绿色化学试题库

绿色化学的内涵：定义：采用最少的资源和能源消耗，并产生最小的污染排放的工艺过程。

目标：化学过程不产生污染，即污染消除于其产生之前根本思想：可应用于化学工业的所有领域，既可对一个总过程全面的绿色化学设计，也可对一系列过程中的*些单元操作、化学品进展绿色化学设计。

概念：把化学知识、技术和方法应用到所有化学品和化学过程，减少直到消除对人体安康和对环境有害的反响原料的使用、反响过程的利用、反响产物的生产和使用、反响溶剂的使用，尽可能不生成副产物，充分利用资源，适应可持续开展的需要；利用化学原理和方法减少或消除对人类安康、社区平安、生态环境有害的反响原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的新兴学科，是一门从源头上、从根本上减少或消除污染的化学。

绿色化学原理和应用复习
一、单项选择题〔每题1分，共10分〕
1、在臭氧变成氧气的反响过程中，氟利昂中的氯原子是〔D〕
A、反响物
B、生成物
C、中间产物
D、催化剂
2.原子利用率最不经济的反响类型是〔 D 〕
A、重排反响
B、取代反响
C、加成反响
D、消除反响
3.以环己烯为原料，可以与多种氧化剂反响得到己二酸〔反响均在一定条件下进展〕，以下氧化剂中可称为绿色试剂的是〔 B〕
A、高锰酸钾
B、过氧化氢
C、重铬酸钾
D、硝酸
4.形成酸雨重要污染源是〔 A 〕
A、SO2
B、NO
C、CH4
D、CO2
5.原子经济性在数值上用〔C〕等衡量
A、LD因子
B、EQ
C、原子利用率
D、产率
6.原子利用率100%的反响类型是〔C 〕
A、重振反响
B、取代反响
C、加成反响
D、消除反响
7.以下属于绿色溶剂的是〔A〕
A、水
B、聚酸二甲酯
C、氯仿
D、苯
8、工、农业及城市生活污水中含磷。

家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠)。

关于处理污水时要不要除去磷的说法正确的选项是〔 C 〕
A. 磷是生物所需的营养元素，不必除去
B. 含磷的污水是很好的肥料，不必除去
C. 含磷污水排到自然水中引起藻类增殖，使水变质，必须除去
D. 磷对人无毒，除去与否都无关紧要
9.自然界"酸雨〞形成的原因主要是〔 D〕
A. 未经处理的工业废水的任意排放
B. 大气中二氧化碳含量增多
C. 汽车排放的尾气和燃料不完全燃烧产生的气体
D. 工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼
10. 温室气体不包括〔B〕
A 二氧化碳 B氮气 C氮氧化物 D卤代烃类
11.〔C〕反响是原子经济反响。

A 取代 B消去 C重排 D置换
12.人体对化学品的吸收是指从与人接触处进入血液的过程。

下面〔B〕的吸收，吸收
垒厚度最大。

A 肠胃 B皮肤 C肺 D眼睛
13.下述〔A〕构造特征的分子对需氧生物降解无抗拒作用。

A 羟基 B卤代物 C 硝基 D多环残基
14.〔D〕不是通过设备的改良实现过程强化。

A 静态混合反响器 B微型反响器 C 整体式催化剂 D多功能反响器
二、填空题。

1、环境因子仅仅表达了废物与目标产物的相比照例，废物排放到环境中后，其对环境的影响和污染程度还与相应废物的性质以及废物在环境中的毒性行为有关。

2.大力绿色化学是可持续开展的必然要求，大力绿色化学是科学技术和经济开展的必然要求。

3、在生产商用亲电性物质时，不把产品直接做成亲电性的成品，而采用一些掩蔽剂把亲电基团掩蔽起来，使用时再用适当的试剂去掉掩蔽剂，使需要的亲电物质现场生成，这种方法称为掩蔽法。

这样，就减少了该产品在生产、运输和保存过程中的危险性。

4、化工过程强化是近年来开展起来的一个新兴研究领域。

它包括开展新设备和新技术，这些新设备和新技术与现行设备和技术相比，使反响体积变得更小，过程变得更清洁，能量的利用更为有效的任何化学工程的进步都可认为是化工过程强化。

