绿色化学第13章黄明泉共59页PPT资料
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《绿色化学》PPT课件
O
C l
+
O
O O H
O
O
C l
+
O O H
3-氯过氧化苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物 ➢ 绿色工艺
O + H2O2
O
O + H2O
锡/β-沸石
负载锡的沸石催化剂，过氧化氢氧化剂，原子经济性86%，副产物只有水
2021/2/1
完整版课件ppt
24
环境友好催化剂
COCl
O
envirocat EPZG
OH
OH
OH
OH
OH OH
2021/2/1
完整版课件ppt
28
使用安全的化学品(1)
发展与应用对人和环境无毒且无危险性的试剂和溶剂 以及其他实用化学品是绿色化学的重要一环。
O 1.HCN
2.H2SO4
3.MeOH
H2SO4
O
MeO
原子利用率46%
+ (NH4)HSO4
H3CC
CH + CO + CH3OH
聚氨酯是一种热缩性树脂，1995年世界总消耗量为650万吨， 80%作泡沫塑料，广泛应用于建材、家具、汽车、制革、纤维等行 业。
7
工业化学品对生态环境的影响
类别
炼油产品 大宗化学品 精细化学品 药物
化工产品生产规模与环境因子
生产规模 /ｔ
106～ 108 104～ 106 102～ 104 10～ 103
环境因子 （ｋｇ副产物 /ｋｇ主产物）
< 0.1 <1～ 5
5～ 50 2 5～ 1 0 0以上
精细化工生产对生态环境造成的影响最为突出 。
绿色化学PPT(最终版)
LiMnxOy 的合成
LiNixMny Oz的合成
二、选择最优合成方法
——设备简单、无污染、可放大工艺化生产
(1)高温固相法：
一般先将金属盐和锂盐按化 学计量比以各种方式混合均匀， 然后高温烧结直接得到产物。 该方法虽然操作简单，但是对 设备的要求较高，反应时间长， 能耗大，易生成杂相。
不符合绿色化学理念！！！
形貌可控合成
微乳液法合成
反微乳液法合成
模板法合成
水热法、溶胶凝胶法、溶剂热法……
四、分类回收，集中处理
需要你我的参与哦！
废旧锂离子电池回收步骤
新型电池正极材料的前景展望
(1)从合成方法出发：利用溶剂热合成前驱体的方法并结合高温烧结方法，成功制备 出尖晶石-层状组装球形富锂正极材料，将尖晶石相材料引入到层状富锂材料中，既 可保持尖晶石型正极材料的三维锂离子通道和优异倍率性能，还可显著改善其放电比 容量，从而极大提高了锂离子电池的能量密度和功率密度，为开发新型锂离子电池正 极材料提供了新思路。 (2)从储能机理出发：中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）清洁能源 实验室胡勇胜研究员等通过氮掺杂的碳材料包覆长寿命储能型锂离子电池用尖晶石结 构的钛酸锂（Li4Ti5O12），构建有效的三维混合导电网络，大大改善了该材料的倍率 性能。 (3)从晶体结构出发：中科院宁波材料技术与工程研究所刘兆平团队通过大量研究， 成功研发出类球形单晶大颗粒锰酸锂材料，其（111）晶面和相邻等价晶面通过无明 确棱的曲面相连接。因为锰的溶解一般发生在（111）面，科研人员开发的类球形单 晶锰酸锂相对于现在市场上流通的正八面体单晶锰酸锂，（111）面大大减少，降低 了锰的溶解，从而大幅度提高其高温循环性能。同时，这种类球形的锰酸锂具有更大 的压实密度。类球形锰酸锂材料的比表面积仅为0.2m2/g，是常规锰酸锂材料的1/5， 其高温循环性能达到了国际先进水平。
2024全新绿色化学课件(2024)
详细介绍低碳水泥、绿色混凝土、再生骨料混凝土等低碳建筑材料的制
备方法、性能特点及应用优势。
02
低碳建筑材料在建筑中应用案例
列举一些典型的低碳建筑材料在建筑中的应用实例，并分析其在节能减
排、提高建筑质量等方面的作用。
2024/1/29
03
低碳建筑材料发展趋势
探讨低碳建筑材料的发展趋势，如高性能化、复合化、智能化等，并分
环保型粘合剂种类与应用
阐述水性粘合剂、热熔粘合剂、生物降解粘合剂等的制备方法、粘合性能及在各个领域的 应用实例。
2024/1/29
环保型涂料和粘合剂发展趋势
分析环保型涂料和粘合剂的发展趋势，如高性能化、多功能化、智能化等，并探讨其在未 来环保领域的应用前景。
