绿色化学作业第四章
1、硅-碳等电排置换法设计安全无毒化学品的原理是什么？
答：Si是C的等电排原子，Si和C均是4A族元素，化学性质相似。都是4价元素；都能形成四面体结构；Si与C能形成稳定化学键。Si取代C后形成的有机衍生物是无毒的（硅酮例外）。Si是自然界最丰富、价格低廉，且可以以各种形式存在的元素。
2、设计可生物降解的化学品的重要性。
答：（1）增大分子的可生物降解性－降解为无毒的产物－是预防化学品使用后造成污染一条十分重要的途径。
（2）抗拒生物降解的化学品会造成在环境中的长期残留，其对环境的危害目前难以完全预期或预测，尤其是对长期的或慢性的毒性；
（3）生物聚集作用会进一步增大形成毒性的可能性；
（4）在水和土壤环境中，有机物的降解机理主要是生物降解－最常用的污水处理方法－生物处理的理论基础。
3、生物降解的细菌基础是什么？
答：（1）微生物(microorganism，microbe)：是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。
特点：形体微小(一般<0.1mm)，结构简单，通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚。
分类：8大类－细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体、螺旋体。
作用：是自然界生物降解中起主要作用的生物体。微生物具有氧化/分解有机物并将其转化成稳定无机物的能力－污水生物净化法。
（2）微生物特点
化学组成：C, H, O, N, P, S以及其他元素。
营养物质：提供微生物生长繁殖和生命活动的物质或能量。水和无机盐；碳源；氮源；能源；生长因子(微量有机物)
作用：微生物达几万种，大多数对人类有益，只有一少部份能致病。 （3）微生物分类
微生物分类：根据微生物的呼吸特征，微生物分为好氧微生物和厌氧微生物；
好氧微生物：有氧气存在才能存活
在有氧气的环境中分解各种有机物，通过分解代谢最终氧化成简单的无机物－CO2、水、氨、硫酸盐和磷酸盐等。
厌氧微生物：在厌氧的条件下存活
第2课时 环境保护和绿色化学
思维激活
环保问题越来越受到人们的广泛关注，你知道洛杉矶和伦敦的烟雾事件吗？你了解绿色化学吗？
自学导引
环境保护与绿色化学
1．环境问题：主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。全球性和区域性环境问题包括：气候变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等。
2．工业“三废”问题：“三废”是指废气、废水、废渣。除了自然因素外，大气污染主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程中产生的废气及其携带的颗粒物；工业生产中废水的任意排放会导致土壤、水源的污染；废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。
3．绿色化学：绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。
思考题 “绿色化学”提倡化工生产应尽可能将反应物的原子全部利用上，从根本上解决环境污染问题。在下列制备环氧乙烷的反应中，最符合“绿色化学”思想的是( )
A．CH2＝CH2＋ (过氧乙酸)―→＋CH3COOH
B．CH2＝CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋H2O
C．2 CH2＝CH2＋O2――→催化剂2
D．――→催化剂＋H2O
答案 C
名师解惑
一、三大环境问题
酸雨 臭氧层的破坏 温室效应 H3CCOOOHH2CCH2OH2CCH2OH2CCH2OH2CCH2OHOHH2CCH2O危
害 破坏农作物、森林、草原；使湖泊酸化、鱼类死亡；加速建筑物的腐蚀 使皮肤发生癌变 两极冰川融化，海平面升高，陆地减少，地表气温升高，气候干旱，土地沙漠化，农业减产
成
因
含硫燃料的大量燃烧产生SO2
汽车尾气、氟氯烃的大量排放
CCl2F2――→光Cl
