绿色化学作业答案

精品文档 1欢迎下载 1简答 绿色化学的目标 化学工作造成的危害 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 2为什么要大力发展绿色化学 3绿色化学及其与环境污染治理的异同 4什么是绿色化学品 怎样设计安全的化学品 5举例说明原子经济反应是不产生污染的必要条件 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 7怎样在反应过程中使化学反应绿色化 8试论分析化学在绿色化学发展中的作为 9简述绿色化学12原则 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 答 绿色化学的目标是 化学过程中不产生污染 即将污染消除与其 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 化学工业造成的危害 由于受传统发展观的影响 化学工业向环境排 放了大量的污染物 一些化学品不佳节制地被滥用 给整个生态环境 造成了非常严重的影响 当代全球十大环境问题中至少有7项与化学工 业和化工产品的化学物质有关 在所有释放有毒有害物质的工业中 与化学工业相关的产业处于第一位 该行业排放的有的有害物质是处 于第二位的冶金工业的4倍 许多物质排放到环境后会在环境中残留和 积累 对环境造成破坏 另外 化工生产中的偶然事件也会对人类和 环境造成突发性的影响 精品文档 2欢迎下载 风险试剂 绿色化学中所指的风险实际指的是氢氰酸 生物质的种类 生物质主要有来年各类 即淀粉和木质纤维素 玉米 小麦 土豆等是淀粉类的代表 农业废料 如玉米杆 麦苗杆等 森林废物和草类等是木质纤维素的典型代表 可再生资源 指那些通过天然作用或人工活动能再生更新 而为人类 反复利用的自然资源叫可再生资源 又称为更新自然资源 如土壤 植物 动物 微生物和各种自然生物群落 森林 草原 水生生物等 原子利用率 原子利用率微目标产物的量 一般为质量 与按化学计 量式多的所有产物的量的和之比 用原子利用率可以衡量在一个化学 反应中 生产一定来那个的目标产物到底会生成多少的废物 环境商 EQ 环境商EQ定义为EQ E Q 式中E为环境因子 Q为根据 废物在环境中的行为给出的废物对环境的不友好程度 用于评价一种 合成方法 一个过程对环境的好坏 环境因子 环境因子 E因子 定义为E 废物质量 目标产物质量 在 这里 对于每一种化工产品而言 目标产物以外的任何物质都是废物 2 为什么要大力发展绿色化学 答 A 大力发展绿色化学是人类社会可持续发展的必然要求 一个世 纪依赖 为满足人类社会和工业生产的需要 化学取得了十分辉煌的 进步 创造了巨大的功绩 但是由于受陈旧的思想禁锢 化学工业给 整个自然界带来了巨大的灾难 使地球的生物多样性和生态环境遭受 巨大破坏 但是 我们都知道 离开了化学工业 人们的物质生活水 平将手机大的限制 我们也不能再像以前一样只是靠转移生产地而解 决我们所面临的殊多问题 我们既要为开创更加美好的生活而发展化 学和化学工业 又不能让化学品生产过程和化学品破坏我们的环境 这就要求我们大力发展既能支撑经济发展 又能满足环境需要 以保 证可持续发展的新的化学 绿色化学 精品文档 3欢迎下载 B 发展绿色化学是科学技术和经济发展的需要 目前 各化学工业公 司一方面受到生产化学品成本的压力 另一方面也受到国家法律法规 公众的关于减少环境污染或污染物处理的强大社会压力 它们一方面 要想方设法降低成本 提高效率 另一方面又要因为治理污染物而增 大成本 因此 要发展化学工业从而发展经济 就必须寻求新的原理 和方法 发展新的技术 以降低化学品生产的显性和隐性成本 另外 对于一些行业 要治理其产生的污染物所需的费用可能比它的本身产 生的效益还要大 如果没有新的技术 这些行业就只能破产关门 因 此 必须大力发展绿色化学 3 绿色化学及其与环境污染治理的异同 答 同 总的来说绿色化学和环境污染治理的目标是相同的 异 不可否认 最近几十年来 化学 化工 环境保护在如何减少许多 化学品在生产和使用过程中的危险性反面做了很多有益的工作 发展 了许多有创造性的处理化学废物的方法 发展了许多减轻化学废物堆 放场所危险性的方法以及弥补化学造成危害的方法 发展了许多分析 检测空气污染 水污染和土壤污染的方法和处理污染的技术 发展了 许多控制污染物暴露的方法和技术 这些对改善人类生存环境 提高 人类社会生活质量无疑是十分有益的和必要的 但它只是一种治标的 方法 不能称为绿色化学 绿色化学利用化学来预防污染 不让污染 产生 