯等合成的纤维。在食物方面，化学同样重要。用纯碱发面制馒头，松软可口。各种饮用酒，经粮食等原料发生一系列化学变化制得。化学给人类生活带来了变化，但有利也有弊，汽车尾气排放，造成大气污染，酸雨在警告我们，臭氧层空洞威胁着我们，环保成了化学给人们生活带来的一重大问题。 我的专业是材料科学与工程中的建筑装饰材料，目前生活中新型的环保建筑装饰材料发展迅猛，在人类的生活中起到了不小的作用，如今越来越多的人开始追求装饰的环保性与健康性八、论述题(改变反应溶剂的方法有哪些？各有何特点)改变反应溶剂的方法有：采用水溶液系统、离子溶液、超临界流体、固定化溶剂以及无溶剂化等方式。其各自特点为：（1）水溶液系统。水是与环境友好的绿色溶剂。1）与其它溶剂相比水在地球上分布广，来源丰富，价格便宜；2）水不会着火，安全可靠；3）反应的处理和分离容易，可循环使用；4）为反应提供了新的分子环境，有可能造成不同于传统溶剂的新的反应，例如反应物中有的官能团在传统溶剂中需要保护的，以水为介质时可能不用保护也可以，从而缩短合成路线；5）有机反应物一般不溶于水，通常要用表面活性剂或者共溶剂打破分层反应才可能顺利进行，而许多反应根本不能进行；6）若反应的触媒、中间体或生成物在水中不稳定时，也会造成反应不能进行；7）在水中进行有机电解合成，则可能分解放出H2和O2。（2）离子溶液。离子溶液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常温下呈液态的离子液体。其特点1）可操作温度范围大（40300），因而可进行各种动力学控制；2）对大量的无机物、有机物和高分子化合物有很大的溶解度，因而所需反应器的体积不大；3）表现出布朗斯特酸酸性、Franklin酸酸性和超强酸性；4）蒸气压很小，几乎观察不到；5）对水敏感但有的并不怕遇水，甚至能与水共同使用，故易于工业应用；6）热稳定性较好；7）相对便宜且易于制备。（3） 超临界流体。超临界流体是指处于超临界温度和超临界压力下的流体，是一种介于气态和液态之间的状态。其密度与液体接近，而黏度则与气体接近。这一流体具有可变性，其性质随温度和压强的变化而变化。超临界流体作为反应介质具有以下特性：高溶解能力，溶解能力可通过控制压力来调节，高扩散系数，有效控制反应活性和选择性，无毒和不燃性。超临界状态容易达到，设备投资不高。较常用的超临界流体有CO2 和H2O。（4） 固定化溶剂。固定化溶剂（高分子溶液）为了克服有机溶剂挥发对人和环境造成的危害，可以设法将溶剂固定化，使其既能保持溶解性，而又不挥发。例如将溶剂分子束缚在一固体载体上，或者直接将溶剂分子键合在聚合物链上，形成一种具有良好溶解性能的聚合衍生物。这类固定化溶剂可以单独使用，也可以用高级烃类稀释后使用。（5） 无溶剂化。彻底解决溶剂污染的最佳办法就是完全不使用溶剂。在无溶剂存在下进行的反应大致分为三类：1） 以试剂、原料作溶剂；2）试剂和原料在熔融状态下充分混合，反应在熔融状态下进行；3）固态化学反应，即在固体表面进行反应。有时可比溶液反应有更好的效果和选择性。九、生物质作为化学化工原料又有何优点和缺点生物质优点：1)生物质可给出结构多样的产品材料，2)可以利用生物质结构单元的复杂性，3)无需再通过氧化反应引入氧；4) 增长原油的使用时间，5) 使用生物质可减少大气中CO2浓度的增加，6) 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食品原料改作化学化工原料的是否合理性3生物质的生产有明显的季节性4生物质的组成极为复杂，操作程序复杂。(一),采用生物质作为化学化工原料的优点 优点 1.生物质可给出结构多样的产品材料，特定的立体结构和光学特征结构, 利用这些已有的结构因素 2。生物质的结构单元通常比原油的结构单元复杂利用这种结构单元结构的复杂性,则可减少副产物的生成 3.由原油的结构单元衍生所得物质,通常没被氧化的,而在碳氢化合物中引入氧的方法是极其有限的,且常需要使用有毒试剂(比如铬,铅等),造成环境污染.而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 为可持续发展作出贡献.为一些必须使用石油作原料的产品的生产提供保证.5.使用生物质可减少CO2在大气中浓度的增加 因生物在形成过程中要吸收二氧化碳.故在大气中浓度的二氧化碳净增加会受到抑制,甚至达到平衡态 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 原油仅产于世界少数国家和地区,其价格易随国际关系的变化而变化,进而使化学工业本身受到大的影响.7.生物质资源比原油有更大的灵活性 原油的组成和性质与一系列地理因素有关,生物质的结构单元具有结构多样性,可用于生产不同的产品,同时,利用基因工程,还可以对植物的生长进行调变,使植物长出更多的我们需要的化学品所需的结构 (二),生物质作为化学化工原料的缺点 1.在经济上还不具备竞争力 石油工业已相当成熟,从石油开采到从原油中提取出各种有用的烃类,再将其加工成为中间物或最终化学品,已形成了大规模的,高效的生产系统.这些都使石油工业在经济上具有相当的竞争力.而利用生物质作原料的化学工业系统仍处于研究开发之中,经济上还没有竞争力.2.食品原料改作化学化工原料的合理性现在考虑用作化学化工原料的生物质是传统的食品原料,把食品原料改作化学化工原料是否合适 生物质也需要土地来种植,大面积的种植对环境又有何影响 是否有足够的土地资源供种植化学化工上所需使用的植物 传统的化石原料(石油,天然气,煤)可从三维获取,即在一个小面积范围内可集中大量的化石原料,但种植生物质则是二维的,不可能在一小面积区域内集中种植获得大量的生物质原料.3.生物质的生产有明显的季节性植物的生长有季节性,在一年中,一定时间种植,一段时间之后才能收获,这就要求使用生物质作原料的工厂要很好地制定生产计划.而实际上,现在的化学品生产厂家要求天天有相同质量的原料供应,改换为生物质之后,很可能年初和年底得到的原料质量就不尽相同,无疑将对生产产生很大的影响. 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.同时,传统的化学品生产装置可能还不能处理由生物质提取得到的结构单元,从而获得我们需要的化学品,故传统化学品生产商还需要要重新认识,学习这方面的知识,也还需要再投资,这是目前不愿去做的。