国科大17绿色化学与化工期末复习要点

1.两个原因：1：植物腐化后产生的气体2：汽车尾气、化工厂烟气的排放。

光化学烟雾：大气中的HC和NOx等为一次污染物，在太阳光中紫外线的照射下能发生化学反应，衍生出二次污染物。由一次污染物和二次污染物的混合物(气体个颗粒物)所形成的烟雾污染，称为光化学污染。NOx是这种烟雾的主要成分，主要是由高浓度的氧化剂存在而造成的。

2.绿色化学的定义与目标：绿色化学就是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。

目标是：化学过程不产生污染，即将污染消除于其产生之前。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。如何从源头上防止污染，从根本上减少或消除污染，提高反应的原子经济性，实现废物的“零排放”，这是绿色化学追求的首要目标。

绿色化学与化学污染有什么异同：最终目标相同，减少化学对人类生存环境的污染。异：传统的环境保护方法是治理污染，或曰污染的末端治理，也就是研究已有污染物对环境的污染情况，研究治理这些已经产生了的污染物的原理和方法，是一种治标的方法。绿色化学是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。

3.原子利用率是一种定量的度量，是衡量用不同路线合成同一特定产品时,对环境影响的快速评估方法。

原子利用率=目标产物的量/按化学计量式所得的所有产物的量之和×100% =目标产物的量/各反应物的量之和×100%

环境因子(E因子)：在一个化学反应过程中，所生成废物质量占目标产物质量的比值。用以衡量生产过程对环境的影响程度；废物概念：相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。

环境商(EQ)：是化工产品生成过程中产生废弃物量的多少、物化性质及其在环境中的毒性行为等综合评价指标，用以衡量合成反应对环境造成影响的程度。也是环境效益的一个评价指标。EQ=E×Q，环境因子*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。

4.原子经济性：是指反应物中的原子有多少进入了产物。

不产生污染的必要性：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。

5.怎样设计安全的绿色化学品：1.新的安全有效化学品的设计2.对已有的有效但不安全的分子进行重新设计。

6.简述绿色化学的十二条原则：1、防止污染优于污染治理：防止产生废弃物，从源头制止污染，而不是在末端治理污染2、提高原子经济性：合成方法应具“原子经济性”，即尽量使参加过程的原子都进入最终产物3.无害化学合成：在合成中尽量不使用和产生对人类健康和环境有毒有害的物质，减少有危险的合成反应。

4.设计安全化学品：设计具有高使用效率、低环境毒性的化学产品

5.采用安全的溶剂和助剂：尽量不使用溶剂等辅助物质，不得已使用时它们必须是无毒的。

6.提高能源利用效率：生产过程应该在温和的温度和压力进行，使能耗最低，高效率地使用能量

7.利用可再生资源合成化学品：尽量采用可再生的原料，特别是用生物质代替石油和煤等矿物原料

8.减少衍生物：当进行多步合成反应时，常常有必要将敏感官能团保护起来防止其发生不希望的反应，或暂时把一种化合物转化成它的盐而易于分离.然而，这两种做法都要求有额外的步骤而增加反应

物、时间和能量。如有可能应避免或最大程度减少不必要的衍生作用(使用屏蔽

基因、保护／复原、物理／化学的暂时变更)，因为这些步骤需要附加的试剂并

可能产生废物9.采用高选择性的催化剂：合成方法中尽可能选择高选择性的催

化剂，优于使用化学计量试剂10.设计可降解化学品：化学产品使用完后应能降

解成无害的物质并且能进入自然生态循环11.预防污染的现场实时分析：发展实

时分析技术，以便监控有害物质的形成12.防止生产事故的安全工艺：选择合适

的参加化学过程的物质及生产工艺,尽量减少发生意外事故的风险。

7.绿色化学实现途径：1设计安全有效的目标分子：①新的安全有效化学品的设计②对已有的的有效但不安全的分子进行重新设计2寻找安全有效的反应原料

①用无毒无害原料取代有毒有害原料②以可再生资源为原料3寻找安全有效的

合成路线①反应原料应该价格便宜、易得②制备与操作过程简单、安全、环境友

好③反应快速、目标产物的产率尽可能高4寻找新的转化方法，寻找非传统的

转化方法，催化等离子体法、电化学法、光和其他辐射转化、太阳能的利用5寻

找安全有效的反应条件①寻找安全有效的催化剂②寻找安全有效的反应介质。8.催化剂是一种能够改变一个化学反应的速率，却不改变化学反应热力学平衡，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质。

作用：加快反应速度，提高生产效率、提高选择性，控制反应方向或产物构成、

缓和反应条件

特征：循环过程、热力学可行、改变速度不改变平衡位置、具有选择性。

分类：多相反应固体催化剂、均相反应催化剂、酶催化剂

固体催化剂的构成：主催化剂、助催化剂、共催化剂、载体。

催化已经在减少环境污染方面引起到了重要作用。利用催化剂减少和消除发电厂

废气及汽车尾气中的NOx的排放，以改善空气的质量/利用催化剂以减少挥发性

有机溶剂的使用/利用催化技术取代使用氯或有含氯中间物的合成方法和过程，

并减少污染物的生成/改善反应条件，降低化学反应的能耗：减少CO2的排放/提高选择性：减少副产物和其他废物的排放。

催化过程是符合绿色化学要求的化学过程，在新的、不产生污染的合成途径中将

继续发挥重要的作用。缩短反应步骤，提高原子经济性，减少副产物和其他废物

的排放/消除有毒有害的反应原料、试剂的使用/改善化学反应条件/淘汰有污染的

反应过程。

9.催化剂设计的原则和要素。一般原则:总目标：高活性、高选择性、尽可能廉价，能取得最大的经济效益和环境效益。

要素：活性、选择性、稳定性或寿命、对人、对环境是否无害/可根据反应类型、

反应分子的活化方式等选择催化剂的类型和可选用材料，找出最适宜催化剂/用

实验证实设计的可行性，若实验证明设计不合理，则又从头开始重新进行设计。

10.绿色化学中怎样改变反应试剂达到绿色生产的目的。①采用无毒无害的试剂代替有毒有害的试剂，如：碳酸二甲酯取代光气和硫酸甲酯作甲基化试剂②借助外场（光、声、磁、电等）诱导取代试剂的使用③用催化氧化取代化学试剂氧化反应④用催化加氢取代化学试剂还原反应⑤反应试剂的负载化。

11.完全由一种正离子和一种负离子组成，在室温下呈液态的化合物，称之为室温离子液体，离子液体是室温离子液体的简称。

优点：温度范围大(-40~300℃)；对无机物、有机物和高分子的溶解度高；有Bronsted酸性、Franklin酸性和超强酸性；蒸汽压很小；有的不怕水；热稳定性好；相对便宜。