绿色化学(公选)教学大纲

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新《绿色化学》课程教学大纲

新《绿色化学》课程教学大纲

《绿色化学》课程教学大纲课程编号:学分: 2学时: 36先修课程:无机化学、有机化学开课学院:物理科学技术学院材料科学与工程系一、课程简介绿色化学(Green Chemistry)是20世纪90年代才出现的具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科,已成为当今国际化学化工研究的前沿,是21世纪化学科学发展的重要方向之一。

绿色化学研究的目标就是运用现代科学技术的原理和方法,从源头上减少或消除化学工业对环境的污染,从根本上实现化学工业的“绿色化”,走经济和社会可持续发展的道路,出现十余年来,起源于化学工业的绿色化学已带来了化学化工、材料、能源、环境、食品、医药、农业等现代工业的革命性变化。

绿色化学和技术相关概念,如环境无害化学、环境友好化学、清洁化学、绿色产品设计、制造及生产制造技术、清洁型生产等已成为各国政府、企业和学术界关注的热点。

近年来,人们把绿色化学的观念进一步发展成为“绿色与可持续化学”(Green and Sustainable Chemistry),以强调化学化工不仅涉及环境,而且直接与可持续发展的多个方面相关.可持续发展观念是以经济、资源、环境、社会等要素的一体化为其特征,绿色与可持续化学作为可持续发展的重要工具,在可持续发展大框架之下,无疑对经济、资源、环境,乃至构筑循环经济这一良性经济发展模式,都具有重要的意义。

综上所述,绿色化学从源头上阻止对环境污染的化学,从根本上确保清洁生产,从而使对环境的治理从治标转向治本,是解决2l世纪环境和资源问题的根本出路之一,必将成为21世纪科学发展的主流。

二、教学目的与基本要求绿色化学是使用化学的技术和方法去设计研制对人类健康、社会安全、生态环境无害的化学品及其工艺,它是在化学面临人类可持续发展要求的巨大挑战的背景下提出的全新观念,“绿色化学”的提出是人类对生态环境关注的必然产物。

它是使人类和环境协调发展的更高层次的化学,其主要特点是原子经济性,其根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学。

2023年高中化学北师大版绿色化学教案

2023年高中化学北师大版绿色化学教案

2023年高中化学北师大版绿色化学教案一、教案概述本教案旨在引导高中化学教师在教学中重视绿色化学并运用北师大版教材进行教学。

绿色化学是一种以环境保护为导向的化学学科,通过减少或消除有毒有害物质的使用,降低能源消耗和废弃物的生成,为可持续发展做出贡献。

通过本教案的实施,学生将深刻理解绿色化学的重要性,并掌握相关的基础知识和实践技能。

二、教学目标1. 理解绿色化学的定义和原理;2. 掌握常见的绿色化学技术和方法;3. 了解绿色化学在实际应用中的意义;4. 培养学生的环保意识和创新意识。

三、教学内容与安排1. 绿色化学的定义和原理(2课时)a) 绿色化学的概念和背景;b) 绿色化学的原则和基本原理。

2. 绿色化学的基本技术与方法(4课时)a) 可再生能源的利用;b) 催化反应在绿色化学中的应用;c) 超临界流体在绿色化学中的应用;d) 绿色溶剂的选择与应用。

3. 绿色化学实验(6课时)a) 绿色指数的测定;b) 农药残留的检测;c) 生物质转化的实验。

4. 绿色化学在环境保护和可持续发展中的应用(4课时)a) 绿色能源的发展与利用;b) 绿色材料的研究与应用;c) 绿色化学产业的发展与前景。

四、教学方法1. 教师讲授结合讨论:引导学生通过课堂讲授,学习绿色化学的基础知识。

2. 案例分析法:通过案例分析,激发学生的独立思考和解决问题的能力。

3. 实验探究法:组织和设计相关实验,培养学生的动手能力和实践能力。

4. 视频学习法:引导学生观看相关视频,加深对绿色化学的理解。

五、教学评价方法1. 考试评价:通过书面考试,检查学生对绿色化学的理解和掌握程度。

2. 实验报告评价:对学生的实验操作和实验报告进行评价,考察学生的动手能力和实践能力。

3. 小组讨论评价:分组进行绿色化学相关问题的讨论和解答,考察学生的团队合作和表达能力。

六、教学资源准备1. 北师大版高中化学教材;2. 相关绿色化学的教学辅助材料和视频资源;3. 实验室和实验器材。

绿色化学教学大纲

绿色化学教学大纲

绿色化学教学大纲一、课程基本信息课程名称(中、英文):绿色化学(I)(双语)-1(Green Chemistry(I)_1)课程号(代码):203067020课程类别:类级平台课学时:36 学分:2二、课程的目的和任务“绿色化学”是化学、应用化学等专业本科生必修的专业基础课之一,总学时数36学时,一学期完成。

