绿色化学第1-3章

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思考题
三、写出下列化学物质的名字,并写出与其性质、用途等相 关的一句话 1、O2 6、NaCl 2、CO2 7、C6H6 3、He 4、CH4 5、H2O 9、C2H5ONa
8、C2H5OH
10、CH3OCH3
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第二章 绿色化学的兴起
人类深陷十大环境危机: 人类深陷十大环境危机: 全球变暖(温室效应 全球变暖 温室效应) 温室效应 臭氧层破坏 生物多样性减少(物种濒危 生物多样性减少 物种濒危) 物种濒危 森林锐减 土地荒漠化 大气污染(酸雨蔓延 大气污染 酸雨蔓延) 酸雨蔓延 水体污染(水资源不足 水体污染 水资源不足) 水资源不足 海洋污染(海洋生态危机 海洋污染 海洋生态危机) 海洋生态危机 固体废物(垃圾越来越多 固体废物 垃圾越来越多) 垃圾越来越多 人口猛增
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第一章 化学
一、化学是一门中心科学 2、化学与其它学科的关系 、 • 化学是很多学科的基础; 化学是很多学科的基础; • 化学是一门实用科学,其直接对应的工业为化 化学是一门实用科学, 学工业; 学工业; • 化学是一门创造性科学,其相应的化学研究组 化学是一门创造性科学, 织很庞大,如美国的化学会。 织很庞大,如美国的化学会。
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第一章 化学
一、化学是一门中心科学 1、化学与天然存在 、 • 化学定义:化学是一门试图了解物质的性质和 化学定义: 物质发生反应的科学。 物质发生反应的科学。 • 化学涉及存在于自然界的一切物质以及人类创 造的新物质。 造的新物质。 • 世界上的万物都是由化学物质构成的,多数以 世界上的万物都是由化学物质构成的, 化合物的形式存在。 化合物的形式存在。
课程性质及要求
• 本课程为考查课,总学时数为34学时。 • 考核形式 考核形式:平时成绩30%~40%, 期终考查60%~70%。 • 平时成绩 平时成绩:迟到、早退、事假、病假、 旷课、作业
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教材及参考书
汪朝阳.绿色化学通用教程.北京:中国纺织出版社, 1.汪朝阳.绿色化学通用教程.北京:中国纺织出版社, 2007 2007 2.仲崇立. 绿色化学导论.北京:化学工业出版社, 2000 3.贡长生、张克立. 绿色化学化工实用技术.北京:化学 工业出版社, 2002 4.沈玉龙、魏利滨、曹文华.绿色化学.北京:中国环境科 学出版社, 2004 5.顾国维、何澄. 绿色技术及其应用.上海:同济大学出 版社,1999 6.P.T.阿纳斯塔斯, J.C.沃纳.李朝军,王东.绿色化学理 论与应用. 北京:科学出版社, 2002
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思考题
一、判断题 1、化学是一门试图了解物质性质和物质发生反应的科学。 2、化学的历史可追溯到有历史记载以前的时期。 3、世界上的万物都是由化学物质构成的。 4、氦(He)是单原子分子。 5、地球上没有“与化学物质无关”的物质。 6、天然物质对人类总是有益的。 7、天然物中没有任何化学物质。 8、化学家也在为化学工业之外的许多领域进行工作。 9、相ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分子式的化合物具有相同的结构。 10、“反应停”的教训告诉公众:缺乏对化学的深入了解, 可能会导致严重灾难。 21
思考题
一、判断题 11、利用催化剂可以加快反应。 12、用箭头表示的化学方程式一定不可以用于计算。 二、选择题 1、化学物质由()等组成。 A、分子 B、原子 C、离子 D、光子 2、化学与()等很多的其他科学领域有关,对它们都有重 大的贡献。 A、农业科学 B、生物学 C、药学 D、环境科学 E、计算机科学 F、地质学 G、冶金学 H、物理学 3、化学反应可能向()的方向进行。 A、能量降低 B、熵增大 C、能量增大 D、混乱度减小
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教学内容
• 第一部分 • 第二部分 • 第三部分 • 第四部分 • 第五部分 • 第六部分 化学 方兴未艾的绿色化学 方兴未艾的绿色化学 绿色浪潮中的绿色化学 绿色工作与绿色经济 绿色伦理与绿色科技观 绿色社会需要人人参与
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第一部分 化学 ----受到挑战的中心科学
