考试时间：6月11日（周二） 8:00～9:40
题型：名词解释、简答、 计算、 问答题。
总复习
第一章 绪论
一、环境危机促进了绿色化学的产生
1、温室气体大量排放导致全球变暖 2、臭氧层破坏 3、生物多样性减少 4、酸雨成灾
（PH值<5.6的雨水就称为酸雨）
6、土地沙漠化 7、大气污染 8、淡水资源污染 9、海洋污染
5、几种常见反应的原子经济性
1. 化合反应
4. 取代反应
2. 加成反应
5. 消除反应
3. 重排反应
6、提高化学反应原子经济性的途径
1：开发新型催化剂
3：采用新的合成原料
2：简化合成步骤
5. 绿色化学的研究内容 17
♣ ♣ ♣ ♣ ♣
设计安全有效的目标分子 寻找安全有效的反应原料 寻找安全有效的合成路线 寻找新的转化方法 寻找安全有效的反应条件
2. 绿色化学与环境保护的差异
环境保护着重于处理已有的污染物
绿色化学利用化学来预防污染，不让污染产生 P11
3、原子经济性的概念
原子经济性是指反应物中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％的
反应。
原子经济性可用原子利用率衡量：
原子利用率达到100％的反应的特点:
(1)最大限度地利用了反应原料．最大限度地节约了资源；
(2)最大限度地减少了废物排放(因达到了零废物排放)，因 而最大限度地减少了环境污染，或者说从源头消除了由化 学反应副产物引起的污染。 注意： ▲ 原子经济的反应√ ▲ 高的反应物转化率√ ▲ 高的目标产物选择性√ 是实现资源合理利用、避免污染缺一不可的。
活性：10X ＞> 5A
丁醇的三种异构体的脱水 ？
2、产物择形催化
分子直径小于分子筛孔径的产物分子才可从晶 孔中扩散出来，成为观测到的产物
0.57 nm
0.63 nm
CH OH +
3
0.63 nm
0.52-0.58 nm
改性 ZSM-5
3、过渡态 限 制 择 形催化
反应物、产物虽不受分子筛孔径的限制，但需 较大的分子筛内孔（晶穴）有效空间，才能形
第五、六章

绿色化学方法和应用
绿色催化剂
绿色原料 绿色溶剂 绿色化学反应



第五章 绿色催化剂
1、催化剂的定义及作用
催化剂的定义：能改变反应速率，而本身的组成、质量和化 学性质在反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂。
催化剂的作用主要是：
P80
3.提高选择性。
1.加快反应速度。 2.降低温度、压力。
5、森林锐减
10、垃圾围城——最严重的城市病
二、资源问题
三、健康问题
四、可持续发展问题
第二章
一、什么是绿色化学？
绿色化学
1. 绿色化学的概念
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。它
是利用化学原理和方法来减少或消除对人类健康、社区安全、 生态环境有害的反应原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副 产物的使用和产生的新兴学科 。
第三章 设计安全无毒化学品的基本原理 和方法

一般原则 p36

外部效应原则—减少接触的可能性 内部效应原则—预防毒性

难穿越 生物膜

利用毒性机理知识设计更安全化学品的例 子 p47

何为电子等排物，请给予等电排置换法设 计更加安全化学品的实例 p52 何为“软”化学设计，请举例
（2）新方法 一步法 C2H4 + ½ O2 解： （1）总包反应为
Ag
C2H4O
C2H4 + Cl2 + Ca(OH)2→C2H4O+CaCl2+H2O
分子量 28 71
原料
74
44
目标产物
∴
（2） 分子量
C2H4 + ½ O2 →C2H4O 28
原料
16
44
目标产物
∴
由于第二种方法的原子利用率高于第一种方法，所以 第二种方法的原子经济性要好于第一种方法。
另一孔道扩散出来 ，尽可能地减少逆扩散，从而增大反应速率
产物
“直” 0.52 0.58 nm（椭圆形）
“之” 0.54 0.56 nm （近圆形）
反 应 物
反应物分子从“之”字形孔 道进入分子筛 较大的产物分子从椭圆形直 孔道扩散出来
ZSM-5、全硅沸石（Silicalite1）

（1）酸催化 —— 正碳离子机理

正碳离子的形成（反应分子在酸位上的活化）

L 酸位与烷烃、环烷烃、烯烃、烷基芳烃作用 L 酸中心夺取烃上的 负氢离子而使烃上形 成正碳离子 质子与烯烃双键或 苯环加成形成正碳 离子 烯烃、烷基芳烃在 B 酸 位活化产生正碳离子， 易于在 L 酸位上