化工过程强化可以通过设备改良来实现，也可以通过方法的改良来实现。

5、在水溶液及土壤环境中，有机物的降解机理主要是生物降解，这也是现代污水处理厂水处理的理论根底。

因此，通过分子设计不仅可增大化学品的平安性，同时也可增大产生的污染物的可处理性。

6、大局部对水生生物有毒的化学品都是通过麻醉作用而使水生生物中毒的。

特征致命化学品均有其特殊机理，其分子通常能与细胞大分子反响，从而产生除麻醉作用模式以外的其他毒性，称为特征的毒效模式。

7、绿色化学致力于研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学品的设计、制造和使用；研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学过程的设计和应用。

8、原子利用率到达100%的反响有两大特征：1〕最大限度地利用了反响原料，最大限度地节约了资源2〕最大限度地减少了废物排放〔因到达了零废物排放〕，因而最大限度地减少了环境污染，或者说从源头上消除了由化学反响副产物引起的污染。

9、寻找平安有效的反响原料主要是指：1〕用无毒无害的原料代替有毒有害的原料； 2〕使用可再生资源。

10、全球环境问题包括一、全球气候变暖；二、核冬天的威胁；三、臭氧层破坏；四、光化学烟雾和大气污染；五、酸雨；六、生物多样性锐减；七、森林的破坏；八、荒漠化。

11、大力开展绿色化学是人类可持续开展的必然要求，开展绿色化学同时也是科学技术和经济开展的需要.
12、能被生物体吸收的化学品，必须具备良好的水溶性和脂溶性。

通常用log P来衡量两者相对大小，log P的名称是辛醇-水分配系数。

对于绝大局部的非离子型有机物，当logP<2 和>8 时不表现水生毒性。

13、设计平安有效化学品的内部效应原则包括增大生物解毒性防止物质的直接毒性间接生物致毒性或生物活化。

14、有毒化学品可以从三种途径对人，对生命机体致毒，即接触致毒生物吸收致毒物质的固有毒性致
15、酶催化的反响通常都是高度专一高选择性原子经济性
三、名词解释
1. 环境因子即每生产1公斤的目标产物同时所生产废物的质量环境因子可衡量生产过程对环境的影响。

2.特征致命化学品有特殊机理：其分子通常能与细胞大分子发生*种特定的化学反响，产生除麻醉作用模式以外的其他毒性，这类现象称为特征型为特征型
3. 产毒构造有些物质没有直接的毒性但由于其分子的特殊构造它能在代谢过程中转化为有毒的物质这种构造特征称为产毒构造。

4分
4.Ⅱ相反响为结合反响。

内源代谢底物如葡萄糖醛酸盐、硫酸盐、乙酸盐和氨基酸与有毒陌生化学物质结合生成水溶性更大的物质从而容易排泄。

4分
5. 螯合作用是指金属离子与有机分子键合的过程通常有机分子中有2个或2个以上的供电原子如O N等与金属离子形成多个共价键如与Ni2+、Cu2+、Mg2+等最终形成环状构造通常O N配体与金属键合形成五元或六元环有机分子中的S原子也能与金属配位形成稳定的四元环。

4分
6. 电子等排物具有一样数目的原子、一样数目的电子切点子的排布方式一样因而有一样的电荷的一些物质和取代基。

以及除上述外具有相似分子形状和体积、大致相似的电子排布因而表现出相似物理化学性质的分子、原子、取代基等。

4分
7．环境商：环境商EQ=E×Q，式中E为环境因子，Q为根据废物在环境中中的行为给出的废物对环境的不友好程度。

环境商同时考虑了废物排放量和废物的环境行为本质的综合表现，能更为准确地评价一种合成方法、一个过程对环境地好坏。

〔4分〕
8. 定量构效关系：是指关联一系列物质生物活性与一种或多种物理化学性质的关系式。

在定量构效中，要把化学构造转化为描述物理化学性质的参数，而这些理化性质又是与生物反响相关的。

〔4分〕
9.催化剂设计：是指设计者按照自己的意图制造目标催化剂的工作，代表一种构思，即是对指定的反响，或者需要制造的*种产品，应该如何选用一种催化剂的知识逻辑分析。

