2025年大学《资源化学》专业题库- 绿色化学技术在工业生产中的应用

2025年大学《资源化学》专业题库——绿色化学技术在工业生产中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题均有多个正确选项，请将正确选项的代表字母填写在题干后的括号内。多选、错选、漏选均不得分。）1.下列哪些属于绿色化学十二原则中关于“安全”的要求？（）A.使用更安全的化学品B.设计安全的化学品C.使用安全的溶剂D.减少衍生物生成2.在资源化学工业中，下列哪些过程或技术体现了提高原子经济性的原则？（）A.高效的矿石选矿，最大限度分离有用矿物和脉石B.使用高选择性催化剂，提高目标产物的收率，减少副产物C.开发化学回收方法，将废弃物转化为有价值的资源D.采用连续流反应器，替代传统的间歇式反应，减少物料损失3.下列关于绿色溶剂的说法，正确的是？（）A.水作为一种绿色溶剂，具有来源广泛、价格低廉、环境友好的优点B.超临界流体（如超临界CO2）可以作为绿色溶剂，且选择性高C.离子液体是一种新型绿色溶剂，具有低毒、不燃、可循环等优点D.使用绿色溶剂的根本目的是降低生产成本4.下列哪些资源化学工业过程或环节是绿色化学技术重点关注的领域？（）A.矿产资源的绿色开采与减量化开采技术B.金属湿法冶金过程中的低耗、低污染技术C.煤炭等化石资源的清洁高效转化利用技术D.工业废水、废气、废渣的资源化与无害化处理技术5.生命周期评价（LCA）在资源化学工业中的应用主要体现在？（）A.评估某一资源化学产品从摇篮到坟墓整个生命周期的环境负荷B.比较不同资源化学工艺方案的环境影响，为工艺优化提供依据C.识别资源化学工业过程中的主要环境热点问题D.直接决定某一资源化学工艺是否能够被采用二、填空题（每空2分，共20分。请将正确答案填写在横线上。）1.绿色化学的核心思想是______，旨在从源头上减少或消除有害物质的使用和产生。2.原子经济性是衡量化学反应______程度的重要指标，绿色化学追求的是______的原子经济性。3.在资源化学工业中，______技术是提高反应选择性和效率，减少副产物生成的重要绿色化学手段。4.使用______替代传统有机溶剂，是资源化学工业实现溶剂绿色化的重要途径之一。5.评价资源化学工业过程的环境影响，除了关注排放物，还应考虑______、______和______等资源消耗指标。三、名词解释（每小题3分，共15分。请给出下列名词的简要定义。）1.原子经济性(AtomEconomy)2.绿色溶剂(GreenSolvent)3.生物催化(Biocatalysis)4.可再生原料(RenewableFeedstock)5.事故预防(AccidentPrevention)四、简答题（每小题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述绿色化学十二原则中“使用安全的溶剂”原则在资源化学工业中的应用意义。2.与传统高温高压湿法冶金相比，绿色湿法冶金技术有哪些主要优势？3.简述生物质资源作为可再生原料在资源化学工业中应用的潜力。4.在资源化学产品的设计和开发中，应遵循哪些绿色化学理念？五、论述题（每小题10分，共20分。请结合具体实例，深入分析和阐述下列问题。）1.论述绿色化学技术对实现资源化学工业可持续发展的作用。2.选择一种你熟悉的资源化学工业过程（如金属冶炼、材料合成等），分析其中存在的主要环境问题，并提出相应的绿色化改造方案或应用绿色化学技术的具体思路。六、案例分析题（共15分。请阅读下列案例，并回答问题。案例：某铜冶炼企业采用传统的火法冶金工艺。该工艺存在能耗高、SO2排放量大、粉尘污染严重等问题。近年来，该企业开始引入绿色化学技术进行改造，采取了以下措施：*使用低硫熔剂，降低SO2排放。*对烟气进行高效净化，回收SO2用于生产硫酸。*改进冶炼设备，提高能量回收利用率。*研究湿法冶金新工艺作为补充，以期进一步降低能耗和污染。*探索尾矿资源化利用途径，生产建筑用材料等。问题：（1）请分析该铜冶炼企业采取的上述措施分别体现了绿色化学的哪些原则或理念？（至少列举四点）（8分）（2）请评价该企业绿色化改造的初步成效，并指出未来可能继续探索的绿色化方向。（7分）试卷答案一、选择题1.ABC2.AB3.ABC4.ABCD5.ABC二、填空题1.源头预防2.转化；最大3.催化4.绿色溶剂5.能源；水；土地三、名词解释1.原子经济性：指反应物转化为目标产物的原子利用率，即反应中生成的目标产物所包含的原子质量占所有反应物总质量的百分比。高原子经济性意味着反应过程更高效，废物产生更少。2.绿色溶剂：指对人类健康和环境危害小的溶剂，包括水、超临界流体、离子液体、某些天然溶剂等。其选用旨在减少溶剂对操作人员和环境的影响。3.生物催化：指利用酶或微生物作为催化剂进行化学反应的技术。