绿色化学与可持续发展课件

(supercritical)状态；当液温态度低固于态 31 ℃时，只
要压强足够大，就可以得到快 或 溶二解氧
化碳。超临界二氧化碳和液态二氧化碳扩散
速率 ，可以很好地
相对分子质20以量内比较
小的有机化合物，如碳原子数在 表面活的性剂脂
肪烃、卤代烃、醛、酮、酯等；若再加入适
当的
，又可以溶解许临界多二工氧业化碳材料，
D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
解析 纯液态有机物多为烃，用有机物代替 水作溶剂与“节能减排”的思想相违背。
答案 D
(1)设计不使用易挥发的有机溶剂，以水溶液或 非挥发性有机溶剂为介质的涂料。
(2)设计的颗粒状或粉状的产品，微粒直径应大 于10 μm，避免随人的呼吸进入呼吸系统，引起 危害。
(3)设计可被微生物降解的塑料，如由乳酸聚合 生成的聚乳酸树脂。
环境污染问题
对生态环境造成危害
绿色化学产品的特征是：产品的使用不会引
起
再循环利用
降解
和
，不
会
；产品失去使用价
值后，可以
造成新产品，
或者可以在环境中
为无害物质。
现在，已有多种绿色化学产品问世。例如，化 学杀虫剂的新品种——二酰基肼，它能模仿昆 虫体内一种蜕化素的作用，引发昆虫蜕皮，调 节昆虫发育，从而扰乱昆虫的生长发育，使昆 虫 而且停最用食安量死全低亡，。最是同具目时选择前，它对最其有他效 动、物则是安全的，、 的昆虫控制剂之一。
较苛刻
，要求的反应
条件
。
硅铝酸盐
均一
如何设计和使用高效无害的催化剂，也就成
了绿色化学的重要内容。如一类结晶型
的
，具有 的微孔结构，能在
分子水平上筛分物质，可作为分子筛。分子 筛在催化剂领域中占有重要的地位。
3．溶剂的绿色化
科学家研究发现，温度低于31 ℃、压强超过
7.38 MPa超时临，界 二氧化碳处于
【慎思1】 产品绿色化的特征是什么？ 提示 产品的使用不会引起人类的健康问题 和环境污染问题，不会对生态环境造成危害； 产品失去使用价值后，可以再生循环利用制 造新产品，或者可以在环境中降解为无害物 质。
【慎思2】 绿色化学的核心内容是什么？
提示 ①原子的经济性
②不使用和产生有害、有毒物质
【慎思③3】物质可再生，循环使用。 你对“原子的经济性”如何理解？
1. 绿色化学的含义
绿色化学要求利用化学原理消除从污源染头减少或消除 ，
在化工产品的设计、生产及应用中使有用和害产物生质
的
化学。反应绿色化学要求化学工业
和 原子经济 “
过程以 ”(atomeconomy)为基本
原则零，排放在获取新物质的化学反应中充分利用参 与反应的原料的每个原子，实现
“
”(Zero emission)。
(4)设计要使所生成的化学产品是安全的——设计
(5)溶剂和辅料是较安全的——尽量不用辅料(如溶 剂或析出剂)，当不得已使用时，尽可能应是无 害的。
(6)设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化 学过程所需能量，还应考虑对环境和经济的效 益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强 下进行。
(7)用可以回收的原料——只要技术上、经济上是 可行的，原料应能回收而不是使之变坏。
(11)防止污染进程能进行实时分析——需要不断 发展分析方法，在实时分析、进程中监测，特 别是对形成危害物质的控制上。
(12)特别是从化学反应的安全上防止事故发生— —在化学过程中，反应物(包括其特定形态)的选 择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事 故的可能性降至最低。
【例1】 下列做法中不符合“绿色化学”思想的 是 ( )。
( )。
A．只有①
B．只有②
C．只有③
D．①②③
解析 ③直接氧化，一步反应的产率更高，而 且生成的丙酮也是重要的化工试剂。
答案 C
提高原子的利用率是指原料分子中的原子尽可能地转移到目标 物质的分子中
【体验 2】绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利
预期产物的分子量 用率表示反应物的原子量总和×100%。在下列制备环氧乙烷
如液聚态二合氧物化、碳 重油、石蜡、油脂、蛋白质、重
金属等。因此，可以用超
或
4．产品绿色化
当今社会的各个生产、生活领域已化学经产离品不
开
，但化危害学产品对人类自破身坏
的
、对生态环境的
也是不可忽
视的。唯一的出路是生产和使用对人类和环
境无害的化学产品。人们渴望对人类人类和的环健境康问题
