精细化工工艺学复习题(2011.6).doc

★ 释义：
精细化工：生产精细化学品的工业称精细化学工业，简称精细化工
精细化学品：凡能增进或赋予一种(一类)产品以特定功能、或本身拥有特定功能的小批量、高纯度化学品，称精细化学品。
化工产品附加值：：产品产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的折旧费后剩余部分的价值，包括：利润、工人的工资、动力消耗以及技术开发等费用。
纳米技术：是指研究电子、原子和分子在0.1—100纳米尺度空间内的内在运动规律、内在运动特点，并利用这些特性制造出特定功能的物质的技术。
是指在纳米尺度的范围内，通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质材料的技术。即研究100纳米到1纳米范围内物质所具有的特异现象和特异功能，并在此基础上制造新材料，研究新工艺的方法与手段。
纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既不同于原来的原子、分子，也不同于宏观物质的具有特殊性能的材料，即为纳米材料。
尺度达到纳米级，而性能既不同于其原子或分子，也不同于宏观物质的具有特殊性能的材料。
感光材料：指曝光后发生化学变化，经适当的显影 定影处理，能够形成影像的材料。
染料索引：《染料索引》是一部国际性的染料、颜料品种汇编。它将世界大多数国家各染料厂的商品，分别按它们的应用性质和化学结构归纳、分类、编号，逐一说明他们的应用特性，列出它们的结构式，注明其合成方法，附有同类商品名称的对应表。
香料和香精：香料：气味有益的香味质。不仅包括香味物质，有时为了调香的需要往往要采用臭味物质，因此，某些臭味物质也属于香料范畴。
香精是香料成品（亦称调和香料）
变色涂料：是指涂层的颜色随环境条件如光，温度，湿度，PH值，电场，磁场等变化而变化的一种特殊涂料。
环保染料：按照生态纺织品的要求，以及禁用了118种染料以来，环保染料已成为染料行业和印染行业发展的重点，环保型染料应包括以下十方面的内容：
(1)不含德国政府和欧共体及其它Eco-Tex Standard 100 明文规定的在特定条件下会裂解释放出22种致癌芳香胺的偶氮染料；
(2)不是过敏性染料；
(3)不是致癌性染料；
(4)不是急性毒性染料；
(5)可萃取重金属的含量在限制值以下；
(6)不含环境激素；
(7)不含会产生环境污染的化学物质；
(8)不含变异性化合物和持久性有机污染物；
(9)甲醛含量在规定的限值以下；
(10)不含被限制农药的品种且总量在规定的限值以下；
食品添加剂：为改善食品品质和色、香、味，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。
胶粘剂：靠界面间作用使各种材料牢固地粘接 在一起的物质。
物理吸附：基于范德华力、氢键和静电力，它相当于流体中组分分子在吸附剂表面上的凝聚，可以是单分子层，也可以是多分子层。物理吸附一般速度较快且是可逆的。
化学吸附：基于在固体吸附剂表面发生化学反应使吸附质和吸附剂之间以化学键力结合的吸附过程，因此选择性较强。化学吸附一般速度较慢，只能形成单分子层且不可逆。
陶瓷材料：陶瓷材料是除金属和高聚物以外的无机非金属材料的通称。
工业上应用的典型的传统陶瓷产品如陶瓷器、玻璃、水泥等。随着现代科技的发展，出现了许多性能优良的新型陶瓷。
增塑剂：凡添加到橡塑材料中能使其玻璃化温度降低，塑性增加，更易于加工的助剂即为增塑剂。
LD50值：（半数致死量，亦称致死中量），它是粗略衡量急性毒性高低的一个指标。一般指能使一群被试验动物中毒而死亡一半时所需的最低剂量，其单位是mg/kg（体重）。
ADI值：（人体每日摄入量）:它指人一生连续摄入某物质而不致影响健康的每日最大摄入量，以每公斤体重摄入的毫克数表示，单位是mg/kg。