酶具有高效、高选择性、反应条件温和等优点，在资源化学工业中可用于生物转化、降解等。4.可再生原料：指可自然再生或通过人工栽培/养殖等方式可持续获取的原料，如生物质、太阳能、风能等。使用可再生原料有助于减少对有限化石资源的依赖。5.事故预防：指通过风险评估、过程设计优化、安全操作规程等措施，预防或减少化学品事故（如泄漏、火灾、爆炸等）发生的活动。这是绿色化学安全原则的重要组成部分。四、简答题1.使用安全的溶剂原则要求优先选用对人类健康和环境危害小的溶剂。在资源化学工业中，这意味着应尽量选用水、超临界CO2等绿色溶剂替代易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的传统有机溶剂。这可以降低生产过程中的火灾、爆炸风险，减少有毒有害溶剂的挥发和泄漏对环境和操作人员造成的危害，提高生产安全性，符合绿色化学的可持续发展要求。2.传统高温高压湿法冶金通常能耗高、用水量大、产生大量含重金属废水，且部分工艺步骤使用强酸强碱，污染较重。绿色湿法冶金技术则致力于解决这些问题，其主要优势包括：使用更温和的反应条件（较低温度和压力），从而降低能耗；开发使用更少、更安全的溶剂（如水或绿色溶剂）；采用选择性高的萃取剂或浸出剂，提高金属收率，减少杂质引入；加强废水处理和金属回收，实现资源循环利用，减少污染物排放。3.生物质资源具有可再生、来源广泛、结构多样等优点，在资源化学工业中应用的潜力巨大。例如，可以利用生物质（如秸秆、纤维素、木质素）为原料，通过生物催化或化学转化技术，生产平台化合物（如乙醇、乳酸）、化学品（如琥珀酸、山梨醇）、生物基材料（如聚乳酸、生物塑料）等。这不仅可以替代部分化石资源，减少对不可再生能源的依赖，缓解能源压力，而且生物质转化过程通常条件温和，环境友好，有助于实现资源化学工业的可持续发展。4.在资源化学产品的设计和开发中，应遵循绿色化学理念，主要体现在：优先设计生产环境友好、使用安全、易于降解或回收的产品；采用原子经济性高的合成路线，减少废物产生；选用可再生资源作为原料；开发使用安全的化学品和绿色溶剂；关注产品的整个生命周期，进行环境影响评价，从源头到最终处置都考虑环境负荷和资源效率；设计产品使其易于拆解、回收和再利用。五、论述题1.绿色化学技术通过从源头上减少污染、提高资源利用效率、使用可再生原料、开发环境友好型化学品和工艺等途径，对实现资源化学工业可持续发展起着关键作用。它有助于降低资源化学工业对环境的影响，满足日益严格的环保法规要求，保护生态环境和人类健康；通过提高原子经济性、回收利用资源、优化工艺等，可以降低生产成本，提升经济效益；促进资源化学工业向环境友好、资源节约、循环经济的模式转型，增强产业竞争力；推动技术创新，培养高素质人才，为实现资源、环境与经济的协调发展提供技术支撑和保障。2.（示例：以金属湿法冶金过程为例）环境问题：传统湿法冶金常使用大量强酸（如硫酸）或强碱（如氢氧化钠）进行金属浸出，产生高盐、高酸的废水，含有重金属离子，对水体和土壤造成严重污染；浸出过程可能能耗较高；部分工艺使用的溶剂或萃取剂可能存在毒性或环境风险；部分金属回收率不高，有价值的金属流失到废渣或废水中。绿色化改造方案/思路：*开发低酸低碱或无酸无碱浸出工艺，如使用生物浸出（利用微生物作用）、电解浸出、选择性浸出剂等，减少废液产生和危害。*采用高效、高选择性的萃取或吸附技术，提高金属回收率，减少杂质污染，实现资源循环利用。*使用绿色溶剂替代传统有机溶剂，如采用超临界流体或水作为反应介质。*开发和使用环境友好的螯合剂或络合剂。*对废水、废气、废渣进行高效处理和资源化利用，如废水循环使用、废渣制备建材或提取有价组分。*优化反应过程，降低能耗，如采用微波加热、红外加热等高效加热方式。*探索电化学沉积等绿色电化学技术进行金属回收。六、案例分析题（1）该企业采取的措施体现了以下绿色化学原则或理念：*使用低硫熔剂，降低SO2排放，体现了绿色化学原则中的“使用更安全的化学品”和“事故预防”（减少有害物质使用和潜在事故）。*对烟气进行高效净化，回收SO2用于生产硫酸，体现了绿色化学原则中的“原子经济性”（提高资源利用率）、“使用安全的化学品”（处理和回收有害气体）和“设计安全的化学品/过程”（将污染物转化为资源）。*改进冶炼设备，提高能量回收利用率，体现了绿色化学原则中的“能效”和“使用可再生原料”（能源是资源，提高效率即减少消耗）。*研究湿法冶金新工艺作为补充，以期进一步降低能耗和污染，体现了绿色化学的“预防性原则”（寻求更优方案）和持续改进的理念。*探索尾矿资源化利用途径，生产建筑用材料等，体现了绿色化学原则中的“资源循环利用”（减少废物，实现物质循环）和“使用可再生原料”（将废弃物转化为资源）。（2）初步成效：该企业的绿色化改造取得了一定成效，主要体现在：SO2排放量得到控制；部分能源得到回收利用；探