绿色化学体现了科学发展观,是减少资源消耗、实现循环经济和经济的可持续发展的重要科学基础。

本课程是在学生已掌握“大学数学”、“大学物理”、“无机化学”、“分析化学”、“有机化学”等前置课程的基本理论和实验技能的基础上开出,通过本课程学习,学生将系统学习绿色化学的基本概念、基本原理和发展规律,并能在今后的科研及生产实践中,运用这些规律去分析问题和解决问题。

本课程主要讲授学科的形成与发展状况、基本原理、设计安全有效目标化合物的原理和方法、设计安全有效目标化合物的应用实例、绿色化学方法、绿色化学的应用实例、绿色化学的发展趋势简介等内容,通过课堂讲授、习题课、专题讲座、课堂讨论、演算习题、自学和学生自主命题小论文等教学环节达到本课程的教学目的。

三、讲授内容、要求及学时分配第一章绪论(2学时)第一节环境问题全球气候变暖,核冬天的威胁,臭氧层破坏,光化学烟雾和大气污染,酸雨,生物多样性锐减,森林的破坏,荒漠化第二节资源问题能源问题,其他资源问题第三节健康问题第四节可持续发展问题本章基本要求①了解绿色化学这门新兴交叉学科产生的背景。

了解化学学科发展的规律。

②弄清人类社会目前面临的主要挑战,资源和环境的挑战及其化学本质。

③掌握可持续发展观的科学内涵。

第二章绿色化学(7学时)第一节什么是绿色化学第二节为什么要大力发展绿色化学第三节化学反应的原子经济性原子利用率,化学反应的原子经济性,尽量提高反应的转化率和反应的选择性第四节原子经济性与环境效益第五节绿色化学的任务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第六节绿色化学十二原则本章基本要求①了解绿色化学的基本概念、内涵和目标。

《绿色化学》课程教学大纲

《绿色化学》课程教学大纲

《绿色化学》课程教学大纲课程代码:0810716005课程名称:绿色化学英文名称:Green Chemistry总学时:32 讲课学时:32学分:2.0适用对象:全日制四年本科环境工程及相关专业学生先修课程:无机化学、有机化学、分析化学、高等数学、普通物理等课程一、课程性质、目的和任务绿色化学是20世纪90年代中期才产生的一门新兴学科,是研究如何节约资源、开发新资源和从源头上消除污染的化学,是实现循环经济和可持续发展的重要科学技术基础。

在大学生中普及绿色化学基本知识,培养绿色化学意识,普及如何利用科学技术实现可持续发展知识,对提高学生的综合素质,增强社会责任感十分重要。

通过本课程学习,使学生系统地掌握绿色化学的形成与发展状况、基本原理、设计安全有效目标化合物的原理和方法;了解绿色化学的研究动向,熟悉设计安全有效目标化合物的应用实例、绿色化学方法、绿色化学的应用实例、绿色化学的发展趋势简介等,为解决生产工艺和科学研究中遇到的各类环境问题打下坚实的基础。

二、教学基本要求1.熟练掌握绿色化学的基本原理,特点和适用范围;初步掌握绿色化学的研究领域和研究动向;初步具有选择与设计更安全的化学品的能力。

2.了解如何通过发展科学技术从而实现资源的有效使用、节约使用和循环使用,以提高资源的利用率,延长现有资源的使用时间;3.掌握基本的普通化学的基本原理、基本方法和基本技术,以及如何利用这些基本原理、基本方法、基本技术解决人类面临的主要挑战。