食品安全问题：世界卫生组织对于食品安全问题的定义包含两个方面:
v 一是有毒、有害物质;
v 二是对人体健康有影响。
只有这两方面因素同时存在，才能说是出现了食品安全问题。
粘接接头（定义、类型）：由胶粘剂与被粘物表面依靠粘附作用形成的组件。
对接接头 斜接接头 搭接接头 套接接头
橡塑助剂：在橡胶和塑料两大合成材料及其制品的生产，加工，使用过程中所添加的各种辅助化学品统称为橡塑助剂或橡塑添加剂。
老化：是指塑料、橡胶以及其它高分子材料在成型加工、贮存和使用过程中，因各种因素导致其结构变化、性能变化，逐渐失去使用价值的现象
v 引起老化影响最大的因素是光、氧和热。
v 所以抑制或延缓其影响的最重要方式是添加光、氧和热稳定剂
吸附分离：吸附是指流体（气体或液体）与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面上形成单分子层或多分子层的过程。
由于吸附质和吸附剂的物理化学性质不同，吸附剂对不同吸附质的吸附能力也不同。因此当流体与吸附剂接触时，吸附剂对流体中的某个或某些组分相对其他组分具有较高的吸附选择性，吸附相和吸余相的组分可被富集，从而实现物质的分离。
★ 填空：
1. 食品添加剂的危害主要表现为哪些方面？
急性中毒 慢性中毒 致癌作用 过敏反应 少量，符合标准的无碍
2. 评价食品添加剂的毒性（或安全性）两大指标是什么？
ADI (Acceptable Daily Intake)值（人体每日摄入量）、LD50(50%Lethal dose)值（半数致死量，亦称致死中量）
3. 茶多酚主要通过哪些方式来达到抗氧化目的的？
1. 清除活性氧2. 清除自由基3. 鳌合金属离子4.结合氧化酶
4. 胶结工艺中最主要的三个环节是什么？
浸润、粘附、固化
5. 陶瓷材料通常由哪些相组成？其中决定陶瓷材料物理化学性质的主要是什么相？
晶相 玻璃相 气相
晶相是陶瓷材料中主要的组成相，决定陶瓷材料物理化学性质的主要是晶相。
玻璃相的作用是充填晶粒间隙、粘结晶粒、提高材料致密度、降低烧结温度和抑制晶粒长大。
6. 染料的固着方式有哪几种类型？
纯粹化学性固色 物理化学性固着
7. 一种吸附剂的真密度（大于）其假密度
8. 染料的性能通常由哪些指标来评价？
外形 溶解度 强度 色光 染色牢度
9. 吸附剂的吸附过程一般包括哪三个阶段？
固体颗粒表面对吸附质的吸附过程按以下三步进行：
①  吸附质通过扩散传递到固体颗粒的外表面，简称外扩散；
②  吸附质从固体颗粒的外表面通过颗粒上的微孔进入颗粒内部表面，简称内扩散；
③  在固体颗粒内表面上的吸附质被吸附剂吸附。
10. 引起塑料老化的主要影响因素有哪些？较好的解决办法是什么？
v 引起老化影响最大的因素是光、氧和热。
v 抑制或延缓其影响的最重要方式是添加光、氧和热稳定剂。
11. 染料的染色过程可大致分为哪三个基本阶段？
吸附 扩散 固着
12. 胶粘剂主要由哪几部分组成？
粘料 稀释剂 填料 增塑剂和增韧剂 固化剂和固化促进剂 偶联剂和其他助剂

13. 涂料主要由哪几部分组成？
1. 主要成膜物质——基料 包括： 油料和树脂
2. 次要成膜物质 包括：颜料和体质颜料
3. 辅助成膜物质——助剂
4. 有机溶剂或水——稀释剂
14. 食品乳化剂的作用主要有哪些？
抗菌作用 乳化作用 助溶作用 分散湿润作用 消泡作用 起泡作用
15. 热熔胶作为特种胶粘剂，其特点是什么？
不含溶剂 粘结迅速 容易运输 可再生用途广
16. 食品中添加食品添加剂的主要目的是什么？
1.色，香，味及营养价值2. 延长食品的货架期。3. 方便食品的加工4. 确保微生物的安全性
★ 计算：还是看课件吧
1. 质量收率、理论收率、原料消耗定额的计算。
质量收率

例题见课件
2. 某吸附质在某吸附剂表面的吸附量的计算，并判断是否可用。
3. 反应的选择性计算。
某反应物转化成目的产物，理论消耗摩尔数占该反应中实际消耗掉的总摩尔数的百分数。
