精细化工思考题附答案.doc

1、1精细化工思考题1-4 章思考题1. 简述精细化工及精细化工的特性。答:精细化工是精细化学品生产工业的简称。而所谓的精细化学品一般指深度加工的、技术密集高和附加价值大的化学品，其多数产品为品种多，更新快，规模小，利润高。精细化工的特性可分为经济特性和生产特性。经济特性包括：（1）利润高、能耗小；（2）附加价值率高；（3）资本密集度低、投资效率高。生产特性包括：（1）技术密集度高、市场垄断性强；（2）品种多、产量少、商品化强；（3）劳动密集度高、就业机会多；（4）综合生产流程和多功能生产装置。2. 染料工业的特点是什么？染料的名称由哪几部分组成？答：染料工业特点：1、染料品种多、更新快；2、中间

2、体的通用性大；3、收率低、 “三废”多；4、商品染料的应用研究在染料工业中占有重要的地位。染料的名称由冠称、色称、字尾三部分组成。冠称表示染料根据应用方法或性质分类的名称，如还原、分散、活性等；色称表示染料色泽的名称。如嫩黄、黄、深黄、金黄、橙、红、紫、蓝等；字尾表示染料的色光、形态、特殊性能和用途等。B蓝光；C耐氯；D稍暗；K冷染；M混合；X高浓度。3. 影响染料颜色深浅的主要因素有哪些？ 答：（1）染料的分子结构对染料颜色深浅的影响因素：（a）共轭双键的长短。共轭双键越长，颜色越深；（b）共轭体系上的极性基团。引入极性基团，若使极性增大，则深色效应，反之，则浅色效应；（c）染料分子的共平面

3、性破坏和共轭体系的中断，使颜色变浅；（d）染料内络合物的生成，一般使颜色变深、暗；（e）染料分子的离子化，若使极性增大，则深色效应，反之，则浅色效应；（f）顺反异构对染料颜色的影响。（2）外界因素对染料颜色深浅的影响因素：（a）溶剂和介质的影响。若使极性增大 ，则深色效应，反之，则浅色效应；（b）染料浓度对颜色的影响。浓度增大，则浅色效应；（c）温度对颜色的影响。温度升高，则深色效应。 4. 简述酸性染料、活性染料、分散染料、阳离子染料、还原染料的结构特点、染色机理和主要类型。答：结构特点 染色机理 主要类型酸性染料在酸性介质中染色，一般含有磺酸基1、 强酸性染料：染料分子与羊毛分子借盐键结合

4、2.弱酸性染料：盐键和范德华力1、强酸性染料：偶氮型、蒽醌型、三芳甲烷型2、弱酸性染料：引入芳砜基的普拉型增大分子量、引入长碳链烷基的染料增大分子量活性染料含有能与纤维上羟基、氨基反应的活性基团；与纤维共价键结合；分子结构有两部分：母体染料、乙烯砜型亲核加成反应三氮苯、二氮苯型 亲核取代反应1.三氮苯型（均三嗪型）二氯三氮苯型； 一氯三氮苯型；含氟三氮苯型； 羧基吡啶均三嗪型2活性基团 2二氮苯型（嘧啶型）甲砜基嘧啶型； 二氟嘧啶型；氟氯甲基嘧啶型；3.乙烯砜型活性染料4. 膦酸型活性染料分散染料1. 在水中呈分散微粒状态，染色时需借助分散剂2. 分子中含有羟基、偶氮基、氨基等极性基团，但不含

5、水溶性基团，属非离子型染料3.主要用于合成纤维，与纤维间亲合力主要有分子间力、氢键力偶氮型分散染料蒽醌型分散染料阳离子染料染料在水溶液中电离生成阳离子，是晴纶专用染料，盐键结合染色时：1.离解腈纶-COOH 腈纶-COO - + H+ 腈纶-SO 3H 腈纶-SO -3 + H+2.与染料结合共轭型隔离型还原染料在碱性溶液中借保险粉作用而使棉纤维染色；一般分子中不含水溶性基团，但含有两个以上羰基1、还原染料 还原体 ( 隐色体）2、还原体 还原体钠盐（隐色体钠盐）3、隐色体钠盐被纤维吸附4、还原染料固着在被纤维上形成色淀1、靛类染料：靛蓝、硫靛2、蒽醌和蒽酮染料3、可溶性还原染料5. 染料的生