三、教学内容及要求第一部分概论(一)教学内容绿色化学的兴起与发展;绿色化学的研究内容和特点;绿色化学在国内外的发展概况;绿色化学是我国化学工业可持续发展的必由之路(二)教学要求1.了解生态环境的危机呼唤绿色化学;环境保护的宣传和法规推动绿色化学;化学工业的发展催发绿色化学;可持续发展促进绿色化学;2.了解绿色化学的含义、研究内容和特点3.了解绿色化学所引发的产业革命;绿色化学是我国化学工业可持续发展的优选模式;发展对策第二部分绿色化学原理(一)教学内容防止污染优于污染治理;原子经济性;绿色化学合成;设计安全化学品;采用安全的溶剂和助剂;合理使用和节能能源;利用可再生资源合成化学品;减少不必要的衍生化步骤;采用高选择性的催化剂;设计可降解化学品;预防污染的现场实时分析;防止生产事故的安全工艺(二)教学要求1.掌握末端治理与污染防治;污染防治的措施;掌握原子经济性的概念;反应的原子经济性;2.了解无毒、无害原料;改变合成路径;绿色化学合成3.掌握安全化学品的含义;设计安全化学品的一般原则;设计安全化学品的方法;4.了解常规有机溶剂的环境危害;水;二氧化碳;离子液体;固定化溶剂;无溶剂系统;化学工业中的能源使用;新的能源利用技术;优化反应条件5.了解可再生资源与不可再生资源;利用可再生资源合成化学品;保护基团;暂时改性;加入官能团提高反应选择性;催化作用优于化学计量关系;环境友好催化剂;环境友好催化过程;6.了解化学品废弃物的危害性;化学品设计应考虑降解功能第三部分无机合成反应的绿色化技术(一)教学内容水热合成法;溶胶—凝胶法;局部化学反应法;低热固相反应;流变相反应;先驱物法;助熔剂法;化学气相沉积法;聚合物模板法(二)教学要求1.掌握水热合成法的原理及应用实例;溶胶—凝胶法的原理及应用实例2.掌握脱水反应;嵌入反应;离子交换反应;同晶置换反应;氧化还原反应3.了解低热固相反应的反应机理及化学反应规律及应用;流变相反应的原理及应用;先驱物法的应用;化学气相沉积法的原理及应用;聚合物模板法的原理及应用实例第四部分绿色有机合成(一)教学内容高效化学催化的有机合成;生物催化的有机合成;氟两相系统的有机合成;相转移催化的有机合成;组合化学合成;有机电化学合成(二)教学要求1.掌握固体酸性化的有机合成;固体碱催化的有机合成;离子液态催化剂;酶催化的基本原理;生物催化剂的主要种类及典型工艺;氟两相系统的反应原理及主要应用实例2.了解相转移催化反应原理及应用;组合化学合成原理及应用;有机电化学合成原理及典型工艺第五部分精细化工的绿色化(一)教学内容制药工业的绿色化;农药工业的绿色化;表面活性剂的绿色化;阻燃剂的绿色化;电子化学品的绿色化(二)教学要求1.掌握绿色化学制药、绿色生物制药;绿色天然药物;2.掌握绿色农药的含义及分类;绿色生物农药;绿色化学农药;绿色农药制剂3.了解磷酸酯类表面活性剂;天然可再生资源表面活性剂;生物表面活性剂;无机阻燃剂;磷—氮系阻燃剂;磷酸酯类阻燃剂;复配型磷系阻燃剂4.了解辐射线抗蚀剂;聚酰亚胺封装材料;聚碳酸酯材料;环氧模塑料;聚苯胺材料;超净高纯化学试剂第六部分能源工业的绿色化(一)教学内容化石燃料清洁利用技术;生物质能的研究与开发;清洁能源的开发利用;可再生能源与可持续发展(二)教学要求1.了解能源消耗对环境的影响;煤的洁净燃烧与高效利用技术;2.掌握生物质能利用现状;生物质能利用技术;生物质能发电;生物柴油;燃料乙醇;生物质制氢;3.了解清洁能源的开发利用:太阳能;风能;地热;海洋能;可再生能源;可持续发展第七部分绿色化学化工过程的评估(一)教学内容绿色化学评估的基本准则;生命周期评估;绿色化学化工过程的评估量度(二)教学要求1.掌握绿色化学的12条原则;了解绿色化学的12条附加原则;绿色化学工程技术的12条原则;2.掌握生命周期评估的含义;了解生命周期评估的步骤;生命周期评估的用途3.了解化学反应过程的绿色化;化学化工过程绿色化的评价指标;绿色化学化工过程的评估实施。

