如何用绿色化学的观点分析化学反应
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/08/29 06:16:57
如何用绿色化学的观点分析化学反应
可以举例
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绿色化学实验研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点:⑴采用无毒、无害的原料;⑵在无毒、无害的反应条件(催化剂、溶剂)下进行;⑶减量、循环、重复使用;⑷具有“原子经济性”,即反应具有高选择性,极少副产品,甚至实现零排放;⑸产品应是对环境友好的;⑹满足价廉物美的传统标准.根据不同情况设计的实验达到上述任一条或几条要求,就可以认为该化学实验达到了绿色化学实验的设计要求.
例如,要求学生以铜、浓硝酸、水、空气为原料,设计实验方案制取硝酸铜;并且用绿色化学的观点分析哪种方法最佳.学生主要设计出下列三种方案:
① Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
② 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③ 2Cu+O2 2CuO CuO+2HNO3= Cu(NO3)2+H2O
引导学生分析,制备相同物质的量的Cu(NO3)2时,消耗各种反应物、生成的污染物的物质的量和原子利用率,列出下表:
方案 Cu(NO3)2 Cu HNO3 NOx 原子利用率
① 3mol 3mol 12mol 6mol 59.6%
② 3mol 3mol 8mol 2mol 81%
③ 3mol 3mol 6mol 0 91%
注:原子利用率= 期望产品的相对分子质量/全部产品的相对原子质量之和×100%
分析上表可知方案①消耗硝酸的量最多,生成的污染物最多,原子利用率最低,是最差的方案.方案③消耗硝酸的量最少,生成的污染物最少,原子利用率最高,是最佳的方案.
例如,要求学生以铜、浓硝酸、水、空气为原料,设计实验方案制取硝酸铜;并且用绿色化学的观点分析哪种方法最佳.学生主要设计出下列三种方案:
① Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
② 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③ 2Cu+O2 2CuO CuO+2HNO3= Cu(NO3)2+H2O
引导学生分析,制备相同物质的量的Cu(NO3)2时,消耗各种反应物、生成的污染物的物质的量和原子利用率,列出下表:
方案 Cu(NO3)2 Cu HNO3 NOx 原子利用率
① 3mol 3mol 12mol 6mol 59.6%
② 3mol 3mol 8mol 2mol 81%
③ 3mol 3mol 6mol 0 91%
注:原子利用率= 期望产品的相对分子质量/全部产品的相对原子质量之和×100%
分析上表可知方案①消耗硝酸的量最多,生成的污染物最多,原子利用率最低,是最差的方案.方案③消耗硝酸的量最少,生成的污染物最少,原子利用率最高,是最佳的方案.