aA ＋ bB = pP

4. 化工产业的精细化率。
精细化率（精细化工在整个化学工业中所占的比重） =（精细化工产值/化工产品总值）×100%

★ 简答：
1. 不溶性偶氮染料的染色机理及染色特点。
不溶性偶氮染料不溶于水，它是由两个染料中间体组成。其一为偶合剂，是酚类化合物，亦称色酚或纳夫妥。另一种为显色剂，亦称色基。染色时溶解在烧碱中的色酚先上染纤维，然后浸轧色基重氮化溶液，二者在纤维上偶合显色，生成不溶性染料固着在纤维内。此外，还有一种稳定的重氮色基盐称色盐，可直接用于染色。
不溶性偶氮染料给色量高，色泽鲜艳，其中尤以红、紫、蓝、酱色见长。日晒牢度受染色浓度的影响，淡色时较差。摩擦牢度亦较低。大多数染料的氯漂、皂洗牢度较高。
2. 为什么CO2可以作超临界萃取剂？作为超临界萃取剂，它有哪些特点？
在超临界状态下，CO2流体兼有气液两相的双重特点，既具有与气体相当的高扩散系数和低粘度，又具有与液体相近的密度和对物质良好的溶解能力。其密度对温度和压力变化十分敏感，且与溶解能力在一定压力范围内成比例，所以可通过控制温度和压力改变物质的溶解度。
1．CO2临界温度为31.1℃，临界压力为7.2MPa，临界条件容易达到。
2．CO2化学性质不活泼，无色无味无毒，安全性好。
3．价格便宜，纯度高，容易获得。因此，CO2特别适合天然产物有效成分的提取。
3. 为什么说吸附是分离工程的一种分离方法？物理吸附和化学吸附有哪些区别？
由于吸附质和吸附剂的物理化学性质不同，吸附剂对不同吸附质的吸附能力也不同。因此当流体与吸附剂接触时，吸附剂对流体中的某个或某些组分相对其他组分具有较高的吸附选择性，吸附相和吸余相的组分可被富集，从而实现物质的分离。
物理吸附 ①选择性吸附 利用固体表面的原子或基团与外来分子间的吸附力的不同实现分离。吸附力的大小与表面和分子两者的性质有关。对同一表面而言，吸附力大的分子在吸附相的浓度高  ②分子筛效应 有些多孔固体中的微孔孔径是均一的，而且与分子尺寸相当。尺寸小于微孔孔径的分子可以进入微孔而被吸附，比孔径大的分子则被排斥在外③通过微孔的扩散 气体在多孔固体中的扩散速率与气体的性质、吸附剂材料的性质以及微孔尺寸等因素有关。利用扩散速率的差别可以将混合物分离④微孔中的凝聚 毛细管中液体曲面上的蒸汽压与其正常蒸汽压不同。在大多数情况下，毛细管上的可凝缩气体会在小于其正常蒸汽压的压力下在毛细管中凝聚。在一定温度下，凝聚压力与毛细管半径有关。因此，多孔固体周围的可凝缩气体会在与其孔径对应的压力下在微孔中凝聚。
化学吸附是由吸附质与吸附剂分子间化学键的作用所引起的，与物理吸附比较，其结合力大得多，放热量与化学反应热数量级相当，过程往往是不可逆的。化学吸附在催化反应中起重要作用，分离过程中极少应用。
4. 正交表中数字的含义？如何设计正交实验计划表？
¨ 正交表是正交试验设计的工具： Ln(qm)
L：正交表；n：实验总数；q：因素的水平数；m：表的列数。
¨ 最简单的正交表是L9(34) ，此外还有L16(45) L25(56) 等。
¨ L表示一张表，它的数字，有三层不同的含义，以L9(34)为例加以说明。
¨ [例] 某化工厂生产一种试剂，产率较低，希望通过试验探索好的生产工艺以提高产率。考察的因子与水平如下表:
因子
水平
A
反应温度(摄氏度)
B
反应时间(小时)
C
搅拌速度
一水平
30
1
快
二水平
40
1.5
中
三水平
50
2
慢

5．精细化工工艺学主要包括哪些内容？
对具体产品，选择和确定在技术上和经济上最合理的合成路线和工艺路线；对单元反应，确定最佳工艺条件、合成技术和完成反应的方法，以得到高质、高产的产品，以及了解该产品的主要应用及发展动向。
合成路线——指选用什么原料，经由哪几步单元反应来制备目的产品。
