化学自习室移动版

―、绿色化学及其基本内容

1. 绿色化学

绿色化学是当今国际化学科学的前沿，虽有 不同的表述形式’但其核心内涵均是:在反应过程 和生产过程中，尽量减少或彻底消除使用和产生 有害物质。其着眼点是：使污染物消灭在生产的源头，使整个合成过程和生产工艺对环境无污染。

2. 绿色化学的基本内容

(1) 5R原则

①拒用危害品（Rejection );②减少用量（Re­duction) ;③循环使用（Recycle);④回收再利用（Re- use);⑤再生利用（Regeneration)。

(2) 绿色化学12项原则

①最好是防止废物的产生而不是产生后再处 理；②合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌 并人最终产物中；③只要可能，反应中使用和生成 的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小；④ 设计的化学产品应在保持原有功效的同时，尽量 使其无害或毒性很小；⑤应尽量不使用辅助性物 质(如溶剂、分离试剂等)，如果一定要用，也应使所 用无毒物质；⑥能量消耗越小越好，应能为环境和 经济方面的考虑所接受；⑦只要技术上和经济上 可行，使用的原材料应是能再生的；⑧应尽量避免 不必要的衍生过程(如基团的保护与去保护，物理 与化学过程的临时性修改等)；⑨尽量使用选择性 高的催化剂，而不是靠提高反应物的配料比；⑩设 计化学产品时，应考虑当该物质完成自己的功能 后，不再滞留于环境中，而可降解为无毒的产物； ⑪分析方法也需要进一步研究开发，使之能做到 实时、现场监控，以防有害物质的形成；⑫一个化 学过程中使用的物质或物质的形态，应考虑尽量 减小实验事故的潜在危险，如气体释放、着火和爆 炸等。

(3) “原子经济”概念

这是一个关于有多少反应物转变成最终产物的概念，原子经济的定量表述即为“原子利用率”，

原子利用率=目标产物的摩尔质量 ÷(目标产物摩尔质量＋废弃副产物摩尔质量)×10⁰%

最理想的原子经济即为全部反应物的原子嵌 并人期望的最终产物中，不产生任何废弃物，此时 的原子经济率是100%。

二、绿色化学与高考

1. 体现“拒用危害品”原则

例1 (1999年全国高考题)近年来，我国许 多城市禁止汽车使用含铅汽油，其原因是(C)。

A.提高汽油燃烧效率

B.降低汽油成本

C.避免铅污染大气

D.铅资源短缺

例2 (1999年全国高考题)氢镍电池是近年 来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉 污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：1/2H₂＋NiO(OH)Ni(OH)₂，根据此反应式判断，下列叙述正确的是(C、D)。

A. 电池放电时，电池负极周围溶液的pH不 断增大

B. 电池放电时，镍元素被氧化

C. 电池充电时，氢元素被还原

D. 电池放电时，H₂是负极

例3 ( 2001年全国高考题)为了减少大气污 染，许多城市推广汽车使用清洁燃料，目前使用的 清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气(CNG)， 另一类是液化石油气(LPG)。这两类燃料的主要 成分都是(B)。

A. 碳水化合物

B.碳氢化合物

C.氢气

D.醇类

评析上述几例体现了绿色化学中“拒用危 害品”的原则，从源头上阻止了污染物的排放。

2.体现“循环使用”原则

例4 ( 2001年上海高考题)在化学实验中， 如使某步中的有害物质作为另一步的反应物，形 成一个循环，就可以不再向环境中排放这种有害 物质。例如：

(1) 在上述有编号的步骤中，需要用还原剂 的是需要用氧化剂的是 。(填编号)

(2) 在上述循环中，既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质是 。(填化学式)

(3)完成并配平步骤①的化学方程式，标出 电子转移的方向和数目：

( )Na₂Cr₂O₇ ＋ ( )KI ＋ ( )HCl = ( )CrCl₃ ＋ ( )NaCl ＋ ( )KCl ＋ ( )I₂ ＋ ( )___

答案：(1)①④⑵ Cr(OH)₃ (3)1 6 14 2 2 6 3 7H₂O 

3. 体现反应原料绿色化及原料利用率问题 例5 (1997年全国高考题)甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万吨的高分子单体，旧 法合成的反应是：

(CH₃)₂C=O＋ HCN→ (CH₃)₂C(OH)CN

(CH₃)₂C(OH)CN ＋CH₃OH ＋ H₂SO₄→CH₂=C(CH₃)COOCH₃＋NH₄HSO₄

90年代新法反应为：CHCH＋CO＋ CH₃OH →CH₂ =C(CH₃ )COOCH₃

与旧法比较，新法的优点是( )。

A. 原料无爆炸危险

B. 原料都是无毒物质

C. 没有副产物，原料利用率高

D. 对设备腐蚀性较小

评析本题是体现绿色化学基本内容的典 范，对比两种合成路线可知，新法真正做到了反应 原料的绿色化，原料利用率也最高，答案为C。

4. 提出“绿色化学”及“原子经济性”概念

例6 (2000年广东省综合能力测试题)绿色 化学对于化学反应提出了“原子经济性”(原子节 约)的新概念及要求。理想的原子经济性反应是 原料中的原子全部转变成所需产物，不产生副产 物，实现零排放。下列生产乙苯的方法中，原子经 济性最好的是(反应均在一定条件下进行)(C)。

A.C₆H₆ ＋ C₂H₅Cl→C₆H₅－OH ＋ HCl

B.C₆H₆ ＋ C₂H₅OH→ C₆H₅－C₂H₅ ＋ H₂O

C.C₆H₆ ＋ CH₂ = CH₂→C₆H₅－C₂H₅

D. C₆H₆－CHBr－CH₃→C₆H₅ －CH=CH₂ ＋HBr；C₆H₅ －CH = CH₂ ＋ H₂ →C₆H₅ －C₂H₅