无害的绿色化学产品。
2．绿色化学的主要原则
一些化学家曾提出绿色化学的12条原则，其
中关无键毒 的是无：害使用
可再、生资源
的原
料或
；生产利用的化学反应
是原充分子利经用济反应，即生产中使全用部的反应物在
反应中被
无，毒反应无害物中有各高元选择素的原
子 转入生成物中；生产过程使用的催化
剂是
，无毒 无、害
性的，要使低用的
溶剂也常应温常是压 、
A．以水性涂料代替油性涂料
B．以无磷洗涤剂代替含磷洗涤剂
C．实验后的有毒有害物质应分类收集，统一 处理
D．在通风橱中制取氯气时不用NaOH溶液吸 收尾气
解析 A．关于水溶性涂料和油性涂料问题：水 性涂料水为稀释剂，油性涂料就会以甲苯、二 甲苯、醋酸丁酯等有机溶剂为稀释剂，二者用 途不同，比如，用在工业建筑大楼，办公大楼 内外墙，就用水性的较好；如用在金属机件上， 管道，罐体会用到防腐隔热的油性涂料，但是 后者由于用到有机溶剂来溶解稀释，会污染环 境。B.含磷洗涤剂会导致水体富营养化；D.在 通风橱中制取氯气，多余氯气仍然会排入大气 中，因此要进行尾气处理。
的反应中，原子利用率最高的是
( )。
解析 本题以工业制备环氧乙烷的4种方法为例， 以介绍“绿色化学”和判断 “原子利用率”， 是信息迁移型试题，考查自学能力。由于C项反 应式只有一个生成物，其原子利用率为100%， 所以本题不用计算比较立即可得到答案为C。
答案 C
wenku.baidu.com究发现可可再生以使用
、
原材料等
资源代替污石染油严产重品来制备有机化资合源物枯竭，从而避
免生产过程中
的反应，同时解决
的问题。
2．催化剂绿色化
催化剂的使用提反高应速了率 生产效率 、
。
化学家研究并利用一些新的催化剂，找到了
许多新的合成化合物的反应路线，减少了化
学转化的步骤和使用的试剂，避免了反应废
物的增加。 有剧毒 但是，许多催化剂
提示 原子的利用率要尽可能最大(100%)
(1)防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理 和净化好得多。
(2)讲原子经济——应该设计这样的合成程序，使 反应过程中所用的物料能最大限度地进到终级 产物中。
(3)较少有危害性的合成反应出现——无论如何要 使用可以行得通的方法，使得设计合成程序只 选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的 物质。
(8)尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余 的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改 变物理、化学过程)，因为进行这些步骤需添加 一些反应物同时也会产生废弃物。
(9)催化作用——催化剂(尽可能是具有选择性的) 比符合化学计量数的反应物更占优势。
(10)要设计降解——按设计生产的生成物，当其 有效作用完成后，可以分解为无害的降解产物， 在环境中不继续存在。
答案 D
绿色化学的十二条原则中关键是： ①使用无害、无毒原料或可再生资源 ②原子经济性 ③催化剂和溶剂无毒、无害 ④反应低耗能
【体验1】 以节能减排为基础的低碳经济是保持社
会可持续发展的战略举措。下列做法违背发
展低碳经济的是
( )。
A．发展氢能和太阳能
B．限制塑料制品的使用
C．提高原子利用率，发展绿色化学
的；生产过程的能
耗
，化最学好意能外事在故
危下害实性 现；选择
化学生产过程中需要的物质降，解应尽量使发生
的几率和
降低到最低程度，得到的产
品在不能使用后要可
成无害物质。
1.原料绿色化
现代的许多有机合成工艺使用不石可油再炼生制的产品
为原料，在生产过程中，尤其在各种氧化反应
阶段，存在较多的污染严重的反农应业。性化生学物家性研
第二单元 绿色化学与可持续发展
什么是绿色食品？ 提示 绿色食品不是指食品的颜色，这里的绿色是环保、无 毒、无污染。
1．认识什么是绿色化学，理解提出绿色化学的 背景和宗旨。
2．能举例说明实施绿色化学的生产方针，了解 绿色化学生产的典型实例。了解实施绿色化 学要在哪些方面对传统化工生产的设计和工 艺进行改进。了解什么样的产品才是绿色化 学产品。
(4)开发清洁能源，如生产异构化烷烃含量高的 清洁汽油(它具有高的辛烷值，即抗爆性强)，取 代加有含铅化合物的汽油。
【例 2】从原料和环境方面的要求看，绿色化学提出一个提高 原子利用率的要求，尽可能不采用那些对产品的化学组成来 说没有必要的原料。现有下列 3 种合成苯酚的反应路线：
其中符合原子节约要求的生产过程是