6、产过程一般包括哪些步骤？染料的商品化加工的目的是什么？ 答：染料生产的三个基本步骤：（1） “中间体”的生产 ；（2） “原染料”的生产（3）商品染料的生产。染料的商品化加工的目的：（1）改进染料的印染性能；（2）使染料成品标准化。6. 染料工业生产的助剂有哪些类型？答：一、商品化加工用助剂：1、主要起调整强度作用的，如食盐、硫酸钠；2、主要起改善染色性能作用的，如扩散剂；3、为适应染色条件需要而加入的，如软水剂。二、印染用助剂 ：印染时加入，帮助染料或纤维浸透、润湿，促使染料在染浴中均匀分散、增溶、渗入到纤维内部等。三、整理用助剂：使织物达到防绉、防水、3防火等特殊要求，也可改进织物的外观、

7、手感和提高牢度。7. 什么是荧光增白剂？其增白机理是什么？与漂白剂、上蓝剂有什么不同？答：荧光增白剂是一种能发荧光的无色化合物，可提高织物、纸张的洁白度和光泽。广泛用于合成洗涤剂、纺织、造纸和塑料工业等。增白机理：（1）吸收日光中的紫外光而发射 为 415 到 466nm 紫蓝色荧光，同织物反射出黄光光互为补色，相加而成白光，增加洁白感。 （2）本身无色，又发射荧光，使织物总的可见光反射率增大，故也提高了亮度。不同：漂白剂通过氧化脱色，上蓝剂通过补色原理，上蓝剂会吸收一部分光线。8. 荧光增白剂的主要种类有哪些？答：（1）二苯乙烯型荧光增白剂：是以二苯乙烯为母体的各种衍生物，主要有：二苯乙烯三

8、嗪型、二苯乙烯双酰胺基型和二苯乙烯三氮唑型；（2）双苯乙烯型荧光增白剂；（3）香豆素型荧光增白剂，主要有：3-羧基香豆素增白剂；4-甲基-7-取代氨基香豆素增白剂；3-苯基-7-取代氨基香豆素增白剂和杂环香豆素增白剂；（4）唑型荧光增白剂；5、萘二甲酰亚胺型荧光增白剂。9. 简述偶氮颜料的主要类型。答：偶氮颜料是指分子结构中含有偶氮基的水不溶性的有机化合物。以芳香胺和杂环芳香胺重氮化为重氮组分，以乙酰乙酰芳胺、吡唑啉酮、2-萘酚、2-羟基-3-萘甲酰胺、苯并咪唑酮等为偶氮组分，合成结构中含有偶氮基的不溶性颜料。1.单偶氮颜料和双偶氮颜料（1）以乙酰乙酰芳胺为偶氮组分，以 3,3-二氯联苯胺或

9、3,3-二甲基联苯胺为重氮组分，与乙酰乙酰芳胺偶合的双偶氮颜料（2）以吡唑啉酮为偶氮组分（3）以 2-萘酚、色酚 AS 为偶氮组分2. 缩合性偶氮颜料（大分子颜料、固美脱颜料）3. 以苯并咪唑酮为偶氮组分：10. 简述色淀类颜料的主要类型及所用的沉淀剂。解 答 3 色 淀 类 颜 料 的 主 要 类 型 沉 淀 剂 偶 氮 色 淀 Cal2、 BaCl2 三 芳 甲 烷 色 淀 有 机 酸 (单 宁 酸 )、 无 机 杂 元 酸 (磷 钨 酸 、 磷 钨 钼 酸 酞 菁 色 淀 BaCl2 5-7 章思考题1. 名词解释：表面张力、表面活性、表面活性剂、临界胶束浓度答：表面张力是使液体表面尽量