绿色化学教学大纲

绿色化学教学大纲

绿色化学教学大纲一、教学目标绿色化学是一门旨在培养学生环保意识、提升学生环境保护能力的课程。

本教学大纲的目标旨在通过绿色化学的学习,使学生掌握绿色化学基本概念,了解环境问题与化学技术之间的关系,培养学生的创新意识和环境保护责任感。

希望学生通过绿色化学的学习,能够有效地应用所学知识解决环境问题,为促进可持续发展贡献自己的力量。

二、教学内容1. 绿色化学概念与基本原理1.1 绿色化学的定义与特点1.2 绿色化学的基本原则1.3 绿色合成与绿色催化2. 绿色化学的应用2.1 绿色环保材料2.2 绿色催化剂在有机合成中的应用2.3 绿色药物合成中的应用3. 绿色化学实验3.1 绿色实验设计3.2 绿色合成实验3.3 绿色催化实验4. 绿色化学技术的发展4.1 绿色工艺的创新与应用4.2 绿色化学在产业中的应用4.3 绿色化学对环境的影响三、教学方法1. 理论教学与实践相结合通过课堂教学结合实验课程,使学生对绿色化学有更深入的认识。

2. 小组讨论与案例分析通过小组讨论和案例分析,培养学生的研究能力和解决问题的能力。

3. 实践操作与创新设计鼓励学生进行绿色化学实验,培养学生的实践能力和创新意识。

四、教学评价1. 学习成绩评定通过平时作业、实验报告、期中考试和期末考试等方式评定学生的学习成绩。

2. 教学效果评估定期进行教学效果评估,倾听学生的反馈意见,不断改进教学方法,提升教学质量。

五、教学资料教学资料主要包括教材、实验指导书、教学课件等,以及相关的绿色化学领域的文献资料。

六、教学资源1. 实验室设备提供必要的实验设备和器材,确保学生的实验条件。

2. 阅览室提供相关的文献资料和研究报告,为学生的学习和研究提供支持。

七、教学计划根据本教学大纲的内容安排,合理安排教学进度,确保教学任务的完成。

同时要根据学生的实际情况灵活调整教学计划,保证教学效果的达成。

以上是本绿色化学教学大纲的相关内容,希望通过这份大纲可以达到培养学生环保意识和环境保护能力的目的,为创造更美好的未来做出贡献。

绿色化学第2章绿色化学

绿色化学第2章绿色化学

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2013-7-29
第二节 为什么要大力发展绿色化学
发展绿色化学是科学技术和经济发展的需要。 在整个工业体系中,化学工业占有很大的比例。 在历史上,德国依靠化学工业技术革命,使世界 科学技术中心由英国转移到了德国。而美国则重 复着德国的历史。二战后,依靠以石油化工技术 为代表的技术创新取得化学工业的领先地位,使 世界科学技术中心由德国转移到了美国。化学工 业是美国最大的工业部门之一,十几年前 ( 1990 年)的销售额就达 2920 亿美元,雇员达 110 万人,是美国少数几个产生贸易顺差的工业 部门之一,在所有工业贸易中居第二位 。
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2013-7-29
第三节 化学反应的原子经济性
• 新的催化法克服了有毒有害原料 Cl 2 的使用,氧化剂 H 2 O 2 对设备的要求远不及 Cl 2 的要求严格,尽管原子 利用率仅为 76% ,但该反应唯一的副产物是水,它对 环境是友好的,因此,该方法的环境友好程度明显高于 传统方法。 • 再如,甲基丙烯酸甲酯的合成,传统方法是利用制 取苯酚的副产物丙酮和丙烯腈工业的副产物 HCN 经两 步反应制取。这虽然是一个废物充分利用的典型例子, 但其原料原子利用率仅为 46% ,每生产 1 公斤 目标产 物相应要生成 1.15 公斤 废物 NH 4 HSO 4 ,同时还涉及 到剧毒物质 HCN 的使用。
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2013-7-29
第三节 化学反应的原子经济性
由上可见,一旦要利用的化学反应计量式被确 定下来,则其最大原子利用率也就确定了。比如 ,只要采用氯醇法生产环氧乙烷,不管怎样改进 工艺,其最大原子利用率仅能达到 25% ,如果 中间步骤中反应的选择性、反应物的转化率达不 到 100% ,则该过程的原子利用率还达不到 25% ,但是,如果选用银催化剂催化氧化方法 ,则只要该步的转化率和选择性达到 100% ,该 反应的原子利用率就可达到 100% 。