工艺路线——指对原料的预处理（提纯、粉碎、干燥、熔化、溶解、蒸发、汽化、加热、冷却等）和反应物的后处理（蒸馏、精馏、吸收、萃取、结晶、冷凝、过滤、干燥等）应采用哪些化工过程（单元操作）、采用什么设备和什么生产流程等。
反应条件——指反应物的摩尔比，主要反应物的转化率（反应深度），反应物的浓度，反应过程的温度、时间和压力以及反应剂、辅助反应剂，催化剂和溶剂的使用和选择等。
合成技术——主要指非均相接触催化、相转移催化、均相络合催化、光有机合成、电解、酶催化等。
有机合成完成反应的方法——主要指间歇操作和连续操作的选择，反应器的选择和设计。
6．如何正确看待食品添加剂。
1.食品添加剂是构成现代食品工业的重要因素，它对于改善食品的色、香、味，增加食品营养，提高食品品质，改善加工条件，防止食品变质，延长食品的保质期有极其重要的作用。因此，食品添加剂在食品工业中占据重要地位，可以说没有食品添加剂就不可能有现代食品工业。
①它能够改善食品的品质，提高食品的质量，满足人们对食品风味、色泽、口感的要求；②它能够使食品加工制造工艺更合理、更卫生、更便捷，有利于食品工业的机械化、自动化和规模化；③它能够使食品工业节约资源，降低成本，在极大地提升食品品质和档次的同时，增加其附加值，产生明显的经济效益和社会效益。
2. 但会引起急性中毒、慢性中毒、致癌作用、过敏反应
自己发挥吧
7. 一种新化工产品的开发过程一般包括哪几个阶段？
（1） 原形发现阶段 原形发现阶段是发展的起点,是一种科学发现,原形的发现是该类产品研究和发展的依据,为开发该产品提供了基本思路。
（2）雏型发明阶段 原形发现往往导致一个全新的化工产品的雏型发明。通常，雏型发现和发明容易引起人们的怀疑和抵制，因为它的出现会冲击人们的传统观念。
（3）性能发展阶段 当人们认识到了雏型发现和发明的前景时，便会广泛开展作用机理及化合物结构和性能特点的研究工作，一般有两种方式对雏型发现和发明进行改性：一方面通过机理研究找到在性能上优于雏型产品的新产品；另一方面使雏型产品在工艺上、生产方法上以及价格上实用化。
（4） 功能发展阶段 一种新型的化工产品达到广泛应用之后，便会面临更加活跃的功能发展阶段。品种日益增多，形成系列产品。 产品的性能和功能日益脱离原形，更加优异。产品的使用方式更加多样化。不同的包装、不同的使用对象、不同的使用场合。
8．食品添加剂在现代食品工业中的作用。
食品添加剂是构成现代食品工业的重要因素，它对于改善食品的色、香、味，增加食品营养，提高食品品质，改善加工条件，防止食品变质，延长食品的保质期有极其重要的作用。因此，食品添加剂在食品工业中占据重要地位，可以说没有食品添加剂就不可能有现代食品工业。
①它能够改善食品的品质，提高食品的质量，满足人们对食品风味、色泽、口感的要求；
②它能够使食品加工制造工艺更合理、更卫生、更便捷，有利于食品工业的机械化、自动化和规模化；
③它能够使食品工业节约资源，降低成本，在极大地提升食品品质和档次的同时，增加其附加值，产生明显的经济效益和社会效益。（选择性地答）
9. 食品工业是否可以杜绝使用食品添加剂？为什么？
不可以食品添加剂是构成现代食品工业的重要因素，它对于改善食品的色、香、味，增加食品营养，提高食品品质，改善加工条件，防止食品变质，延长食品的保质期有极其重要的作用。因此，食品添加剂在食品工业中占据重要地位，可以说没有食品添加剂就不可能有现代食品工业。
10. 使用食品添加剂应该遵循哪些原则？
1．经过规定的食品毒理学安全评价程序的评价，证明在使用限量内长期使用对人体安全无害。
2．不影响食品感官性质和原味，对食品营养成分不应有破坏作用。
3．进入人体后，能参与人体的正常代谢，或能够经过正常解毒过程而排出体外，或不被吸收而排出体外。
4．不得由于使用食品添加剂而降低良好的加工措施和卫生要求。
5．不得使用食品添加剂掩盖食品的缺陷或作为伪造的手段。
6．未经卫生部允许，婴儿及儿童食品不得加入食品添加剂。
11. 简要画出以农作物提取木糖醇的工艺流程。
原料——木糖液——结晶木糖——氢化液——结晶木糖醇