这种设计出的催化剂应该是具有高度的专一性、高效的选择性，能取得最大的经济效益和环境效益。

〔4分〕
10."软〞化学物质：是指一种如此设计的物质，其保存了能完成其商用功能所需的构造特征，但当它被人体吸收后，又能很快通过非氧化过程分解为无毒的、易于排泄的物质。

〔4分〕
11.基团奉献法：是指设计具有*一活性的化合物时，如果化合物的这一活性是组成分子的1个或n个碎片或二级构造的奉献或奉献之和，而且同一碎片能作出的奉献在不同的化合物中是一样的，与其所处的化合物无关，则可以利用这样的1个或n个碎片或二级构造来设计具有所要求的特定活性的化合物。

〔4分〕
12.生物放大：是指在同一食物链上，随食物链向上一级进展，化学物质在组织中的浓度增大的现象。

〔4分〕
13.生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。

它包括植物、动物和微生物。

广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。

有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。

狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素〔简称木质素〕、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。

特点：可再生性。

低污染性。

广泛分布性。

四、简答以下各题〔30〕
1、原子利用率和原子经济性：原子利用率：即在化学反响中有多少反响物的原子转变到了目标产物中。

可以用下式定义：原子利用率＝〔目标产物的量/按化学计量式所得说有产物的量之和〕*100％＝〔目标产物的量/各反响物的量之和〕*100％
原子经济性：原子经济性是指反响物重的原子有多少进入了产物，一个理想的原子经济性的反响就是反响物中的所有原子都进入了目标产物的反响，也就是原子利用率为100％反响。

2、亲电性物质；其本身或者其代谢后的产物会与细胞大分子如DNA、RNA、酶、蛋白质等中的亲核局部发生共价相互结合。

这种不可逆的共价相互作用会严重影响细胞大分子的功能，可引发多种毒性，包括癌症、肝中毒、血液中毒、肾中毒、生殖系统中毒、发育系统中毒等的物质称为亲电性物质。

比方：卤化烃、环氧化合物、α，β不饱和羰基化合物及相关化合物、γ-二酮、异氰酸酯等。

3、实现化工过程强化的主要方法：化工过程强化主要包括开展新设备和新技术；即新技术和新设备的设备体积/产量比小、能量消耗少、废物排放少和本钱大为降低。

主要可以通过设备改良和方法改良来实现。

设备改良：对化学反响的设备的改良〔旋转盘反响器、静态混合反响器、静态混合催化剂体系、整体式反响器、微型反响器等〕和对其他操作过程的改良〔静态混合器、紧凑热交换器、微孔道热交换器、转动填充床、离心吸附器等〕。

改良方法：逆流反响器、反响蒸馏、反响提取、反响结晶、燃料电池、使用微波、、太阳能、等离子体技术等。

4、可生物降解物质的化学构造；具有以下构造特征的分子具有较好的生物降解能力：①具有水解酶潜在作用的物质会增大其生物降解能力〔比方酯、胺〕。

②在分子中引入以羟基、醛基、羧基形式存在的氧会增大其生物降解性。

③存在未取代的支链烷烃(尤其是大于4个碳的直链)和苯环时，由于可受氧化酶进攻，因而可增大其生物降解能力。

④水中溶解度大的物质更容易生物降解。

⑤相对低取代的化合物。

其中分子中含有可增大降解能力的氧尤为重要，许多化合物尤其是烃类降解的就是在氧化酶的作用下向分子构造中引入氧，而这一步通常是速率控制步骤。

5、Ⅰ相反响和Ⅱ相反响人体代谢陌生化学物质的过程中要发生两类化学反响，分别叫Ⅰ相反响和Ⅱ相反响.在Ⅰ相反响中，陌生化学物质通过氧化、复原和水解等过程转化为极性更大的代谢物，从而更容易溶解于水，因而更容易排泄。