2O3=====Cl3O2 大量CO2气体的排放，导致大气中CO2浓度不断上升，CO2能阻碍由地面反射回高空的红外辐射，使地表气温增高
绿色化学。
绿色化学
概述
绿色化学是指在化学反应中尽可能避免或减少对环境造成的负面影响，主要包括以下几个方面：避免使用危险的化学物质，降低反应的能耗和废物排放，提高化合物的可重复使用性等。绿色化学旨在保护环境，同时提高生产效率和产品质量。在全球范围内，领导和企业领导者已经认识到绿色化学对实现可持续发展的重要性。
绿色化学原则
绿色化学原则主要包括以下几个方面：
1. 原料选择：选择安全、可再生的原料，避免使用危险化学物质。
2. 原料使用：最大限度地利用原料，减少浪费。例如，利用光催化反应和催化剂等方法，实现低温反应，提高反应的选择性和收率。
3. 能源使用：减少能源的使用量。例如，通过蒸馏过程和换热器等技术，减少反应中需要使用的能量。
4. 废物生成：减少废物的生成。例如，通过反应条件的优化和催化剂的使用，可以减少废物的生成。
5. 设计安全性：在设计反应体系时，应考虑潜在危险性，并采取必要的措施进行预防和管理。
6. 适用性：绿色化学应当适用于大规模生产。
7. 可重复性：化学反应应该是可重复的，这意味着从反应剂到产品，其生产过程应该是可控的和可预测的。
8. 可衡量性：反应的效率和产品的纯度等应该是可衡量的，并且需要报告和监控。
经济和环境效益的关系
从经济角度看，绿色化学有助于提高生产效率和产品质量，降低操作成本和风险。此外，绿色化学还可以降低在生产过程中需要使用的化学物质，减缓环境压力，同时为企业创造利润。
从环境角度看，绿色化学有助于减轻对土地、水和空气等自然资源的破坏，降低对人类和生态系统健康的威胁。一些研究表明，采用绿色化学工艺可以大大降低化学物质的使用量，减少二氧化碳等温室气体的排放量，从而显著降低了环境污染和气候变化的风险。
绿色化学的应用
绿色化学可以应用于各个领域，尤其是工业生产和研究实验室。以下是绿色化学在实践中的应用范围：
1. 医药领域：采用绿色化学原理，可以设计和合成更安全、有效和环保的药物。例如，采用生物催化剂或金属有机化合物，可以制备许多具有重要生物活性的合成药物。
绿色化学原理与应用
环境污染日益加剧，人类已经意识到保护环境的重要性。绿色化学是为了在化学过程中减少对环境的负面影响而开发的一种新型化学。它通过最大限度地减少废弃物的产生、使用天然而非有毒的化合物及促进可持续发展来达到这一目标。本文将介绍绿色化学的原理和应用。
一、绿色化学原理
绿色化学的基本原理是维持原子经济性、代谢良性、避免污染、安全性和可持续性。具体来说，绿色化学从以下四个方面来实现自己的宗旨。
1. 在反应过程中最大限度地利用原料
传统的化学反应经常采用大量的溶剂及其它原料，而绿色化学则通过反应中尽可能多的物质被转化成有用的物质，从而减少无意义的氧化还原反应，从而最大限度地使用原料。
2. 优化化学反应工艺
绿色化学通过优化反应工艺，尽可能地减少工业化反应所产生的废弃物。比如，采用绿色的催化剂，在复杂的反应中，针对亲核性或亲电性体系的选择性催化剂的使用是一个不错的选择。此外，微反应技术、高速球磨技术等也成为优化化学反应工艺的发展方向。
3. 替代有毒化学试剂
绿色化学反对使用由于分解产生有毒污染物或有毒中间体的试剂，提倡使用可再生或可生物降解的溶剂或化学试剂。很多绿色溶剂如水，可轻易地生物併成 CO2 与 H2O，有助于实现目标。
4. 结合环境影响的化学度量
绿色化学认为，度量化学反应对环境的影响是实现环保化学的关键。因此，化学反应必须具有环境评估方法以评估实施过程对环境的影响。基于 LCA 理论系统，应该确定分析评估方法，用以评估资源循环、能源效率与环保情况。
二、绿色化学的应用
能源和工业界在使用绿色化学技术方面领先，但这种技术也被应用于医学、食品和日常清洁等领域。
1. 能源
绿色化学技术被广泛应用于石化、燃料和光伏等能源产业。通过使用可再生原料进行生产，可以降低化石燃料的使用，这可以在未来的能源供应中发挥重要作用。
2. 工业
绿色化学技术已被应用于诸如颜料、聚合物、胶体或纤维等许多领域，例如环保装备、可生物降解的塑料和水净化系统等，这些工业生产的产品能带来更少的污染。