21
低碳建筑材料及其在建筑中应用
01
低碳建筑材料种类与性能
2024/1/29
8
高效催化剂设计与应用
2024/1/29
催化剂作用
01
降低反应的活化能，使反应能够顺利进行；提高反应的选择性
，得到更多的目标产物。
高效催化剂设计原则
02
具有高活性、高选择性和长寿命；易于制备和回收；对环境和
人类无害。
高效催化剂应用实例
03
在石油化工、有机合成、环境保护等领域广泛应用，如汽车尾
水溶性氧化剂的应用
有机合成、废水处理、消毒杀菌等。
水溶性氧化剂的优点
高氧化性、易溶于水、使用方便。
2024/1/29
13
固体氧化物燃料电池（SOFC）技术
SOFC的工作原理
通过固体氧化物电解质传导氧离子，与燃料气体在阳极发生氧化反 应产生电流。
SOFC的优点
高效率、低排放、燃料适应性广。
2024版年度绿色化学课件
2024/2/3
选择性催化剂
实现高选择性反应，减少 副产物和不必要的化学转 化。
可回收催化剂
降低催化剂使用成本，减 少环境污染。
16
生物技术在绿色合成中应用
生物催化
利用酶或微生物进行高效、高选择性的化学反应。
生物转化
利用生物体系将废弃物转化为有用产品。
生物传感器
监测和控制绿色合成过程中的关键参数。
22
06
绿色化学实验室建设与 管理
2024/2/3
23
实验室布局规划与设计要求
2024/2/3
功பைடு நூலகம்区域划分
根据实验流程和需求，合理规划实验室功能区域，如准备区、实 验区、仪器区、废弃物处理区等。
通风与采光设计
确保实验室具有良好的自然通风和采光条件，减少能源消耗，同 时保障实验人员的舒适度和健康。
绿色化学课件
2024/2/3
1
目录
2024/2/3
• 绿色化学概述 • 绿色化学反应原理 • 绿色化学溶剂与助剂选择 • 绿色合成方法与策略 • 废弃物处理与资源化利用 • 绿色化学实验室建设与管理 • 绿色化学教育推广与实践活动
2
01
绿色化学概述
2024/2/3
3
定义与发展历程
定义
绿色化学是一门研究如何利用化学原 理和技术从源头上减少或消除污染的 科学。
安全检查与隐患排查
定期对实验室进行安全检查，及时发 现和整改安全隐患，确保实验室安全 稳定运行。
应急预案制定与演练
制定完善的应急预案，并定期组织演 练活动，提高实验室应对突发事件的 能力。
26
07
绿色化学教育推广与实 践活动
2024/2/3
选择性催化剂
实现高选择性反应，减少 副产物和不必要的化学转 化。
可回收催化剂
降低催化剂使用成本，减 少环境污染。
16
生物技术在绿色合成中应用
生物催化
利用酶或微生物进行高效、高选择性的化学反应。
生物转化
利用生物体系将废弃物转化为有用产品。
生物传感器
监测和控制绿色合成过程中的关键参数。
22
06
绿色化学实验室建设与 管理
2024/2/3
23
实验室布局规划与设计要求
2024/2/3
功பைடு நூலகம்区域划分
根据实验流程和需求，合理规划实验室功能区域，如准备区、实 验区、仪器区、废弃物处理区等。
通风与采光设计
确保实验室具有良好的自然通风和采光条件，减少能源消耗，同 时保障实验人员的舒适度和健康。
绿色化学课件
2024/2/3
1
目录
2024/2/3
• 绿色化学概述 • 绿色化学反应原理 • 绿色化学溶剂与助剂选择 • 绿色合成方法与策略 • 废弃物处理与资源化利用 • 绿色化学实验室建设与管理 • 绿色化学教育推广与实践活动
2
01
绿色化学概述
2024/2/3
3
定义与发展历程
定义
绿色化学是一门研究如何利用化学原 理和技术从源头上减少或消除污染的 科学。
安全检查与隐患排查
定期对实验室进行安全检查，及时发 现和整改安全隐患，确保实验室安全 稳定运行。
应急预案制定与演练
制定完善的应急预案，并定期组织演 练活动，提高实验室应对突发事件的 能力。
26
07
绿色化学教育推广与实 践活动
2024/2/3
绿色化学环境化学ppt课件
丙烯环氧化制环氧丙烷 环己酮氨氧化制环己酮肟 苯酚氧化制对苯二酚
36
丙烯环氧化制环氧丙烷
传统工艺—氯醇法：原子经济性=31%
+ 2CH3 CH CH2
2HOCl
次氯酸
+ CH3 CH CH2 CH3 CH CH2
OH Cl
Cl OH
1- 氯丙醇
2- 氯丙醇 O