在Ⅱ相化学反响中，内源代谢底物如葡萄糖酸盐、硫酸盐、乙酸盐或氨基酸与有毒陌生化学物质结合，生成水溶性更大的物质从而更有利于排泄。

6离子溶液有哪些优点？
答： 1〕可操作温度范围大〔-40—300℃〕，因而可进展各种动力学控制；2〕对大量的无机物、有机物、和高分子化合物有很大的溶解度，因而所需反响器的体积不大；3〕表现出Bronsted酸酸性、Franklin酸酸性和超强酸性；4〕蒸气压很小，几乎观察不到；5〕对水敏感但有的并不怕遇水，甚至能与水共同使用，故易于工业应用；6〕热稳定性较好；7〕相对廉价易于制备。

7、设计平安有效化学品的一般原则；
答： 1、"外部〞效应原则，主要是通过分子设计，改善分子的与其在环境中的分布、人和其他生物机体对它的吸收性质等重要的物理化学性质，从而减少它的有害生物效应。

通过分子构造设计、从而增大物质降解速率、降低物质的挥发性、减少分子在环境中的残留时间、减少物质在环境中转变为具有有害生物效应物质的可能性等均是重要的"外部〞效应原则例子。

2、"内部〞效应原则，通过分子设计到达以下目标：增大生物解毒性，防止物质的直接毒性和间接生物致毒性或生物活化。

增大生物解毒性包括把分子设计为本身是亲水性的或很容易与葡萄糖醛酸、硫酸盐或氨基酸结合，从而加速其泌尿系统或胆汗中排除。

8、超临界流体用作化学反响溶剂的优点：
1通过压力变化，在"象气相〞和"象液相〞之间调节其性质，即其性质在接近于气体或液体性质之间变化，为更好实现化学反响提供方便 2通过调节压力改变其密度，从而调节与密度相关溶剂性质(介电性、粘度等)，增大了对化学反响进展控制的能力和改变化学反响选择性的可能性 3超临界流体又具有*些气体的优点(粘度低、高气体溶解度、高扩散系数等)，这对快速化学反响、尤其扩散控制化学反响或包含有气体反响物的反响是十分有利的 4超临界二氧化碳的另一个优点是，二氧化碳不可能再被氧化，因而是理想的氧化反响的溶剂 5利用超临界二氧化碳中二氧化碳浓度高这一性质，使二氧化碳作为反响物的反响在超临界二氧化碳中进展，从而提高反响速度、甚至开发出新的反局限：1将超临界二氧化碳用作合成化学最大限制是其溶剂化性质，即物质在超临界二氧化碳中的溶解度 2不能用超临界二氧化碳作离子间反响的溶剂，也不能用超临界二氧化碳作用离子作催化剂的反响。

3不能用作路易斯碱反响物的溶剂
9、人体对化学品毒性的吸收方式以及预防措施？
答：〔1〕人体对化学品的吸收是指其从与人接触处进入血液的过程。

吸收可通过肠胃系统、肺和真皮吸收。

①肠胃系统吸收肠胃系统吸收肠胃系统吸收肠胃系统吸收，许多环境毒剂进入食物链、与食物一道被食入从而被肠胃系统吸收，空气中的毒物则通过呼吸进入肠胃系统。

②肺吸收，肺的功能是吸收氧气排除二氧化碳，具有很大的吸收外表积。

③真皮吸收，皮肤也是接触和吸收的重要器官。

〔2〕改变分子构造通常能减少或预防物质被肺、皮肤、肠胃系统吸收，因而毒性也就大为降低。

①减少肠胃系统吸收:a、通过分子修饰，增大其颗粒度或使其保持非离子化形式；b、通过分子修饰，增大其油溶性同时减少其水溶性；c、设计修饰分子使其相对分子质量大于500，熔点高于150℃或处于固态；d、用多种取代基联合作用，使分子在pH≤2时强离子化，使极性变的很强不能穿越脂肪膜；e、含有硫酸根的分子难于穿越生物膜、且有良好水溶性。