10、缩小的力。表面活性是降低表面张力的性能。表面活性剂是某种加入很少量即能大大降低溶剂表面张力，改变体系界面状态的物质。表 面 活 性 剂 分 子 在 溶 剂 中 缔 合 形 成 胶 束 的 最 低 浓 度 即 为 临 界 胶 束 浓 度 。2. 表面活性剂如何分类？阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂各有哪些类型？4答：表面活性剂分类:（1）按亲油基分类 ：脂肪族烃基；芳香族烃基；脂肪芳香烃基；脂环族烃基；带弱亲水基的烃基；其它。 （2）按亲水基分类：包括非离子型表面活性型和离子型表面活性剂，离子型表面活性剂又包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和两性表面活

11、性剂。阴离子表面活性剂分为五类：脂肪羧酸酯类、脂肪醇硫酸酯类、烷基磺酸酯类、烷基芳基磺酸酯类和磷酸酯类。阳离子表面活性剂分为四类：伯胺盐、仲铵盐、叔胺盐和季铵盐、胺氧化物非离子表面活性剂分为四类：脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、酯型和脂肪胺。两性离子表面活性剂分为两类：氨基酸型、甜菜碱型、咪唑啉系两性表面活性剂3. 简述表面活性剂的基本性质和派生性质。答：表面活性剂的基本性质包括：两亲性质(化学性质） 、界面吸附、定向排列、形成胶束。与表面活性剂基本性质有直接或间接关系的效用往往称为表面活性剂的派生性质。 （1)与基本性质直接相关的效用：润湿和渗透、乳化作用、分散和增溶、起泡作用和消泡作用

12、、洗涤作用、浮选。（2）与基本性质间接相关的效用：防水整理剂、杀菌剂、纤维柔软整理剂、抗静电整理剂、匀染剂。4. 什么是表面活性剂的 HLB 值？它有何重要意义？怎样计算表面活性剂的 HLB 值？怎样利用表面活性剂的HLB 值设计膏霜类化妆品的配方？答：表面活性剂的 HLB 值(Hydrophil-Lipophil Balance)即亲水亲油平衡值, 是亲水性与亲油性基团的大小和力量的平衡值，是评价表面活性剂的重要指标。意义：（1）HLB 值表示了表面活性剂的水溶性，HLB 值增大，水溶性增强；（2） HLB 值与浊点相关，HLB 值增大，浊点增大；（3）根据 HLB 值推断表面活性剂的用途。

13、计算方法见书 p244。HLB 值在设计乳状液配方时的应用:（1）油相所需的 HLB 值；（2）乳化剂的 HLB 值要与油相所需的 HLB 值一致；（3）乳化剂用量满足：乳化剂重量=110% 总量，同时满足：乳化剂重量 （油相重量+乳化剂重量）= 1020 %5. 什么是非离子表面活性剂的浊点？浊点与环氧乙烷加成数的关系是什么？为什么？答：非离子表面活性剂的浊点是指非离子表面活性剂的水溶液在加热情况下，由清晰变为混浊时的温度。环氧乙烷加成数 n 增加，浊点升高。原因：6. 用适当的原料合成下列表面活性剂：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚（乳化剂 OP） 、十二烷基二甲基苄基氯

14、化铵7. 洗涤剂与化妆品部分要求知道配方中各成分的作用，及各种配方的特点。8. 什么是植物精油？植物香料的制备方法有哪些？答：植物精油是以萜烯化合物为主的挥发性油。萜类化合物是指具有(C 5H8)n通式的聚合体，以及其含氧和不同饱和程度的衍生物，可以看成是由异戊二烯或异戊烷以各种方式连结而成的一类天然化合物。植物香料的制备方法有：（1）水蒸气蒸镏法；（2）压榨法；（3）萃取法：油脂吸收法；溶剂萃取；液化气体萃取法 。9.什么是单离香料？其制备方法有哪些？答：单离香料是从植物精油中用化学物理方法分离出来的有价值的成分，一般具有一定的化学结构。单离香料的制法有：1）蒸馏法；（2）冷冻分离法；（3）

