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绿色化学原理和应用复习
一、单选题（每小题1分，共10分）
1、在臭氧变成氧气的反应过程中，氟利昂中的氯原子是（ ）
A、反应物 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应类型是（ ）
A、重排反应 B、取代反应 C、加成反应 D、消除反应
3、以环己烯为原料，可以与多种氧化剂反应得到己二酸（反应均在一定条件下进行），下列氧化剂中可称为绿色试剂的是（ ）
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、SO2 B、NO C、CH4 D、CO2
5、原子经济性在数值上用（ ）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%的反应类型是（ ）
A、重振反应 B、取代反应 C、加成反应 D、消除反应
7、下列属于绿色溶剂的是（ ）
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是（ ）
    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；
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（ ）
    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、在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是（ ）

二、简答下列各题（30）
1、原子利用率和原子经济性：
答：原子利用率：即在化学反应中有多少反应物的原子转变到了目标产物中。可以用下式定义：
⑴ 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/各反应物的量之和）*100％   
⑵ 原子经济性：原子经济性是指反应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应就是反应物中的所有原子都进入了目标产物的反应，也就是原子利用率为100％反应。     
2、亲电性物质
答：其本身或者其代谢后的产物会与细胞大分子如DNA、RNA、酶、蛋白质等中的亲核部分发生共价相互结合。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。比如：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：
答：化工过程强化主要包括发展新设备和新技术；即新技术和新设备的设备体积/产量比小、能量消耗少、废物排放少和成本大为降低。主要可以通过设备改进和方法改进来实现。
⑴ 设备改进：对化学反应的设备的改进（旋转盘反应器、静态混合反应器、静态混合催化剂体系、整体式反应器、微型反应器等）和对其他操作过程的改进（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）。
⑵ 改进方法：逆流反应器、反应蒸馏、反应提取、反应结晶、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结构，具有以下结构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（比如酯、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结构中引入氧，而这一步通常是速率控制步骤。
5、Ⅰ相反应和Ⅱ相反应：
答：人体代谢陌生化学物质的过程中要发生两类化学反应，分别叫Ⅰ相反应和Ⅱ相反应.在Ⅰ相反应中，陌生化学物质通过氧化、还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相化学反应中，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。

三、用实例说明什么是电子等排物，以及电子等排物在安全化学品设计和绿色化学过程设计中的意义。
答：电子等排物：具有相同数目的原子、相同数目的电子切点子的排布方式相同，因而有相同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。如下列：         
1.—H,F； 2.—OH,--NH2； 3.-CH3,—SH,--Cl； 4.—N=,--CH=,--S—等；5.―CH2-,-NH-,-O-,-S-,-SiH2-
6.环结构中的CH=CH-,-S-;-O-,-NH- 等   
电子等排物在安全化学品设计和绿色化学过程设计中有重要意义。可以利用等电排置换，可能给某物赋予某些生物性、增强某些生物活性或减少其生物活性；还可以利用等电排置换在药物设计中，替换有毒的基团，而不降低其药性。
在设计更加安全的化学品方面，成功的例子是金属偶氮染料的设计，以及用硅取代物代替杀虫剂MTI-800。

四、举例说明绿色化学的主要研究领域：
绿色化学的主要研究领域主要在以下几个主要方面：
1.设计安全有效的目标分子：构效关系。设计安全有效化学品主要包括如下两个方面的内容：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。
2.寻找安全有效的反应原料，如：
（1）用二氧化碳代替有毒有害的光气生产聚氨酯:
RNH2 + CO2 -> RNHCOOR1
（2）亚氨基二乙酸二钠的生产采用新工艺消除有毒氢氰酸的使用:
HOCH2CH2NHCH2CH2OH + 2NaOH (铜催剂)
=NaOOCH2CH2NHCH2CH2OONa + 4H2
3.以可再生资源为原料:生物质生产动物饲料工业化学品和燃料。
4.寻找安全有效的合成路线：要符合原子经济性原理。要考虑到产品的性能优良，价格低廉，又要使产生的废物和副产物少，对环境无害，可利用计算机来进行辅助设计。
5.寻找新的转化方法：
①催化等离子体方法；②电化学方法；③光化学及其他辐射方法；
6.寻找安全有效的反应条件：
（1）寻找安全有效地催化剂①活性组分的负载化②用固体酸代替液体酸；
（2）寻找安全有效的反应介质①采用超临界流体作为反应介质②水作溶剂的两相催化法。

五、催化剂在化学反应中有哪些作用。
催化剂可以加快热力学上可能进行的反应的速率，可控制反应产物化学物种的选择性，控制产物的立体规整结构，定向不对称合成旋光异构体，与温度控制化学物种选择性，与接触时间共同控制产物化学物种选择性，具有高度专一性，高选择性，高的反应物转化率和反应的原子经济性的特殊功能的分子机器。

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