②减少肺吸收：a、设计分子使其挥发性降低；b、设计分子使其具有更低水溶性或具有更高熔点，或使其颗粒度大于5μm；③减少皮肤吸收减少皮肤吸收减少皮肤吸收减少皮肤吸收：a、设计分子使其为固体；b、设计分子使其具有更大的极性或具有离子性；c、增大颗粒度或相对分子质量及分子大小。

10、如何进展构造和物理化学性质的调变：1辛醇—水分配系数(log P或log Kow)2水溶性3分子大小和相对分子量4离子对5两性离子6鳌合作11、超额毒性：指特征毒性型物质表现出的超过由麻醉模型QSAR所得推测值的毒性即超
额毒性=TAT-TAP TAP——基于麻醉型毒性的QSAR推测的毒性 TAT——毒性实测值在利用QSAR推测毒性时，一定要注意QSAR方程的使用条件，不能用基于麻醉型机理的QSAR方程来推测亲电性物质的毒性12、许多物理和化学因素会影响对水生生物的毒性影响，其包括水溶性、油溶性、颜色、形成内盐、酸性、碱性、分子大小、最小截面直径、物理状态等13、化学品的毒性:
1、有些物质没有直接的毒性，但由于其分子的特殊构造，它能在代谢过程中转化为有毒的物质，这种构造特征称为"产毒〞(To*icogenic)构造 2 、物质的毒性均来源于"毒性载体〞与细胞生物活性分子位的相互作用。

化学品"毒性载体〞与生物分子相互作用称为"毒性动态学相14、分散: 分散是指人体吸收有毒物质后，有毒物质在体内的运动情况。

代谢: 人体吸收物质后会试着通过大小便将无营养价值的局部排泄出来。

酶催化过程：把吸收的物质转化为水溶性更大、更容易排泄的物质,又称为代谢(Metabolism)或生物转化。

15、设计平安有效化学品的方法：一、毒理学分析及相关分子设计二、利用构效关系设计平安的化学品三、利用基团奉献法构筑构效关系四、利用等电排置换设计更加平安的化学品五、"软〞化学设计六、用另一类有一样成效而无毒的物质替代有毒有害物质七、消除有毒辅助物品的使用16、绿色化学十二条原则: 1、不让废物产生而不是让其生成后再处理。

2、最有效地设计化学反响和过程，最大限度的提高原子经济性。

3、尽可能不使用、不产生对人类安康和环境有毒有害的物质。

4、尽可能有效的设计成效卓越而又无毒无害的化学品。

5、尽可能不使用辅助物质、如需使用也应是无毒无害的。

5.在考虑经济和环境效益的同时，尽可能使能耗最低。

7.技术和经济上可行时应以可再生资源为原料。

8.应尽可能防止衍生反响9.尽可能使用性能优异的催化剂10.因设计功能终结后可降解为无害物质的化学品11.应开展实时分析化学，以监控和防止有毒有害物质的生成12、尽可能选用平安的化学物质，最大限度地减少化学事故发生。

17、采用超临界流体作为反响介质定义：超临界流体(SCF)是指处于超临界温度和超临界压力下的流体，是一种介于气态和液态之间的状态，其密度接近液体，因而有常规液态溶剂的溶解度；其粘度接近气态，因而又具有很高的传递速度。

特点：1具有很高的可压缩性，其溶解度、粘度和密度等性能均可由压力和温度的变化来调节。

由于这些性质，超临界流体在提取、萃取、色谱别离和作为反响溶剂等方面都表现出特有的优越性。

2超临界流体：价格低廉、无毒无害且其性质可调节等。

3由于超临界条件在不同的超临界区域内有不同的流体性质，可以通过控制超临界流体的超临界条件来调整其性质，以满足化学反响所需的介质条件。

18、水作溶剂的两相催化法：利用水溶性均相络合催化剂，其在水中有很大溶解度，和有机反响物组成两相催化体系，反响在有机相和水相的见面上进展，利用催化剂中心原子配体性质、外表活化剂等，使体系在两相界面上形成胶束，以增大两相接触界面，并增大界面上反响物的局部浓度，利用胶束的构造效应还可控制产物的立体选择性优点：1反响条件温和、活性高、选择性好，反响之后有机相和水相极易别离 2 用水作溶剂防止了有机溶剂对环境的污〔化学过程分析、样题〕1.旧的生产过程中，由于苯的氯化过程生成的副产物多，别离麻烦，氯代芳烃对人核环境有累计性危险，同时反响过程中生成的氯化氢腐蚀性严重，加上反响步骤多，总收率低，因此生产本钱高。