+ + CH3 CH CH2 CH3 CH CH2 Ca(OH)2
第二步
原子经济性
~99%
(包括醋酸) 获1997年美国总统 第三步 “绿色化学挑战奖”
简单 多了！
32
Baeyer-Villiger反应 ——用于生产医药、塑料添加剂
传统工艺
O
O
Cl
+ Cl
+
O
O
O
O OH
OH
O
O
O
O
Cl
Cl
++
O
O
OH
OH
3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物
23
中国21世纪的绿色科技发展
（一）绿色科技的含义
绿色科技是以保护人体健康和人类赖以生存的环境 ，促进经济可持续发展为核心内容的所有科技活动的总 称。
无论从内涵和外延都超越了环境科技，然而，它将 保护自然资源和生态环境作为主要价值目标之一，对我 国环保事业发展将提供全方位和系统的技术支持，对全 国科技发展具有重要指导意义。
♦ DDT是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。 ♦然而，它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变薄，使很多鸟
类种群显著减少，如猎鹰，秃鹰，鹗和棕色鹈鹕等。
★其它一些持久性多氯代化合物，如
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丙烯环氧化制环氧丙烷
传统工艺—氯醇法：原子经济性=31%
+ 2CH3 CH CH2
2HOCl
次氯酸
+ CH3 CH CH2 CH3 CH CH2
OH Cl
Cl OH
1- 氯丙醇
2- 氯丙醇 O
+ + CH3 CH CH2 CH3 CH CH2 Ca(OH)2
第二步
原子经济性
~99%
(包括醋酸) 获1997年美国总统 第三步 “绿色化学挑战奖”
简单 多了！
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Baeyer-Villiger反应 ——用于生产医药、塑料添加剂
传统工艺
O
O
Cl
+ Cl
+
O
O
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O OH
OH
O
O
O
O
Cl
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++
O
O
OH
OH
3-氯过苯甲酸氧化剂，原子经济性42%，产生3-氯苯甲酸废物
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中国21世纪的绿色科技发展
（一）绿色科技的含义
绿色科技是以保护人体健康和人类赖以生存的环境 ，促进经济可持续发展为核心内容的所有科技活动的总 称。
无论从内涵和外延都超越了环境科技，然而，它将 保护自然资源和生态环境作为主要价值目标之一，对我 国环保事业发展将提供全方位和系统的技术支持，对全 国科技发展具有重要指导意义。
♦ DDT是人所共知的曾是应用广泛的杀虫剂。 ♦然而，它在鸟类体内累积后，造成蛋壳变薄，使很多鸟
类种群显著减少，如猎鹰，秃鹰，鹗和棕色鹈鹕等。
★其它一些持久性多氯代化合物，如
绿色化学与化工_PPT幻灯片
第六章 绿色无机化学工艺 熟悉几种无机化学工业生产（磷铵生产、铬盐生产、氯碱生 产等）的绿色化。
第七章 绿色有机化学工艺 以乙苯脱氢制苯乙烯、、环氧丙烷绿色生产工艺、醋酸生产 的绿色化为例熟悉几种有机化学工业生产的绿色化。
第八章 制药工业绿色化 熟悉各种制药工业（化学制药、中草药制药、生物制药）的
绿色化。
O O 第一步
BHC公司新发明的绿色方法
第一步
Cl
O Cl 原子经济第性二步~99%
+
O
OH (包括醋酸) 第二步
获1997年美第三国步总统
布洛芬
第六步
OH
+“绿色化学挑战奖” 第三步 第四步
第五步
16
Baeyer-Villiger反应 ——用于生产医药、塑料添加剂传统工艺OO NhomakorabeaO
O
O + H 2 O 2
在环境友好机动车燃料方面，随着环境保护要求的日益严格。 1990年美国清洁空气法(修正案)规定，逐步惟广使用新配方 汽油，减小由汽车尾气中的一氧化碳以及烃类引发的臭氧和 光化学 烟雾等对空气的污染。新配方汽油要求限制汽油的 蒸汽压、苯含量，还将逐步限制芳烃和烯烃含量。