15、化学处理法。510.试合成-苯乙醇、桂醛、二甲苯麝香、酮麝香、葵子麝香、西藏麝香（三甲苯麝香） 。11.香精（调和香料）的组成是什么？答：香精是利用天然和合成香料经调香而调配成香气和润、令人喜爱的混合物。将各种香料适当地组合，调配成香精调香（配香） 。包括以下四类：（1）主香：显示香型特征的主体（2）合香：以调和各种成分的香气 为目的的成分,即辅助香料或配料。（3）修饰剂：使香精变化格调的成分（4）定香剂：使香气长期驻留的成分12.食用香料有哪些特殊性？如何分类？答：特殊性：（1）要考虑味觉上的调和（2）没有幻想型，一般只是仿照、再现天然型（3）与色调、想象力有更密切的联系，人类对食用香料的感

16、觉比日用香料灵敏得多 。分类： （1）按形态分：a.香精（水溶性香料） b.油溶性香料 c.乳化香料 d.粉末香料（2）按香型分：柑橘型、果香型、豆香型、薄荷型、辛香 型、坚果型、奶香型、肉香型、其它香型。 (3）按构成成分分:天然香料、人造食品香料8-10 章思考题1有机磷杀虫剂的特点是什么？作用机理是什么？其结构与生物活性的关系是什么？主要有哪些品种？答：特点：（1）品种多（2）药效高（3）作用方式好（4）无累积中毒作用机理：抑制虫体内的胆碱酯酶，而胆碱酯酶的作用是使乙酰胆碱水解，即阻碍乙酰胆碱的水解，而乙酰胆碱的作用传递神经冲动，但传递后必须消失。最终使乙酰胆碱在连接部位集积起来而造成过

17、量刺激，最后引起死亡。结构与生物活性的关系： （1）R 基团的变化：R 供电性，磷酰化反应，但磷酰酶的稳定性（2）X 基团的变化：吸电子性生物活性高（3）P=S 和 P=O 的影响：活性 P=OP=S，对哺乳动物毒性 P=OP=S， P=S 键是高效低毒农药结构主要品种：（1）敌百虫 （2）敌敌畏 （3）对硫磷和甲基对硫磷 （4）杀螟松 （5）百治屠 （6）乐果 2什么是拟除虫菊酯杀虫剂？答：在模拟天然除虫菊酯结构的基础上，合成一系列化合物，选择其中药效好而结构又比较简单的品种作为工业产品，称为拟除虫菊酯。3杀菌剂的作用机理有哪些形式？结构特点是什么？答：作用机理：（1）破坏菌的蛋白质的合成-

18、使菌细胞的生长发育受到影响（2）破坏细胞壁的合成-通过破坏细胞壁成分的合成（3）破坏菌的能量代谢-通过破坏催化生化反应的酶（4）破坏核酸的代谢作用-通过抑制核苷酸（5）改变植物的新陈代谢-改变新陈代谢，增强对病菌的抵抗力结构特点：杀菌剂的化学结构可分为活性基团和成型基团两部分（1） 活性基团：是对生物有活性的化学结构，又称为毒性基团。6（2）成型基团：对生物活性有影响的各种取代基团,又称为助长发毒基团。通常是指亲油性基团，或是具有油溶性的基团。成型基团的结构对杀菌剂的穿透力有显著影响：A.脂肪基的结构形状应具有相似性B.碳链的结构：直链、低级烃基穿透力C.原子的大小：原子小穿透力4除草剂的作用