• 第一章 一门中心的、实用的和创造性的 一门中心的、 科学----化学 科学 化学 • 第二章 人类十大环境危机中的化学困惑 ----绿色化学的兴起 绿色化学的兴起
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药物化学 高分子化学 胶体与表面化学 燃料化学 橡胶
第一章 化学
二、化学基础知识 1、化学式 、
化学物质由分子、原子、离子等组成, 化学物质由分子、原子、离子等组成,它们通常都可 以用相应的化学式表示。 以用相应的化学式表示。 • 如氦气 如氦气(He)、(H2O) 、 (1) 分子组成的化学物质的化学式 • • 如水(H 、二氧化碳(CO2)、 甲烷 如水 2O)、二氧化碳 、 甲烷(CH4) 金刚石(C)、氦气 金刚石 、氦气(He) 如氯化钠(NaCl) 如氯化钠
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(2) 原子组成的化学物质的化学式 (3) 离子组成的化学物质的化学式
第一章 化学
二、化学基础知识 2、共价键与离子键 、
离子组成的化学物质中存在离子键。 离子组成的化学物质中存在离子键。 • 如氯化钠晶体中钠离子 如氯化钠晶体中钠离子(Na+)与氯离子 -)间的静电引 与氯离子(Cl 间的静电引 与氯离子 力。 与离子键相对应的是共价键。如苯 与离子键相对应的是共价键。如苯(C6H6)。 。
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第一章 化学
一、化学是一门中心科学 2、化学与其它学科的关系 、
表1-1 化学家的工作领域
工作领域 工作领域 占化学家 的比例(%) 的比例 食品 石油和天然气 仪器和医用仪器 肥皂和洗涤剂 涂料 塑料 占化学家的 比例(%) 比例 3 3 6 2 4 4
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基础类、专用类和农用化 21 学物质 医药、保健、和生化制品 26 非制造工业 其它制造业 橡胶 电子 14 13 2 2
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人居环境受到严重威胁
电厂对大气污染
可持续发展面临的问题—— 可持续发展面临的问题
北京遭遇的沙尘暴
太湖污染
全国主要城市空气污染综合指数
开设本课程的目的
• 环境污染、能源枯竭等问题是当前人们最为关 心的热门话题之一,传统化学、化工面临着人类 可持续发展要求的严重体挑战,而绿色化学化 工的兴起和发展,既可以从根本上保护环境,又 可以进一步促进化学工业生产发展,因此化学工 业的出路在于大力开发和应用基于绿色化学原 理产生和发展起来的绿色化学化工技术。
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第二章 绿色化学的兴起
二、一氧化氮NO 一氧化氮
危害:大气污染物之一, 危害:大气污染物之一,是形成酸雨的重要污染源之 一,能损害人体的呼吸系统。 能损害人体的呼吸系统。 消除NO的方法: 消除 的方法: 的方法
OH NO
催化剂
N2
新发现: 是一种重要的信使分子 是一种重要的信使分子, 新发现:NO是一种重要的信使分子,具有神奇的生 理调节功能,如有助于控制血压、 理调节功能,如有助于控制血压、可进行免疫调节和 神经传递、抑制血小板凝聚等生理功能。 神经传递、抑制血小板凝聚等生理功能。 NO昔日的“罪魁祸首”,今朝的“明星分子”。 昔日的“罪魁祸首” 今朝的“明星分子” 昔日的
O
N
*
O
O O
H
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第一章 化学
二、化学基础知识 4、化学反应式与反应方向 、
(1) 反应物、试剂、产物与条件 反应物、试剂、 对一个化学反应式的理解,需要注意区分反应物、 对一个化学反应式的理解,需要注意区分反应物、试 产物、条件等(尤其是有机化学的反应 尤其是有机化学的反应)。 剂、产物、条件等 尤其是有机化学的反应 。 • 举例如下。 举例如下。
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第二章 绿色化学的兴起
一、可燃冰
1、温室气体 、 温室气体种类: 温室气体种类:H2O、CO2、NOx、CH4等,其中最 、 重要的是CO2和CH4; 重要的是 有学者推测:若大气中 浓度翻一番, 有学者推测:若大气中CO2浓度翻一番,全球将变 暖5 ℃; 甲烷CH4在大气中的聚热效果是 在大气中的聚热效果是CO2的25倍,全球 甲烷 倍 以上。 变暖的作用 中, CH4占5%以上。 以上
第一章 化学
一、化学是一门中心科学 2、化学与其它学科的关系 、
表1-2 美国化学会的分会