而不是处理已有的污染物 4 什么是绿色化学品 怎样设计安全的化学品 答 绿色化学品的定义是 在生产使用过程中不会对人造成直接或间 接伤害且不会对环境造成直接或间接污染的化学品 设计安全有效化 学品包括如下两个方面的内容 1 新的安全有效化学品的设计 人类社会和科学技术的发展需要具 有某种功能的新型分子 这就需要我们根据分子结构与功能的关系 进行分子设计 设计出新的安全有效的目标分子 精品文档 4欢迎下载 2 对已有的有效但不安全的分子进行重新设计 是这类分子保留其 原有的功能 消除掉其不安全的性质 得到改进过的安全有效的分子 5 举例说明原子经济反应是不产生污染的必要条件 答 原子经济性 AtomEconomy 是指反应物中的原子有多少进入了产物 一个理想的原子经济性反应 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 的反应 如 反应物中的所有原子都进入了目标产物溴代烷烃中 反应的原子利用 率达到了100 没有副产物生成 即节约了资源又消除了副产物污染 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 答 在设计新的安全有效的合成路线时 既要考虑到产品的性能优良 价格低廉 又要使产生的废物和副产品最少 对环境无害 当然其难 度可想而知 对一个结构较为复杂的分子进行逆合成分析时 第一步 时可以找出N种合成方法 那么进行第二步搜索时就可找出N2种方法 如此类推 到第五步时将有N5种合成路线 如果一条一条地进行实验 要花许多的时间和经费 如果让人对这些合成路线进行取舍 也是不 可能的 只有借助与计算机 赋予它某种 智能 让其按我们指定 的方法自动地比较所有可能的合成路线 随时排除不适合的路线以便 找出最终的经济 不浪费资源 不污染环境的最佳合成路线 方法 1 建立一个尽可能全的化学反应的资料库 对计算机进行训练 告 诉并教会计算机 哪些物质在一起在什么样的条件下会发生什么样的 化学反应 2 提出要求 即确定目标产物及可能采用的原料 3 让计算机找出能生产目标产物的反应及所需原料 精品文档 5欢迎下载 4 以上一步的原料为目标产物再做搜寻 找出该目标产物的合成反 应及原料 直到得出我们预定的原料 5 比较各条可能的反应路线的经济技术性及环境效应 从中选出最 佳途径 7 怎样在反应过程中使化学反应绿色化 答 要在反应过程中使化学反应绿色化就要寻找新的转化方法 一是 催化等离子体方法 二是电化学方法 三是光化学及其他辐射方法 8试论分析化学在绿色化学发展中的作为 答 这一问题受到如下原理的制约 我们不能控制我们不能检测到 的物质 要完成这一使命 就需要精确可信的敏感元器件 监测器 件和分析技术 同时 要满足绿色化学的需要 就需要发展在线的 与时间有关的分析技术 这样当有极少量有毒物质生成时就可反馈调 节过程参数 以减少和消除这些物质的生成 另一关于分析化学应用 的例子就是监测反应是否已进行完全 在许多情况下 要向反应体系 连续加入反应试剂直到反应进行完全 如有实时的在线分析方法 就 可避免因加入过量的试剂而造成废物的污染 9 简述绿色化学12原则 绿色化学的十二条原则 1 防止污染优于污染治理 防止废物的产生而不是产生后再来处理 2 提高原子经济性 合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最 终产物中 3 尽量减少化学合成中的有毒原料 产物 只要可能 反应中使用和 生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小 4 设计安全的化学品 设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量 精品文档 6欢迎下载 使其无毒或毒性很小 5 使用无毒无害的溶剂和助剂 尽量不使用辅助性物质 如溶剂 分 离试剂等 如果一定要用 也应使用无毒物质 6 合理使用和节省能源 合成过程应在环境温度和压力下进行 能量 消耗越小越好 应能为环境和经济方面的考虑所接受 7 原料应该可再生而非耗尽 只要技术上和经济上可行 使用的原材 料应是能再生的 8 减少不必要的衍生化步骤 应尽量避免不必要的衍生过程 如基团 的保护 物理与化学过程的临时性修改等 9 采用高选择性催化剂 尽量使用选择性高的催化剂 而不是提高 反应物的配料比 10 产物应设计为发挥完作用后可分解为无毒降解产物 设计化学产 品时 应考虑当该物质完成自己的功能后 不再滞留于环境中 而可 降解为无毒的产品 11 应进一步发展分析技术对污染物