此外。保护大气臭氧层的氟氯烃代用品已在开始使 用。防止“白色污染”的生物降解塑料也在使用。
1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目：环境友好石油 化工 催化化学与反应工程
1997年5月，香山科学会议第72次学术研讨会：可持续发展问题 对科学的挑战——绿色化学 1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨 1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题” 2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项——石油 炼制和基本有机化学品合成的绿色化学
第七章 绿色有机化学工艺 以乙苯脱氢制苯乙烯、、环氧丙烷绿色生产工艺、醋酸生产 的绿色化为例熟悉几种有机化学工业生产的绿色化。
第八章 制药工业绿色化 熟悉各种制药工业（化学制药、中草药制药、生物制药）的
绿色化。
O O 第一步
BHC公司新发明的绿色方法
第一步
Cl
O Cl 原子经济第性二步~99%
+
O
OH (包括醋酸) 第二步
获1997年美第三国步总统
布洛芬
第六步
OH
+“绿色化学挑战奖” 第三步 第四步
第五步
16
Baeyer-Villiger反应 ——用于生产医药、塑料添加剂传统工艺OO NhomakorabeaO
O
O + H 2 O 2
在环境友好机动车燃料方面，随着环境保护要求的日益严格。 1990年美国清洁空气法(修正案)规定，逐步惟广使用新配方 汽油，减小由汽车尾气中的一氧化碳以及烃类引发的臭氧和 光化学 烟雾等对空气的污染。新配方汽油要求限制汽油的 蒸汽压、苯含量，还将逐步限制芳烃和烯烃含量。
此外。保护大气臭氧层的氟氯烃代用品已在开始使 用。防止“白色污染”的生物降解塑料也在使用。
1997年国家自然科学基金委“九五”重大项目：环境友好石油 化工 催化化学与反应工程
1997年5月，香山科学会议第72次学术研讨会：可持续发展问题 对科学的挑战——绿色化学 1998年合肥第一届国际绿色化学高级研讨 1999年北京第16次九华山科学论坛“绿色化学的基本科学问题” 2000年科技部《国家重点基础研究发展规划项目》立项——石油 炼制和基本有机化学品合成的绿色化学
绿色化学第13章黄明泉
四、化肥、农药、医药----人口猛增的“功臣”
2、农药 ➢ 优点：使用农药是农业增产的重要因素，是解决世界
60多亿人口温饱问题的有力措施。 ➢ 缺点：由于农药的毒性及残留等因素的影响，其引起
的负面影响也非常严重。 3、医药 ➢ 人类寿命的延长很大程度上要归功于药物的作用，很
多疾病的治疗都依赖与各种化学药物，但这些化学药 物在生产过程中也会带来环境污染。
D、非典型肺炎(SARS)
3、（）是形成酸雨的重要污染源。
A、SO2
B、CO2
C、NOx
D、CH4
32
思考题
二、选择题
4、在臭氧变成氧气的反应过程中，氟利昂中氯原子是（）。 A、反应物 B、生成物 C、中间产物 D、催化剂
三、写出下列化学物质的名字并写出与其性质、用途等相关 的一句话。
1. O3 2. N2 3. NO 4. CH4 5. CO2 6. SO2 7.NOx
大气污染(酸雨蔓延) 水体污染(水资源不足) 海洋污染(海洋生态危机) 固体废物(垃圾越来越多) 人口猛增
24
第二章 绿色化学的兴起
一、可燃冰
1、温室气体 ➢ 温室气体种类：H2O、CO2、NOx、CH4等，其中最
重要的是CO2和CH4; ➢ 有学者推测：若大气中CO2浓度翻一番，全球将变
暖5 ℃； ➢ 甲烷CH4在大气中的聚热效果是CO2的25倍，全球
28
第二章 绿色化学的兴起
三、氟利昂----从“制冷明星”到“臭氧杀手”
1、氟利昂称为“臭氧杀手”的秘密 ➢ 机理：氟利昂达到大气上层，在紫外线照射下分解出
自由氯原子，氯原子与臭氧发生反应，使臭氧分解。 ➢ 以F11(CFCl3)为例，其作用机理如下：
2、农药 ➢ 优点：使用农药是农业增产的重要因素，是解决世界
60多亿人口温饱问题的有力措施。 ➢ 缺点：由于农药的毒性及残留等因素的影响，其引起