2024年度-高中化学校本课程教材《绿色化学》

2024年度-高中化学校本课程教材《绿色化学》

水作为溶剂在化学反应中具 有独特的性质,如促进某些 有机反应的进行、提高反应 速率和选择性等。
18
离子液体作为溶剂的特点及应用
离子液体由阴阳离子组 成,具有极低的蒸气压 、高热稳定性、宽电化 学窗口等特性。
离子液体可以作为绿色 溶剂替代传统有机溶剂 ,用于有机合成、催化 反应、电化学等领域。
离子液体在溶解有机物 、无机物和聚合物等方 面具有广泛的应用前景 。
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绿色化学品评价方法介绍
生命周期评价法
对化学品的整个生命周期进行评估,包括原料提取、生产、运输 、使用、废弃等各个环节。
风险评价法
对化学品可能对人类健康和环境造成的危害进行评估,包括毒性 、生态毒性、环境持久性等方面。
综合评价法
综合考虑化学品的性能、环境影响、成本等因素进行评价。
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典型绿色化学品案例分析
11
03 绿色合成方法与路线设计
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原子经济性合成方法
原子经济性概念
01
在化学反应中,原料分子中的原子全部转化为目标产物,实现
零排放和高效利用。
原子经济性反应类型
02
包括加成反应、重排反应、环化反应等,这些反应具有高效、
高选择性和环境友好的特点。
原子经济性合成实例
03
如烯烃的氢甲酰化反应、羰基合成等,这些实例展示了原子经
20世纪80年代,随着环保意识的增强,绿色化学逐渐受 到重视。
03
成熟阶段
21世纪初,绿色化学成为化学领域的研究热点,并取得 了一系列重要成果。
5
绿色化学重要性
保护环境
绿色化学有助于减少化学工业对环境的污染 ,保护生态环境。
提高生活质量
促进可持续发展

上海师范大学本科课程教学大纲-化学实验教学中心

上海师范大学本科课程教学大纲-化学实验教学中心

上海师范大学本科课程教学大纲课程名称:绿色化学(Green chemistry)学分:2 总学时:36 学时开课专业:应用化学,化学(师范)一、课程性质、目的和培养目标“绿色化学”是20世纪90年代出现的具有明确的社会需求和科学意义的新兴交叉学科,已成为当今国际化学化工研究的前沿领域与21世纪的中心科学。

