绿色化学常考知识点

绿色化学常考知识点 1.全球十大环境问题 ①大气污染； ②臭氧层破坏； ③全球变暖； ④海洋污染； ⑤淡水资源紧张和污染； ⑥土地退化和沙漠化； ⑦森林锐减； ⑧生物多样性减少； ⑨酸雨蔓延； ⑩有毒的化学品和危险废物。 2.为了保护环境，美国设立了什么奖，包括哪几项奖励？ 美国设立了“总统绿色化学挑战奖”包括：学术奖、新合成路线奖、新工艺奖 安全化学品设计奖、中小企业奖。 3.绿色化学的12条原则 ①污染预防优于末端治理污染； ②合成方法应具原子经济性，即尽量使反应过程的原子都进入最终产品中； ③在合成方法中尽量不使用和不产生对人类健康和环境有毒有害的物质； ④设计具有高使用效益、低环境毒性的化学品； ⑤尽量不用溶剂、分离试剂等辅助物质，不得已使用时也应是无毒、无害的； ⑥生产过程应该在温和的温度和压力下进行，而且能耗应最低； ⑦在技术可行和经济合理的前提下，尽量使用可再生原料； ⑧尽量避免或减少不必要的衍生步骤(例如，使用屏蔽基团、保护/复原、物理/化学过程的临时性变更等)； ⑨使用高选择性的催化剂优于化学计量试剂； ⑩化学产品在使用完后应能降解成无害的物质并且能进入自然生态循环； ⑪发展实时分析技术以监控有害物质的形成； ⑫选择参加化学过程的物质，尽量减少发生意外事故的风险。 4.1998年，英国出版了第一本绿色化学专著《Theory and Application of Green Chemistry》这是绿色化学发展史上的里程碑。 5.由英国皇家化学会主办的国际性杂志《Green Chemistry》于1999年创刊。 6.绿色化学的定义 是用化学的技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。 7.绿色化学又称：环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)。 8.绿色化学的研究内容 ①改革现有工艺过程，实现清洁生产； ②清洁合成，减少废物排放，目标是零排放； ③安全化学品和绿色新材料的设计； ④提高原材料和能源的利用率，大量使用可再生资源； ⑤生物技术和生物质的应用； ⑥新的分离技术； ⑦评价环境效果的方法学和工具； ⑧用绿色化学变革社会生活。 9.绿色化学主要研究发展趋势 ①探索与利用化学反应的选择性（包括区域选择性，化学选择性和立体选择性），这不仅与合成产品的效率有关，且可能影响产品的生态效应和对环境的友好程度； ②发展和应用对人和环境无毒、无害的试剂和溶剂，特别是开发以水或超临界流体为反应介质的化学反应； ③大力开发新型环境友好催化剂； ④开发新型分离技术。 10.绿色化学与环境化学及环境治理的区别 ①环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学； ②环境治理则是对已被污染的环境进行治理，即研究污染物对环境的污染情况和治理污染物的原理和方法； ③绿色化学研究的是污染的根源，即找到污染的本质在那里，而不是对终端或过程污染进行处理。 11.绿色化学与传统化学的不同点 传统化学在评价化学反应效率时，它往往考虑的是收率和选择性，但难以用来确定生产过程中所产生的污染物的数量。 绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有“原子经济性”，因此它既能够充分利用资源，又能够实现防止污染。 绿色化学关注在现今科技手段和条件下能降低对人类健康和环境有负面影响的各个方面和各种类型的化学过程。 12.绿色化学的特点 ①化学反应的原子经济性； ②化学反应的清洁性； ③化学工艺的循环性和闭路性； ④化学反应技术的可持续性； ⑤化工生产的可持续性。 13.绿色化学的涵义 ——5R理论 ①减量——Reduction：即节省资源，减少“三废”的排放。 (1)减少用量：在保护产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转化率、减少损失率。 (2)减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量，应当在排放标准以下。 ②重复使用——Reuse：重复使用是降低成本和减废的需要。如化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用的设计。 ③回收——Recycling：可以有效实现“省资源、少污染、减成本”要求。回收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 ④再生——Regeneration：即变费为宝，节省资源、能源，减少污染。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。 ⑤拒用——Rejection：拒绝使用是杜绝污染的最根本办法。它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。 14.