的负面影响也非常严重。 3、医药 ➢ 人类寿命的延长很大程度上要归功于药物的作用，很
多疾病的治疗都依赖与各种化学药物，但这些化学药 物在生产过程中也会带来环境污染。
D、非典型肺炎(SARS)
3、（）是形成酸雨的重要污染源。
A、SO2
B、CO2
C、NOx
D、CH4
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思考题
二、选择题
4、在臭氧变成氧气的反应过程中，氟利昂中氯原子是（）。 A、反应物 B、生成物 C、中间产物 D、催化剂
三、写出下列化学物质的名字并写出与其性质、用途等相关 的一句话。
1. O3 2. N2 3. NO 4. CH4 5. CO2 6. SO2 7.NOx
大气污染(酸雨蔓延) 水体污染(水资源不足) 海洋污染(海洋生态危机) 固体废物(垃圾越来越多) 人口猛增
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第二章 绿色化学的兴起
一、可燃冰
1、温室气体 ➢ 温室气体种类：H2O、CO2、NOx、CH4等，其中最
重要的是CO2和CH4; ➢ 有学者推测：若大气中CO2浓度翻一番，全球将变
暖5 ℃； ➢ 甲烷CH4在大气中的聚热效果是CO2的25倍，全球
28
第二章 绿色化学的兴起
三、氟利昂----从“制冷明星”到“臭氧杀手”
1、氟利昂称为“臭氧杀手”的秘密 ➢ 机理：氟利昂达到大气上层，在紫外线照射下分解出
自由氯原子，氯原子与臭氧发生反应，使臭氧分解。 ➢ 以F11(CFCl3)为例，其作用机理如下：
绿色化学ppt课件
绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、 “清洁化学”，绿色化学是近十年才产生和发展起来的， 是一个 “新化学婴儿”。
按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义，绿
绿色色化化学学是又指称:在“制环造境和无应害用化化学学”产、品“时环应有境效友利好用化(最学好”可、再 “生清)洁原化料学,消”除，废绿物和色避化免学使是用近有十毒年的才和产危生险和的发试剂展和起溶来剂。 的，是一个 “新化学婴儿”。
9.催化试剂优于化学计量试剂;
10.化学品应设计成使用后容易降解 为无害物质;
11.分析方法应能实现在线监测并在 有害物质形成前加以控制;
12.化工过程物质的选择与使用应使 化学事故的隐患最小.
22
补充绿色化学的原则，五个“R”上：
Reduction一一“减量”，减少“三废”排放
Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化 剂、载体等，这是降低成本和减废的需要
1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合 立项资助了“九五重大基础研究项目”“环境友好石油化工催化 化学与化学反应工程”； 中国科技大学绿色科技与开发中心举行了专题讨论会；并出版了 《当前绿色科技中的一些重大问题》论文集； 香山科学会议以“可持续发展问题对科学的挑战---绿色化学” 为主题召开了第72次学术讨论会。
1998年，在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会；《化学 进展》杂志出版了《绿色化学与技术》专辑；四川联合大学也成 立了绿色化学与技术研究中心。
上述活动已推动了我国绿色化学的发展。
25
作为一位化
学工作者，设
计生产某化工
产品，为了实
现清洁生产、
保护环境，你
将从哪些方面
按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义，绿
绿色色化化学学是又指称:在“制环造境和无应害用化化学学”产、品“时环应有境效友利好用化(最学好”可、再 “生清)洁原化料学,消”除，废绿物和色避化免学使是用近有十毒年的才和产危生险和的发试剂展和起溶来剂。 的，是一个 “新化学婴儿”。
9.催化试剂优于化学计量试剂;
10.化学品应设计成使用后容易降解 为无害物质;
11.分析方法应能实现在线监测并在 有害物质形成前加以控制;
12.化工过程物质的选择与使用应使 化学事故的隐患最小.