小型化学企业 工业与工程化学 化学史 化学教育 化学文献 化学技术员 化学与法律 化学保健与安全 化学毒物学 分析化学 计算化学 无机化学 有机化学 物理化学 生物化学 生物化学技术 石油化学 地质化学 农业与食品化学 农药 环境化学
2 H2 + O2
KMnO4
2 H 2O
COOH COOH 副产物
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第一章 化学
二、化学基础知识 4、化学反应式与反应方向 、
(2) 化学反应的方向 决定分子转变为其它分子的化学反应的原理: 决定分子转变为其它分子的化学反应的原理: (1) 如果反应的产物比起始物质更不稳定 具有更高的能量 如果反应的产物比起始物质更不稳定(具有更高的能量 具有更高的能量) 这样的反应不会发生。 时,这样的反应不会发生。 (2) 即使反应是有利的,产物的能量比起始物质低,混乱 即使反应是有利的,产物的能量比起始物质低, 度比起始物质大,反应也不一定进行得很快。 度比起始物质大,反应也不一定进行得很快。 利用催化剂通常可以加快反应。 利用催化剂通常可以加快反应。
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第二章 绿色化学的兴起
一、可燃冰
2、甲烷及其水合物 、 天然气水合物:水分子与甲烷, 天然气水合物:水分子与甲烷,以及低分子量的烷 烃如乙烷、丙烷、丁烷,在低温高压环境下形成的 烃如乙烷、丙烷、丁烷, 类似冰状的固态结晶物质。 类似冰状的固态结晶物质。 可燃冰:常温常压下, 可燃冰:常温常压下,天然气水合物分解为水和甲 烷等烷烃,极易燃烧,俗称“可燃冰” 烷等烷烃,极易燃烧,俗称“可燃冰”。 存在:海底和北极永久冻土层内,中国南海、 存在:海底和北极永久冻土层内,中国南海、东海 也有发现。 也有发现。
绿色化学( 绿色化学(Green Chemistry)
绿色化学通用教程
化工学院:黄明泉
课件邮箱:hmq_lvsehuaxue@163.com 密码:123456789
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20世纪化学工业为衣、食、住、行、保 世纪化学工业为衣、 世纪化学工业为衣 健和娱乐以及国防安全提供了丰富的化 学物质, 学物质,也带来了不同程度的环境污染 21世纪绿色化学的进展将证明化学有能 世纪绿色化学的进展将证明化学有能 力推动经济和社会的可持续发展,保障 力推动经济和社会的可持续发展, 子孙后代的美满幸福生活
CH3 CH3 C CO2H HO2C H NH2
L-丙氨酸
H H2N
C
D-丙氨酸
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第一章 化学
二、化学基础知识 3、同分异构、手性与药物 、同分异构、
(2) 手性与药物 手性异构的存在与认识,对于药物开发具有重要意义。 手性异构的存在与认识,对于药物开发具有重要意义。 • 如药物“反应停 如药物“反应停(Thalidomide)”,其结构式如下: ” 其结构式如下:
H C H H C C C C C H H
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H
第一章 化学
二、化学基础知识 3、同分异构、手性与药物 、同分异构、
(1) 手性异构 在化学中,对具有相同分子式而结构不同的现象, 在化学中,对具有相同分子式而结构不同的现象,称 为同分异构。 为同分异构。 • 如乙醇和二甲醚,其结构式如下: 如乙醇和二甲醚,其结构式如下:
H H C H H C H OH H H C H O H C H
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H
第一章 化学
二、化学基础知识 3、同分异构、手性与药物 、同分异构、
(1) 手性异构 由一个碳原子连接四个不同基团而引起的异构现象, 由一个碳原子连接四个不同基团而引起的异构现象, 可称为手性异构(该碳原子称为手性碳原子 一般用* 该碳原子称为手性碳原子, 可称为手性异构 该碳原子称为手性碳原子,一般用 标记)。 标记 。 • 如丙氨酸存在L-丙氨酸和 丙氨酸 其结构式如下: 如丙氨酸存在 丙氨酸和D-丙氨酸,其结构式如下: 丙氨酸和 丙氨酸,
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开设本课程的目的
• 通过本课程的学习,掌握绿色化学与化工的基本 概念、基本原理,了解化学、化工生产中的资源 与能源合理利用及生态环境可持续性发展间的关 系。 • 达到开阔视野,拓宽知识面,便于从整体上认识 化学学科,树立既保护环境又推动工业生产发展 的新观念。 • 同时及时了解最新最热门的科学技术成果的研究 进展以及国内外发展状况,为成为知识渊博、研 究方向明确的高素质人才打下基础。 5
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