本课程旨在以生动的事例对当前绿色化学与化工的原理与应用、产业化的现状及发展前景作一深入浅出的介绍。

在学生掌握绿色化学基本原理与实用技术的基础上,了解绿色化学这一新兴学科的发展趋势,帮助他们认识绿色化学与化工技术对经济和社会可持续发展的重要性。

本课程适合于应用化学与化学教育专业本科学生。

二、预修课程《无机化学》、《有机化学》三、教学内容第一章绪论第一节化学工业的回顾与展望1. 20世纪化学工业的成就2. 21世纪化学工业的展望第二节环境问题与可持续发展战略1. 化学工业带来的环境问题2. 可持续发展战略方针第二章绿色化学的概念与手段第一节绿色化学的定义第二节绿色化学的手段1. 非传统底物/起始物2. 非传统试剂3. 非传统溶剂4. 非传统产物/目标分子5. 在线分析化学第三节绿色化学在国内外的发展概况1. 绿色化学在国外的发展概况2. 绿色化学在我国的发展概况第四节绿色化学与技术的发展动向第三章绿色化学的原理第一节防止废物的产生优于在其生成后进行处理或清理第二节化学反应的原子经济性第三节绿色化学合成第四节设计更安全化学产品第五节溶剂绿色化第六节提高能源利用效率第七节利用可再生资源为原料第八节减少化学合成的衍生步骤第九节开发新型催化剂第十节设计可降解的化学品第十一节发展在线分析技术第十二节发展安全生产工艺第四章不产生“三废”的原子经济反应第一节化学反应中的新概念-原子经济反应第二节有机合成中常见反应的原子经济性探讨1.分子间结构互变或异构化的重排反应2.加成反应3.取代反应4.消除或降解反应第三节提高反应原子经济性的途径1.开发新催化材料提高反应的原子经济性2.新反应加工途径提高反应的原子经济性3.采用新合成原料提高反应的原子经济性第四节原子经济反应的发展与未来第五章利用再生资源开发化工产品第一节再生资源的认识第二节再生资源是丰富的化工原料第三节在分子水平上认识再生资源1.生命与地球生物圈的化学逻辑2.植物光合作用与次生代谢产物第四节利用再生资源开发精细化工产品1.大宗化工原料、中间体与产品2.具有生物活性的天然产物作为靶标分子,进行结构改性第五节生源合成的启示-仿生合成第六节农副产品的综合利用第六章催化反应─ 一种重要的清洁工艺第一节清洁工艺是当今工业发展的一种新模式第二节催化反应是适用于有机合成的清洁工艺第三节催化氧化第四节催化还原第五节催化法生成C-C键第六节生物催化第七章溶剂绿色化第一节用作绿色溶剂的水第二节离子液体第三节超临界二氧化碳第四节无溶剂有机合成第八章生物技术在绿色合成中的应用第一节概述第二节生物催化与仿生催化1.酶工程2.模拟酶3.化学酶第三节细胞培养与组织培养第四节发酵工程第九章注重功能性和环境无害绿色化学产品的设计和开发第一节绿色化学产品的定义与开发的成功例证第二节如何设计更安全的化学产品1.物质作用机理的分析2.物质的结构与活性的关系3.避免采用毒性功能基团4.使生物利用度最小化5.使辅助的物质最小化第十章无害化学合成第一节由光气和氢氰酸生产的主要产品及用途1.光气生产的主要产品2.氢氰酸生产的主要产品第二节取代光气和氢氰酸的绿色化学技术1.替代光气制造异氢氰酸的工艺2.由碳酸二甲酯代替硫酸二甲酯作甲基化试剂3.由碳酸二甲酯替代光气制造聚碳酸酯4.取代氢氰酸合成甲基丙烯酸甲酯的技术发展5.取代氢氰酸路线制造己二酸和己二胺6.一种新的合成氨基酸及其盐的生产过程7.取代氢氰酸路线合成苯乙酸第十一章绿色能源与绿色材料技术第一节绿色能源技术1. 能源及其分类2. 各种绿色能源技术第二节绿色材料技术1.新型材料的特点2.金属材料3.高分子材料4.纳米材料5.陶瓷材料第十二章绿色化学的展望第一节绿色化学的发展方向第二节绿色工艺与绿色产品的展望四、教材和参考书目1、使用教材《绿色化学化工实用技术》,贡长生等编著. 2002年化学工业出版社2、参考书目(1)李德华编著《绿色化学化工导论》2010年科学出版社(2) P.T.阿纳斯塔斯, J.C.沃纳编著《绿色化学理论与应用》2002年科学出版社五、课外学习要求每次课后均要求学生对下一次的讲课内容进行课前预习,同时要求对本次课程的内容进行课后复习。

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绿色化学(Ⅱ)教学大纲
(非化学类专业用)
四川大学化学学院
绿色化学课程组
2004.10
一、课程基本信息
课程名称(中、英文):绿色化学(Ⅱ)-1(Green Chemistry(Ⅱ)-1)
课程号(代码):20318620
课程类别:公共选修课
学时:36 学分:2
二、课程的目的和任务
“绿色化学(Ⅱ)”是非化学类(文管等类)本科生的素质教育选修课程,总学时数36学时,一学期完成。

绿色化学是20世纪90年代中期才产生的一门新兴学科,是研究如何节约资源、开发新资源和从源头上消除污染的化学,是实现循环经济和可持续发展的重要科学技术基础。

在大学生中普及绿色化学基本知识,培养绿色化学意识,普及如何利用科学技术实现可持续发展知识,对提高学生的综合素质,增强社会责任感十分重要。

本课程面对全校非化学类学生开出,通过本课程学习,学生将系统学习绿色化学的基本概念、基本原理和发展规律。

了解如何通过发展科学技术从而实现资源的有效使用、节约使用和循环使用,以提高资源的利用率,延长现有资源的使用时间;了解如何通过科学技术的发展实现新资源的开发与利用;以实现循环经济和可持续发展。