22
补充绿色化学的原则，五个“R”上：
Reduction一一“减量”，减少“三废”排放
Reuse——“重复使用”，诸如化学工业过程中的催化 剂、载体等，这是降低成本和减废的需要
1997年，国家自然科学基金委员会与中国石油化工集团公司联合 立项资助了“九五重大基础研究项目”“环境友好石油化工催化 化学与化学反应工程”； 中国科技大学绿色科技与开发中心举行了专题讨论会；并出版了 《当前绿色科技中的一些重大问题》论文集； 香山科学会议以“可持续发展问题对科学的挑战---绿色化学” 为主题召开了第72次学术讨论会。
1998年，在合肥举办了第一届国际绿色化学高级研讨会；《化学 进展》杂志出版了《绿色化学与技术》专辑；四川联合大学也成 立了绿色化学与技术研究中心。
上述活动已推动了我国绿色化学的发展。
25
作为一位化
学工作者，设
计生产某化工
产品，为了实
现清洁生产、
保护环境，你
将从哪些方面
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工业出版社, 2019 4.沈玉龙、魏利滨、曹文华.绿色化学.北京：中国环境科
学出版社, 2019 5.顾国维、何澄. 绿色技术及其应用.上海：同济大学出
版社,2019 6.P.T.阿纳斯塔斯， J.C.沃纳.李朝军,王东.绿色化学理
论与应用. 北京：科学出版社, 2019
6
教学内容
• 第一部分 化学 • 第二部分 方兴未艾的绿色化学 • 第三部分 绿色浪潮中的绿色化学 • 第四部分 绿色工作与绿色经济 • 第五部分 绿色伦理与绿色科技观 • 第六部分 绿色社会需要人人参与
➢ 20世纪化学工业为衣、食、住、行、保 健和娱乐以及国防安全提供了丰富的化 学物质，也带来了不同程度的环境污染
➢ 21世纪绿色化学的进展将证明化学有能 力推动经济和社会的可持续发展，保障 子孙后代的美满幸福生活
1
可持续发展面临的问题——
人居环境受到严重威胁
电厂对大气污染
北京遭遇的沙尘暴
太湖污染
全国主要城市空气污染综合指数
13
第一章 化学
二、化学基础知识
2、共价键与离子键
➢ 离子组成的化学物质中存在离子键。
• 如氯化钠晶体中钠离子(Na+)与氯离子(Cl-)间的静电引 力。
➢ 与离子键相对应的是共价键。如苯(C6H6)。
H
C
HC
化学
二、化学基础知识
3、同分异构、手性与药物
(1)手性异构 ➢ 在化学中，对具有相同分子式而结构不同的现象，称
开设本课程的目的
• 环境污染、能源枯竭等问题是当前人们最为关 心的热门话题之一,传统化学、化工面临着人类 可持续发展要求的严重体挑战，而绿色化学化 工的兴起和发展,既可以从根本上保护环境,又 可以进一步促进化学工业生产发展,因此化学工 业的出路在于大力开发和应用基于绿色化学原 理产生和发展起来的绿色化学化工技术。
3
开设本课程的目的
• 通过本课程的学习，掌握绿色化学与化工的基本 概念、基本原理，了解化学、化工生产中的资源 与能源合理利用及生态环境可持续性发展间的关 系。
• 达到开阔视野，拓宽知识面，便于从整体上认识 化学学科，树立既保护环境又推动工业生产发展 的新观念。
• 同时及时了解最新最热门的科学技术成果的研究 进展以及国内外发展状况，为成为知识渊博、研 究方向明确的高素质人才打下基础。
一、化学是一门中心科学
2、化学与其它学科的关系
表1-1 化学家的工作领域
工作领域
占化学家 工作领域 的比例(%)
基础类、专用类和农用化 21 学物质
食品
医药、保健、和生化制品 26
石油和天然气
非制造工业
14
仪器和医用仪器
其它制造业
13
肥皂和洗涤剂
橡胶
2
涂料
电子
2
塑料
占化学家的 比例(%)
3
3
6
2
4
4
药物化学 高分子化学 胶体与表面化学 燃料化学 橡胶
12
第一章 化学
二、化学基础知识 1、化学式
➢ 化学物质由分子、原子、离子等组成，它们通常都可 以用相应的化学式表示。
• 如氦气(He)、(H2O) (1)分子组成的化学物质的化学式 • 如水(H2O)、二氧化碳(CO2)、 甲烷(CH4) (2) 原子组成的化学物质的化学式 • 金刚石(C)、氦气(He) (3) 离子组成的化学物质的化学式 如氯化钠(NaCl)
二、化学基础知识
4、化学反应式与反应方向
(1) 反应物、试剂、产物与条件 ➢ 对一个化学反应式的理解，需要注意区分反应物、试
剂、产物、条件等(尤其是有机化学的反应)。 • 举例如下。
2 H2 + O2
2 H2O
KMnO4
COOH COOH
副产物
18
第一章 化学
二、化学基础知识 4、化学反应式与反应方向
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第一部分 化学 ----受到挑战的中心科学
• 第一章 一门中心的、实用的和创造性的 科学----化学
• 第二章 人类十大环境危机中的化学困惑 ----绿色化学的兴起
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第一章 化学
一、化学是一门中心科学 1、化学与天然存在 • 化学定义：化学是一门试图了解物质的性质和
物质发生反应的科学。 • 化学涉及存在于自然界的一切物质以及人类创
4
课程性质及要求