12. 天然食用色素与人工合成色素相比有哪些优缺点？
天然色素优点：
1. 天然色素多来自动物、植物组织，因此，一般来说对人体的安全性较高。
2. 有的天然色素本身就是一种营养素，具有营养功能，还有的具有药理功能。
3. 能更好地模仿天然物的颜色，着色的色调比较自然。
4. 天然色素缺点：
缺点1. 较难溶解，不易上色均匀。
2. 染着性较差，某些与食品原料反应而褪色。
3. 坚牢度较差，局限性（温度，光照，PH值，氧化等）。
4. 难调色。不同色素相溶性差，难调。
5. 成分复杂，易产生沉淀、混浊等现象。
6. 受金属离子和水质影响。金属离子作用下发生分解，变色，生成不溶盐类。
13. 目前世界各国不断爆出食品安全问题，你认为如何才能减少或杜绝此类问题的发生？
作为政府：出台政策，明确食品安全监管职责；层层签订责任状，落实各级政府和职能部门监管责任。按照一个监管环节由一个部门监管的原则，采取分段监管为主、品种监管为辅的方式，进一步理顺食品安全监管职能，明确监管责任。农业部门负责初级农产品生产环节的监管；质监部门负责食品生产加工环节的监管，并划入现由卫生部门承担的食品生产加工环节的卫生监管职责；工商部门负责食品流通环节的监管；卫生部门负责餐饮业和食堂等消费环节的监管；食品药品监管部门负责对食品安全的综合监督、组织协调和依法组织查处重大事故。
作为监管部门：加大日常监管和抽查力度，有效解决了一些食品安全重点难点热点问题；通过在农村推行放心食品供应网和群众监督网等长效监管机制，尤其是农村的食品安全得到明显改善；通过食品安全知识的普及，有效强化了政府对食品安全负总责、食品生产经营业主是第一责任人的责任，群众自我防范的意识有所提高。
14. 常见的食品安全消费误区有哪些？如何正确看待这些问题？
一是：世界上存在１００％安全的食品
二是：食物中含有致癌物，吃了就致癌。
三是：不合格食品等同有毒食品。
四是：食用含人工食品添加剂的食品不安全。
五是：天然食品对健康更有好处。
六是：使用了农药、化肥就一定会对食物的安全性构成威胁。
七是：食物的颜色越鲜艳就越安全。
八是：重视化学性污染，忽视食源性疾病。
15. 如何防范不安全食品对人体健康造成危害？
“七要”
v 一要看证件。要到持有效《营业执照》和《卫生许可证》的经营场所购买有质量保障的食品。
v 二要看包装。看包装有无破损或外漏，包装装潢的文字、图案印刷是否工整清晰，是否仿冒知名品牌包装装潢。
v 三要看标签。看标签上生产企业的名称、地址、成分配料、质量等级、净含量等中文标志是否齐备、详细。
v 四要看日期。看食品是否过了保质期，是否有提前标注生产日期或涂改、伪造日期的情况。
v 五要看文号。看食品是否有卫生批准文号、生产批准文号、食品标签认可编号等；进口食品还要查看是否贴有激光防伪的“CIQ”标注。
v 六要认准“QS”标志。国家对28大类525种食品纳入了QS强制性认证管理范围。
v 七要及时索要购物凭证。
“七慎”
v 一是慎重购买过“艳”过“白”食品。食品颜色过艳一般容易在食品添加剂方面出问题。
v 二是慎重购买“反”季节食品 。
v 三是慎重购买贴有“鲜”字标签的“巴氏奶”。
v 四是慎重食用保存时间过“长”的食品。低温保存的食品时间过长，易产生致病菌。
v 五是慎重购买“小”摊点食品。这类食品平均抽样合格率较低。
v 六是慎重购买价格过“低”的食品。
v 七是慎重购买“散”装食品。要注意该类食品中是否掺入表面类似物质或低档物质冒充正常食品，是否混入杂物，是否设有防蝇、防尘设施，以及售货员是否佩戴手套、口罩，否则应慎重购买。
16. 精细化工的主要特点是什么？
（l）多品种小批量 （2）综合生产流程和多功能生产装置 （3）高技术密集度 （4）商品性强 、市场竞争激烈（5）新产品开发周期长，费用高 （6）产品附加值高
考试时间：17周 周三上午8 ：00 ~ 10 ：00
考试地点：化工楼136 三教3305