课程以循环经济和可持续发展思想为主线,通过绿色化学发展的实例的讲解,让学生掌握基本的普通化学的基本原理、基本方法和基本技术,以及如何利用这些基本原理、基本方法、基本技术解决人类面临的主要挑战,创造更加美好的生活。

通过课堂讲授、专题讲座、课堂讨论、演算习题、自学和课程小论文等教学环节达到本课程的教学目的。

三、讲授内容、要求及学时分配
第一章绪论(10学时)
第一节化学是中心的、适用的、创造性的学科
化学是中心的、适用的、创造性的学科;化学与人类社会的进步与发展;由猿到人――火(燃烧化学反应的利用);铜器时代(还原反应的利用);铁器时代(还原反应、合金技术的利用);聚合物时代(聚合反应的发明与使用);可持续发展时代(绿色化学)。

英国的发达与化学,德国的发达与化学,美国的发达与化学,日本战后的发展与化学。

化学与生命科学,疾病的防治,基因工程;化学与信息科学,硅革命与计算机的发展,分子器件,量子计算机;
第二节人类目前面临的环境危机与化学
造成目前人类社会环境问题、资源问题的原因;全球气候变暖对人类社会的影响,全球气候变暖的原因;核冬天的威胁;臭氧层破坏对人类社会的影响,臭氧层破坏的化学本质;光化学烟雾的化学本质;大气污染的化学本质及其危害;酸雨及其危害;生物多样性锐减;森林的破坏;荒漠化。

第三节人类面临的资源问题与化学
能源问题,能源对国民经济和人类社会的重要作用;石油、煤和天然气的有效使用与化学,生物质资源与化学。

其他资源问题,矿产资源,土地资源。

第四节人类面临的健康问题与化学
现代医药的发展与化学,手性分子的概念,治疗目前不治之症的新药的开发与化学,分子修饰的概念及其在药物研究中的应用,减少药
物副作用,增强药物疗效,延缓衰老药物的研究。

第五节可持续发展问题与化学
传统发展观及其局限性,可持续发展观,化学工作者对可持续发展的思考,绿色化学的诞生。

本章基本要求
①了解绿色化学这门新兴交叉学科产生的背景。

了解化学学科发展的规律。

②弄清人类社会目前面临的主要挑战,资源和环境的挑战及其化学本质。

③掌握可持续发展观的科学内涵。

第二章绿色化学(7学时)
第一节什么是绿色化学
绿色化学的内涵,绿色化学的目标,绿色化学的科学意义,绿色化学的经济意义,绿色化学的环境意义,绿色化学可同时给出资源与环境危机的解决方案。

绿色化学是可以实现的理想。

绿色化学与传统环境保护的异同。

第二节为什么要大力发展绿色化学
发展绿色化学是人类社会进步和实现可持续发展的需要。

发展绿色化学是科学技术发展的必然。

本章基本要求
①掌握绿色化学的基本概念、绿色化学的内涵和绿色化学的目标。

②掌握绿色化学与环境治理的区别和联系。

③了解发展绿色化学的重要意义。

第三章化学反应的原子经济性(5学时)
第一节原子利用率
废物的概念,化学反应原子利用率的计算,化学反应的原子经济性,原子经济化学反应的特点,原子经济反应举例,如何设计原子经济反应。

第二节原子经济性与环境效益
环境因子,各不同行业的环境因子,环境商。

第三节节约资源、不产生污染的充要条件
提高化学反应反应物的转化率,提高化学反应产物的选择性。

本章基本要求
①掌握原子利用率和原子经济性的基本概念。

②学会计算化学反应的原子利用率。

③掌握设计原子经济性反应的基本方法。

④掌握环境因子、环境商的基本概念及其与环境污染的关系。

⑤掌握节约资源、不产生污染的方法。

第四章绿色化学的研究领域(5学时)
第一节设计安全有效的目标分子
根据新的需要设计全新的分子,设计新的安全有效分子来取代现行的有效但不安全的分子,结构与性能的关系,寻找功能分子的传统方法和分子设计方法。

第二节寻找安全有效的反应原料
用安全的分子取代现行有效但不安全的反应原料,二氧化碳取代光气,氧化羰化合成碳酸二甲酯,改变方法消除氢氰酸的使用,改变原料合成己二酸,改变原料合成苯乙酸。