• 本课程为考查课，总学时数为34学时。 • 考核形式：平时成绩30%~40%，
期终考查60%~70%。 • 平时成绩：迟到、早退、事假、病假、
旷课、作业
5
教材及参考书
1.汪朝阳．绿色化学通用教程．北京：中国纺织出版社， 2007
2.仲崇立. 绿色化学导论.北京：化学工业出版社, 2000 3.贡长生、张克立. 绿色化学化工实用技术.北京：化学
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第一章 化学
一、化学是一门中心科学
2、化学与其它学科的关系
表1-2 美国化学会的分会
小型化学企业 工业与工程化学 化学史 化学教育 化学文献 化学技术员 化学与法律
化学保健与安全 化学毒物学 分析化学 计算化学 无机化学 有机化学 物理化学
生物化学 生物化学技术 石油化学 地质化学 农业与食品化学 农药 环境化学
(2) 化学反应的方向 ➢ 决定分子转变为其它分子的化学反应的原理： (1) 如果反应的产物比起始物质更不稳定(具有更高的能量)
时，这样的反应不会发生。 (2) 即使反应是有利的，产物的能量比起始物质低，混乱
造的新物质。 • 世界上的万物都是由化学物质构成的，多数以
化合物的形式存在。
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第一章 化学
一、化学是一门中心科学 2、化学与其它学科的关系 • 化学是很多学科的基础； • 化学是一门实用科学，其直接对应的工业为化
学工业； • 化学是一门创造性科学，其相应的化学研究组
织很庞大，如美国的化学会。
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第一章 化学
CH3
CH3
L-丙氨酸 H C
CH
H2N
CO2H HO2C
NH2
D-丙氨酸
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第一章 化学
二、化学基础知识 3、同分异构、手性与药物
(2) 手性与药物 ➢ 手性异构的存在与认识，对于药物开发具有重要意义。 • 如药物“反应停(Thalidomide)”，其结构式如下：
O
N*
O
O
H
O
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第一章 化学
为同分异构。 • 如乙醇和二甲醚，其结构式如下：
HH
H
H
H C C OH H C O C H
HH
H
H
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第一章 化学
二、化学基础知识
3、同分异构、手性与药物
(1)手性异构 ➢ 由一个碳原子连接四个不同基团而引起的异构现象，
可称为手性异构(该碳原子称为手性碳原子，一般用* 标记)。 • 如丙氨酸存在L-丙氨酸和D-丙氨酸，其结构式如下：
学出版社, 2019 5.顾国维、何澄. 绿色技术及其应用.上海：同济大学出
版社,2019 6.P.T.阿纳斯塔斯， J.C.沃纳.李朝军,王东.绿色化学理
论与应用. 北京：科学出版社, 2019
6
教学内容
• 第一部分 化学 • 第二部分 方兴未艾的绿色化学 • 第三部分 绿色浪潮中的绿色化学 • 第四部分 绿色工作与绿色经济 • 第五部分 绿色伦理与绿色科技观 • 第六部分 绿色社会需要人人参与
➢ 20世纪化学工业为衣、食、住、行、保 健和娱乐以及国防安全提供了丰富的化 学物质，也带来了不同程度的环境污染
➢ 21世纪绿色化学的进展将证明化学有能 力推动经济和社会的可持续发展，保障 子孙后代的美满幸福生活
1
可持续发展面临的问题——
人居环境受到严重威胁
电厂对大气污染
北京遭遇的沙尘暴
太湖污染
全国主要城市空气污染综合指数
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第一章 化学
二、化学基础知识
2、共价键与离子键
➢ 离子组成的化学物质中存在离子键。
• 如氯化钠晶体中钠离子(Na+)与氯离子(Cl-)间的静电引 力。
➢ 与离子键相对应的是共价键。如苯(C6H6)。
H
C
HC
化学
二、化学基础知识
3、同分异构、手性与药物
(1)手性异构 ➢ 在化学中，对具有相同分子式而结构不同的现象，称
开设本课程的目的
• 环境污染、能源枯竭等问题是当前人们最为关 心的热门话题之一,传统化学、化工面临着人类 可持续发展要求的严重体挑战，而绿色化学化 工的兴起和发展,既可以从根本上保护环境,又 可以进一步促进化学工业生产发展,因此化学工 业的出路在于大力开发和应用基于绿色化学原 理产生和发展起来的绿色化学化工技术。
3
开设本课程的目的
• 通过本课程的学习，掌握绿色化学与化工的基本 概念、基本原理，了解化学、化工生产中的资源 与能源合理利用及生态环境可持续性发展间的关 系。
• 达到开阔视野，拓宽知识面，便于从整体上认识 化学学科，树立既保护环境又推动工业生产发展 的新观念。
• 同时及时了解最新最热门的科学技术成果的研究 进展以及国内外发展状况，为成为知识渊博、研 究方向明确的高素质人才打下基础。
一、化学是一门中心科学
2、化学与其它学科的关系
表1-1 化学家的工作领域
工作领域