B 酸位与烯烃、芳烃的双键作用
成相应的过渡态
二芳基甲烷型过渡态
例：二烷基苯的烷基转移反应
非择形催化（HY 或 SiO2-Al2O3）：
三烷基苯异构体混合物
（混合体）
择形催化（HM） ：
对称的三烷基苯量几乎为零
4、分子交通 控 制 择形催化
在具有两种不同形状和大小孔道的分子筛中，反应物分子可通过 一种孔道进入到催化活性部位，进行催化反应，而产物分子则从
MgO 使1-丁烯异构化为2-丁烯
3、分子筛的化学组成
Me x/n [ (AlO2) x (SiO2) y ] m H2O
Me — 金属阳离子（人工合成分子筛一般为 Na+）
n x — 金属阳离子价态 — Al 原子的数目
y
m
— Si 原子的数目
— 水分子数目 由于 Al3+ 三价、AlO4 四面体有过剩负
HY
分子筛的择形催化形式 1.反应物择形催化
分子直径小于分子筛孔径的反应物分子才可进
入晶孔，与分子筛内表面相接触进行催化反应
+
例1： 2-丁醇 脱水 2-丁醇 10X（CaX） 5A （CaA） 0.58 nm 0.9 nm 0.5 nm
例2：汽油去直链，留支链？ （提高辛烷值） 正构烷烃择形催化裂解为小分 子气体逸出而除去
给出一个金属配合物催化剂实例

诺贝尔奖或萘普生的合成
p86
2、 绿色原料
1. 原料的绿色化学评价—改变反应原料的一般原则
（1）原料的起源 （2）原料的可更新性 （3）原料的危害性 （4）原料选择的下游影响

碳酸二甲酯
二氧化碳 过氧化氢 生物资源 --利弊
p17-19; p105-112
4、原子经济性与环境效益 环境因子（E因子）：环境因子就是指的每生产1公斤 产品所伴生的副(废)产物的数量。
对于原子利用率为100％的原于经济性反应，其环境影
响因子为0.
环境熵 EQ
EQ = E ×Q
E：环境因子 Q：废物在环境中的行为给出的废物对环境 友好程度
的不
要更为精确地评价一种合成方法、一个过程对环境的好坏， 必须同时考虑废物排放量和废物的环境行为本质的综合表现。 这一综合表现可用环境商（EQ）。
6. 绿色化学十二原则
（1）防止污染优于污染治理； （2）提高原子经济性； （3）尽量减少化学合成中的有毒原料、产物； （4）设计安全的化学品； （5）使用无毒无害的溶剂和助剂；
（6）合理使用和节省能源；
（7）利用可再生资源代替消耗性资源合成化学品；
（8）减少不必要的衍生化步骤；
（9）采用高选择性催化剂优于使用化学计量助剂； （10）产物的易降解性； （11）发展分析方法，对污染物实行在线监测和控制； （12）减少使用易燃易爆物质，降低事故隐患。
列举一种代表性绿色原料及其应用：性质，特点，应用
3、 绿色溶剂
1.辅助物质的应用及其危害
辅助物质是指在合成和生产过程中能帮助处理和操作，但 又不构成目标分子的物质。 辅助物质主要有溶剂和助剂。 有机的溶剂和助剂的使用对人类健康和环境造成危害。有机 溶剂中毒事件频繁发生。
超临界流体
离子液体
2. 超临界流体的特点及应用领域 p26 91 112 超临界流体：当流体的温度和压力处于他的临界温度和 压力以上时，称该流体为超临界流体。 超临界流体的特点： ① 其密度与液体接近
电荷，金属阳离子（Na+ 、K+、Ca2+、
Sr2+、Ba2+）的存在使其保持电中性
1
2
5
低硅
中硅
高硅分子筛
Si / Al 影响分子筛的 亲油、亲水性能：高硅亲油（对有机分子吸附性强）， 低硅亲水性 耐酸性、热稳定性 ：Si / Al 耐酸性、热稳定性
5、分子筛酸中心的形成机 制
NaY
B 酸中心
600-650 K
室温
HY
脱 阳 离 子 型
碱中心
770 K
L 酸中心
分子筛是固体酸碱催化剂，以离 子机理进行催化反应。工业应用 主要为酸催化反应，按正碳离子 机理进行

多价阳离子型分子筛
Na+被多价金属阳离子交换后，分子筛中的吸
Ca2+ Mg2+ La3+ …… 附水或结晶水可与多价阳离子形成水合离子。 经干燥失水到一定程度，多价金属阳离子对水 分子的极化作用逐渐增强，最后 H2O 解离出 H+ ，生成 B 酸中心 Me (H2O)2+
H+ H3PO4 /硅藻土 + B酸 R3N B碱 H+ H2PO4-/硅藻土 + R3NH+ B碱 B酸
AlCl3 + L酸 BF3 L酸 +