绿色化学的实现途径 ①化学反应的绿色化：寻求安全有效的反应途径，如开发原子经济反应，提高反应的选择性等； ②原料的绿色化：寻求安全有效的反应原料，如采用无毒无害的原料，以可再生资源为原料等； ③溶剂的绿色化：如采用无毒无害的溶剂； ④催化剂的绿色化：如采用无毒无害的催化剂； ⑤产品的绿色化：设计安全有效的目标分子、制造环境友好产品等； ⑥化工生产的绿色化：寻求零排放的工艺过程和安全有效的反应条件等。 15.原子经济性(Atom Economy)定义 在反应中最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之全部转化到目标分子中，达到零排放。 16.原子利用率 =(预期产物的分子量/全部反应物的分子量之和)×100% 17.计算由乙烯制备环氧乙烷反应的原子利用率 (1)经典方法 二步法 CH2=CH2+ Cl2+ H2O→ ClCH2CH2OH + HCl ClCH2CH2OH+ Ca(OH)2+HCl→ C2H4O+CaCl2+2H2O 总包反应为： C2H4 + Cl2 + Ca(OH)2→C2H4O+CaCl2+H2O 28 71 74 44 原子利用率=25.4%100%74712844 (2)新方法 C2H4+21O2AgC2H4O 总反应为： C2H4 +21O2→ C2H4O 28 16 44 原子利用率=%100%100162844 18.环境因子（又称E-因子）定义 在一个化学反应过程中，所生成的废物质量与目标产物质量的比值。可用生产每千克产品所产生的废弃物的千克数来表示。 19.环境因子越大，则过程产生的废物越多，造成的资源浪费和环境污染也越大。对于原子利用率为100%的原子经济性反应，E-因子为零。 20.绿色的辅助剂有哪些？ 超临界流体、水、固定化溶剂、离子液体 21.超临界流体的性质和优点 ①超临界流体的性质 超临界流体由于液体与气体分界消失，是即使提高压力也不液化的非凝聚性气体。超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质。它基本上仍是一种气态，但又不同于一般气体，是一种稠密的气态。其密度比一般气体要大两个数量级，与液体相近。它的粘度比液体小，但扩散速度比液体快(约两个数量级)，所以有较好的流动性和传递性能。它的介电常数随压力而急剧变化(如介电常数增大有利于溶解一些极性大的物质)。 另外，根据压力和温度的不同，这种物性会发生变化。 ②超临界流体的优点 超临界流体的处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体，兼有气体液体的双重性质和优点： (1)溶解性强。 密度接近液体，且比气体大数百倍，由于物质的溶解度与溶剂的密度成正比，因此超临界流体具有与液体溶剂相近的溶解能力。 (2)扩散性能好。 因黏度接近于气体，较液体小2个数量级。扩散系数介于气体和液体之间，为液体的10-100倍。具有气体易于扩散和运动的特性，传质速率远远高于液体。 (3)易于控制。 在临界点附近，压力和温度的微小变化，都可以引起流体密度很大的变化，从而使溶解度发生较大的改变。（对萃取和反萃取至关重要）。 22.水的超临界点：t=374.3℃，p=22.05MPa 23.说说你所知道的环境友好的催化技术的热点领域有哪些？ 24.什么是绿色材料？ 什么是绿色食品？ 绿色材料：绿色材料是指在原材料采取、产品制造、使用或者是再循环及废料处理等环节对人类环境负荷为最小并有利于人类健康的材料。 绿色食品：绿色食品是指无公害、无污染的安全、优质、营养，经过专门机构认定，许可使用绿色食品标志的食品。 25.举例说明几种常见反应的原子经济性 26.举例说明提高化学反应原子经济性的途径 27.绿色原料CO2的利用有哪些方面？ ①炼钢吹炼气：应用CO2代替Ar用于转炉炼钢吹炼气，可大幅度降低炼钢成本。 ②饮料添加剂：用作汽水、啤酒、可乐 、碳酸饮料等充气添加剂。 ③焊接保护气：利用CO2保护电弧焊接，既可避免金属表面氧化，又可使焊接速度提高9倍。CO2保护焊接是一种公认的高效率、低成本、省时省力的焊接方法，并具有可变形小、油锈敏感 性低、抗裂、致密性好。 ④烟丝膨胀剂：食品级CO2可用于香烟丝的膨化处理，在使烟丝膨化中降低焦油和尼古丁的含量，提高香烟等级，还可 节省烟5％～6％，降低了成本。 ⑤食品冷藏保鲜剂：作为一种廉价的原料，CO2可用于蔬菜、瓜果的保鲜贮藏。CO2也是很好的致冷剂，它不仅冷却速度快，操作性能好，不浸湿产品，不会造成二次污染，而且投资少、人力省。CO2自然降氧，气调保鲜是国际上广泛应用的较现代化的方法。CO2气调保鲜是注入高浓度CO2降低O2含量，以抑制果蔬中微生物呼吸，制止病菌发生，因其不含化学防腐剂而深受人们欢迎。 ⑥油田助采剂：CO2在石油工业上的应用已较成熟。这首先体现在提高石油的采油率上，利用CO2，作油田助采剂可提高石油采收率7％～15％。CO2作为油田注入剂，可有效地驱油。 ⑦植物气肥：用CO2制成气肥，加大植物生产空间中CO2浓度，可增加植物的干物质从而达到增产的目的。用作肥料的CO2纯度要求不高 ，制备投资小，因此合成氨厂回收利用CO2并作为肥料供应，可创造出极好的经济效益和社会效益。 ⑧CO2在其他方面的应用：由于CO2呈弱酸性，可用于处理工厂排出的碱性污染物。像印染、金属加工、炼油 、乙烯生产和造纸行业。此外，CO2还可用作抑爆充加剂、木材保存剂、凝土添加剂、核反应堆净化剂、灰尘遮蔽剂、废润滑油