占化学家 工作领域 的比例(%)
基础类、专用类和农用化 21 学物质
食品
医药、保健、和生化制品 26
石油和天然气
非制造工业
14
仪器和医用仪器
其它制造业
13
肥皂和洗涤剂
橡胶
2
涂料
电子
2
塑料
占化学家的 比例(%)
3
3
6
2
4
4
药物化学 高分子化学 胶体与表面化学 燃料化学 橡胶
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第一章 化学
二、化学基础知识 1、化学式
➢ 化学物质由分子、原子、离子等组成，它们通常都可 以用相应的化学式表示。
• 如氦气(He)、(H2O) (1)分子组成的化学物质的化学式 • 如水(H2O)、二氧化碳(CO2)、 甲烷(CH4) (2) 原子组成的化学物质的化学式 • 金刚石(C)、氦气(He) (3) 离子组成的化学物质的化学式 如氯化钠(NaCl)
二、化学基础知识
4、化学反应式与反应方向
(1) 反应物、试剂、产物与条件 ➢ 对一个化学反应式的理解，需要注意区分反应物、试
剂、产物、条件等(尤其是有机化学的反应)。 • 举例如下。
2 H2 + O2
2 H2O
KMnO4
COOH COOH
副产物
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第一章 化学
二、化学基础知识 4、化学反应式与反应方向
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第一部分 化学 ----受到挑战的中心科学
• 第一章 一门中心的、实用的和创造性的 科学----化学
• 第二章 人类十大环境危机中的化学困惑 ----绿色化学的兴起
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第一章 化学
一、化学是一门中心科学 1、化学与天然存在 • 化学定义：化学是一门试图了解物质的性质和
物质发生反应的科学。 • 化学涉及存在于自然界的一切物质以及人类创
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课程性质及要求
• 本课程为考查课，总学时数为34学时。 • 考核形式：平时成绩30%~40%，
期终考查60%~70%。 • 平时成绩：迟到、早退、事假、病假、
旷课、作业
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教材及参考书
1.汪朝阳．绿色化学通用教程．北京：中国纺织出版社， 2007
2.仲崇立. 绿色化学导论.北京：化学工业出版社, 2000 3.贡长生、张克立. 绿色化学化工实用技术.北京：化学
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第一章 化学
一、化学是一门中心科学
2、化学与其它学科的关系
表1-2 美国化学会的分会
小型化学企业 工业与工程化学 化学史 化学教育 化学文献 化学技术员 化学与法律
化学保健与安全 化学毒物学 分析化学 计算化学 无机化学 有机化学 物理化学
生物化学 生物化学技术 石油化学 地质化学 农业与食品化学 农药 环境化学
(2) 化学反应的方向 ➢ 决定分子转变为其它分子的化学反应的原理： (1) 如果反应的产物比起始物质更不稳定(具有更高的能量)
时，这样的反应不会发生。 (2) 即使反应是有利的，产物的能量比起始物质低，混乱
造的新物质。 • 世界上的万物都是由化学物质构成的，多数以
化合物的形式存在。
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第一章 化学
一、化学是一门中心科学 2、化学与其它学科的关系 • 化学是很多学科的基础； • 化学是一门实用科学，其直接对应的工业为化
学工业； • 化学是一门创造性科学，其相应的化学研究组
织很庞大，如美国的化学会。
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第一章 化学
CH3
CH3
L-丙氨酸 H C
CH
H2N
CO2H HO2C
NH2
D-丙氨酸
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第一章 化学
二、化学基础知识 3、同分异构、手性与药物
(2) 手性与药物 ➢ 手性异构的存在与认识，对于药物开发具有重要意义。 • 如药物“反应停(Thalidomide)”，其结构式如下：
O
N*
O
O
H
O
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第一章 化学
为同分异构。 • 如乙醇和二甲醚，其结构式如下：
HH
H
H
H C C OH H C O C H
HH
H
H
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第一章 化学
二、化学基础知识
3、同分异构、手性与药物
(1)手性异构 ➢ 由一个碳原子连接四个不同基团而引起的异构现象，
可称为手性异构(该碳原子称为手性碳原子，一般用* 标记)。 • 如丙氨酸存在L-丙氨酸和D-丙氨酸，其结构式如下：