寻找新的可再生的、能循环使用的原料,生物质的组成,生物质的结构特点,生物质转化的科学问题,生物质转化的技术难点,生物质转化实例。

第三节寻找安全有效的合成路线
理想的合成路线,合成路线改进实例,计算机辅助合成路线设计。

第四节寻找新的转化方法
非传统转化方法,催化等离子体,电化学转化,光化学转化和其他辐射转化。

第五节寻找安全有效的反应条件
安全有效催化剂,催化剂的负载化,用固体酸替代液体酸;安全有效的反应介质,超临界流体,水溶液反应。

本章基本要求
①了解安全有效发展设计基本概念和方法。

②掌握化学反应原料对绿色化学与的重要性。

③掌握合成路线对化学反应的重要性,了解设计合成路线的方法。

④熟悉非传统方法在化学反应中的应用及其对化学反应的影响。

⑤掌握典型的绿色反应条件。

第五章绿色化学十二原则(3学时)
第一节不让废物产生而不是让其生成后再处理
正常成本,原料浪费,分离提纯,废物处理。

第二节设计化学反应和化学过程,最大限度地提高反应的原子经济性
重排反应,加成反应,取代反应,消去反应,封闭循环。

第三节不生产、不使用对人类健康和对环境有毒有害的物质
减少与危险品的接触,消除危险品的使用。

第四节最大限度地设计安全有效的化学品
设计更加安全的化学品是可能的;设计更加安全化学品的方法,结构变化,分子修饰,除去分子中的毒性基团,减少分子的生物药效。

第五节尽可能不使用辅助物质,如须使用则应为无毒无害的
辅助物质面临的困境,溶剂的普遍使用,溶剂问题,溶剂对环境的影响;消除辅助物质危害的方法,采用超临界流体,非溶剂化,水作溶剂,固定化。

第六节尽可能降低能耗
化学工业中能量的普遍使用,预反应过程使用能量,用热能加速化学反应,用冷却方法控制化学反应,分离提纯需要能量;新的能量利用方式,微波法,声纳,光化学反应和辐射促进化学反应;优化反应条件使能耗最小。

第七节使用可再生资源
可再生的生物质资源,可再生资源的判断。

第八节避免衍生反应
合成化学受到的挑战及对策,保护基团,成盐,加上一个离去功能团。

第九节使用性能优异的催化剂
催化剂提高化学反应的选择性,催化剂降低化学反应的能耗。

第十节设计可降解的化学品
塑料在环境中的持久性,杀虫剂,把降解作为一个功能加以设计,生物降解性设计。

第十一节发展绿色分析化学
不产生污染的分析方法,现场检测,现时检测,分析控制。

第十二节减少化学事故的发生
毒性,爆炸性,可燃性。

本章基本要求
①了解绿色化学12 原则的基本思想。

第六章几个典型问题的绿色化学答案(4学时)
第一节水污染及其处理
水的分布,硬水的处理,海水的处理,检测废水的方法和指标体系,废水的处理,不产生废水。

第二节空气污染及其预防
大气圈概述,大气圈的层次,大气污染,大气污染的根源,治理大气污染的方法,预防大气污染。

第三节保护环境和资源
保护环境,保护资源,实现可持续发展。

本章基本要求
①了解如何在实际工作中利用绿色化学思想和方法。

四、教材
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五、主要参考书目
1:胡常伟,李贤均,《绿色化学原理及应用》
北京:中国石化出版社,2002,4
2:Anastas P.T., Williamson T.C.
Green Chemistry, Theory and Practice
London: Oxford University Press,1998
3:陆光华等,绿色生活与未来
化学工业出版社,北京,2001
4:孙胜龙等,环境污染与控制
化学工业出版社,北京,2001
5: 仲崇立编著,《绿色化学导论》,
北京,化学工业出版社,2000
6:闵恩泽,吴巍编著,《绿色化学与化工》,
北京,化学工业出版社,2000
7:朱宪编著,《绿色化学工艺》,
北京,化学工业出版社,2001
六、本课程学生学习质量评定
对学生实行综合素质评定,包括完成平时作业(每章作业8-10题),开卷综合测试,半期考试和期末考试几个部分,按比例计入总成绩。

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