19、机制及其选择性依据是什么？ 答：作用机制：扰乱植物生理机能的正常运转，使维持植物生长不可缺少的结构起不可逆的变化，同时使植物的内部环境被破坏，最后导致植物死亡。如：破坏植物的光合作用改变叶绿素的结构；促使植物生长反常使生长素失去平衡 。选择性依据：（1）药品接触或粘附在植物体上的机会不同（2）药品被植物吸收的能力不同(3)植物内部生理作用不同 5什么是植物生长素？什么是植物生长调节剂？植物生长调节剂主要用途有哪些？举出几例说明其用途。答：植物生长素：由植物本身合成，在植物体内含有微量，能促进或抑制植物生长，在植物生命活动中起重要作用的物质。植物生长调节剂：利用人工合成的与植物生长素有同等效应，

20、甚至更为优越的化合物。主要用途：（1）抑制植物的生长（2）促进植物的生长（3）处理插条（4）使植物抗倒伏（5）提高植物的结果率（6）疏花、疏果应用举例：（1）马铃薯、洋葱等贮藏时易发芽，用植物生长调节剂处理可以防止发芽。（2）早春霜冻时，用抑制剂处理果树，可以推迟果树发芽。7. 什么是食品添加剂？主要有哪些类型？答：食品添加剂：指为改善食品品质和色、香、味以及防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。类型：（1）按来源分：化学合成添加剂、天然食品添加剂（2） 按功能分：7（3） 按主要用途分：食品生产过程中使用的添加剂，提高食品品质用的添加剂9. 微生物导致食品变质败坏的主要因素是

21、什么？防腐剂有哪些主要品种？比较它们的优缺点。答：主要因素：食品腐败由细菌繁殖引起食品霉变由霉菌代谢导致食品发酵由酵母菌分泌的氧化还原酶促成防腐剂主要品种及其优缺点：（1） 苯甲酸及其钠盐（又名安息香酸）优点：成本低、供应量充足，酸性食品中效果好缺点：防腐效果受 PH 值影响大， PH4 效果明显下降，且有不良味道（2） 对羟基苯甲酸酯类（又名尼泊金酯）R = CH3、C2H5、C3H7、C4H9优点：防腐效果优于苯甲酸及其钠盐，用量 1/10 的苯甲酸，防腐效果不受 PH 值影响缺点：水溶性差，价格较高（3） 山梨酸及其盐类CH3CH=CHCH=CHCOOH 2,4-己二烯酸优点：安全性较高

22、，对食品味道的失真较小缺点：防腐效果受 PH 值影响，适用于 PH5.5 以下，空气中易被氧化着色（4） 丙酸及其盐类CH3CH2COOH特点：防腐效果受 PH 值影响，适用于 PH5.5 以下对好气性芽孢杆菌有抑制效果，对酵母菌无效 广泛用于面包及糕点类的防腐（5） 双乙酸钠双乙酸钠简称 SDA，又名二醋酸一钠CH3COONaCH3COOH H2O特点：广谱、高效、安全、无毒10.食品氧化酸败的原因是什么？抗氧化剂的抗氧化原理是什么？抗氧化增效剂的作用是什么？列举抗氧化剂的主要品种。答：油脂的酸败：油脂 (RH) 的自动氧化自由基反应链的引发： RH+O2 R + OH链的增长： R + O

23、2 ROOROO + RH ROOH + R抗氧化原理：抗氧化剂（AH）提供自由基的承受者，从而中断了自由基连锁反应： ROO + AH ROOH 8+ A； R + AH RH + A（A是稳定的，不会引发链传递，只发生链终止反应A + A AA）抗氧化增效剂的作用：抗氧化增效剂（SH）本身无抗氧化作用，但能增强抗氧化剂的作用，如柠檬酸、磷酸、抗坏血酸等。 （1）与微量金属离子作用，使其不再具有催化作用。 （2）使抗氧剂再生：A + SH AH + S抗氧化剂的主要品种：（1）油溶性抗氧化剂：丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯(PG)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)