〔4分〕新的生产过程与旧生产过程比拟，反响原料虽然仍然包括硝基苯和苯胺，但不用苯氯化制造氯苯，反响步骤减少，所用的四甲基氢氧化铵又能循环
使用，因此生产本钱显著降低。

由于反响过程中的副产物是生产的水，对环境友好。

〔4分〕
2. 等电排置换是设计平安化学品的有效方法之一。

通过等电排置换，可以在保持其药效或成效不便的前提下，赋予*药物或化学品*些生物性、增强*些生物活性或减少其生物活性，大大降低其毒性，增大其可降解性等环境友好的性能。

〔3分〕
3.⑴可降解的基团有：具有水解酶潜在作用位的物质会增大其生物降解能力；在分子中引入以羟基、醛基、羧基形式存在的氧会增大其生物降解性；存在未取代的直链烷基和苯环时，由于可受氧化酶进攻，因而可增大其生物降解能力；水中溶解度大的物质更容易生物降解；相对低取代的化合物。

〔4分〕⑵不可降解的基团有：卤代物，尤其是氯化物和氟化物；支链物质，尤其是季碳和季氮或是极度分支的物质；硝基，亚硝基，偶氮基，芳氨基；多环残基；杂环残基；脂肪族醚键；高取代的化合物比低取代的化合物更不易降解。

〔4分〕
4.实现化工过程强化的方法？化工过程强化是近年来开展起来的一个新兴研究领域。

它包括开展新设备和新技术，这些新设备和新技术与现行设备和技术相比，使反响体积变得更小，过程变得更清洁，能量的利用更为有效的任何化学工程的进步都可认为是化工过能量的利用强化。

化工过程强化可以通过设备改良来实现，也可以通过方法的改良来实现。

通过设备改良实现过程强化，设备的改良包括对进展化学反响的设备的改良和对其他操作过程设备的改良。

1、静态混合反响器 2、整体式催化剂 3、微型反响器。

改良方法实现过程强化方法上的改良是过程强化的另一个重要方面。

1、多功能反响器，多功能反响器是将传统多功能反响器需要多个设备完成的功的集成在一个反响器中，以提高化学转化率和反响器的集成度。

2、膜反响器；膜反响器也是把反响功能与别离功能集成在一起的一种多功膜反响器。

5.简述可生物降解的物质的物质构造？可生物降解的化学构造具有如下构造特征的分子具有较好的生物降解能力〔1〕具有水解酶潜在作用位的物质会增大其生物降解能力〔比方酯、胺〕。

〔2〕在分子中引入以羟基、醛基、羧基形式存在的氧会增大其生物降解性。

〔3〕存在未取代的直链烷基〔尤其是大于4个碳的直链〕和苯环时，由于可受氧化酶进攻，因而可增大其生物降解能力。

〔4〕水中溶解度大的物质更容易生物降解。

〔5〕相对低取代的化合物。

6.绿色化学研究领域是什么，并简要说明。

绿色化学致力于研究经济技术上可行的、以环境不产生污染的、对人类无害的化学品的设计、制造和使用；研究经济技术上可行的、对环境不产生污染的、对人类无害的化学过程的设计和应用。

简言之，绿色化学就是把化学知识、化学技术和化学方法应用于所有的化学品和化学过程，以减少直到消除对人类安康和对环境有害的反响原料的使用、反响过程的利用、反响产物的生产和使用、反响溶剂的使用，尽可能不生成副产物，更加充分地利用资源，以适应可持续开展的需要。

一、设计平安有效的目标分子。