24、、 维生素 E（天然抗氧化剂）（2）水溶性抗氧化剂： L-抗坏血酸及其钠盐（维 c） 、 异抗坏血酸及其钠盐11.简述食用色素的品种。答：（1）合成色素：苋菜红、胭脂红、赤藓红、柠檬黄、日落黄、靛蓝、亮蓝、新红（2）天然色素：自然资源中的天然色素、人工合成的天然色素12.用作食品乳化剂的表面活性剂主要有哪些？答: 主要类型：非离子型表面活性剂 大豆磷脂甘油酯、蔗糖酯、山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物（司盘、吐温） 、丙二醇脂肪酸酯、大豆磷脂13.什么是食品增稠剂？简述主要类型。答：食品增稠剂 ：俗称糊料，是一种改善食品的物理性质、增加食品的粘稠性、给食品以润滑适口的舍感的添加剂。主要类型：（1）天然

25、增稠剂：果胶、琼脂、明胶等（2）化学合成增稠剂：改性纤维素、改性淀粉14.复合膨松剂（发酵粉）的组成及其各组分的作用是什么？答：（1）碳酸盐 (2040%) 作用：与酸反应产生二氧化碳 如：碳酸氢钠 （2）酸性物质(3550%) 作用：与碳酸盐反应产生 CO2 降低成品的碱性如：有机酸、明矾类、酸式磷酸盐等（3）其它成分(1040%) 作用：有利于膨松剂的保存、防止吸潮、结块；调节气体产生速度，使气泡均匀 如：淀粉、脂肪酸等 14.简述增塑剂的作用机理、结构特点及主要类型。答：作用机理：（1）高聚物僵硬的原因高聚物的大分子链聚集在一起（2）高聚物塑化的关键问题削弱大分子间的聚集作用（3）以邻苯

26、二甲酸酯类塑化 PVC 为例说明增塑剂的塑化过程。结构特点：以邻苯二甲酸二辛酯（DOP）为例9主要类型：（1）苯二甲酸酯类：主要是邻苯二甲酸酯类（2）脂肪酸酯类：主要有：脂肪族二元酸酯、脂肪酸单酯、多元醇脂肪酸酯（3）磷酸酯类 （4）环氧酯类 （5）氯化石蜡 （6）聚酯（7）其它：柠檬酸酯、苯多酸酯、季戊四醇酯、酰胺类15.简述主抗氧剂的结构特点，抗氧化作用及主要类型。答：有效的抗氧剂应具有下列结构：（1）具有活泼的氢原子（2）抗氧剂自由基的活性要低（3）挥发性小，相容性、分散性好抗氧化作用：抗氧化剂（AH）提供自由基的承受者，从而中断了自由基连锁反应：ROO + AH ROOH + AR +

27、 AH RH + AA是稳定的，不会引发链传递，只发生链终止反应.主要类型：有胺类和酚类抗氧剂16.聚氯乙烯热老化主要原因是什么？热稳定剂的主要类型和作用机理是什么？答：热老化原因：分解脱氯化氢形成“聚烯结构”聚烯结构：HCl 对脱 HCl 的催化作用：10热老化对 PVC 的破坏：颜色加深；降解，机械性能下降；引发自由基氧化反应，加速降解和交联。主要类型和作用机制：(1) 盐基性铅盐捕获 HCl，中止其催化作用(2) 脂肪酸皂、有机锡稳定剂置换活泼 Cl 原子马来酸盐型有机锡稳定剂消除“聚烯结构”17.简述光稳定剂的主要类型、作用机理。答：（1）光屏蔽剂第一道防线：减少紫外光的透射 表面涂层、颜料、炭黑、填料（2）紫外线吸收剂第二道防线：吸收紫外光并进行能量转移水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类紫外线吸收剂的作用机理 1：吸收光能，氢键被破坏，光能转化为无害的热能。如下面四种化合物：紫外线吸收剂的作用机理 2：吸收光能，发生光致互变异构，光能转化为无害的热能。如下面两种化合物：二苯甲酮类