绿色化学教学大纲

课程性质：科类基础课先修课程：高中化学总学时：4学分：2理论学时：28讨论学时：6开课学院：物理与电子信息学院适用专业：各专业大纲执笔人：张继红大纲编写时间：2008.1一、说明1、课程的性质、地位和任务绿色化学是用化学方法来防止污染产生的一门新兴交叉学科，是减少污染产生、降低资源消耗和实现人类可持续发展的重要科学基础，它吸收了当代物理、生物、材料、信息等学科的最新理论和技术，是当今化学科学研究的前沿。通过本课程的学习，使学生掌握绿色化学的基本概念、基本理论、基本方法等基础知识，了解绿色化学应用及发展前景，认识绿色化学对社会生产和生活的影响；认识环境危机、能源危机的严峻性，明确绿色化学兴起的历史必然性和必要性及其对人类可持续发展的重要意义；建立新的环保理念，树立科学的发展观。作为全校公选课，本门课主要宗旨是使学生开阔视野、拓展知识面，消除“新科盲”、“化学盲”，提高学生的科技素质、培养复合型人才。2、课程教学的基本要求本课程教学需注意以下七个方面的结合：（1）知识传授与能力培养的结合。本课程的内容大多比较新颖，有很强的时代性，在传授知识时，不仅要让学生知道是什么，更要启发学生结合现实思索为什么，以培养学生分析问题能力，开发学生的创新思维能力。（2）理论和实际的结合。为避免学科理论知识过于枯燥，提高学生的学习兴趣，加深学生对理论知识的理解，体现学有所用，在教学过程中，要注意理论联系实际，贴近生活、贴近学生所熟悉的事物。（3）知识传授与思想教育的结合。在教学过程中，根据教学内容引导学生透过绿色化学这扇窗口，去关注环境问题，去思索社会问题，激发学生的社会责任感和科学责任感。（4）书本知识传授与课外知识拓展的结合。根据需要可适当将教学内容延伸至书外，诸如相关学科知识和相关社会、生活方面的知识，使学生能够宽视野、深层次去理解书本知识。（5）课堂讲授和课后思考的结合。为使学生对课堂内容更好地消化吸收，根据需要可适当布置一定量的思考题，要求学生完成。（6）演讲法与其它教学法的结合。将启发式的教学思想贯穿整个教学过程，以演讲法为主，并根据教学内容的不同辅助于其它教学方法，做到多种教学方法有机组合、灵活运用。（7）多媒体手段和板书的结合。以多媒体教学手段为主，以板书为辅。充分运用多媒体直观、形象、生动的特点，做到使抽象的知识具体化、深奥的知识直观化、复杂的知识简单化、专业的知识通俗化、枯燥的知识生动化，并随时根据学生听课情况，用黑板补充相关内容。黑板和多媒体交替使用，各取所长，相得益彰。3、本课程的重点与难点重点：绿色化学的基本概念、基本理论和基本方法，绿色化学评估。绿色化学的有关应用。难点：绿色化学基本方法。二、课堂教学时数及课后作业题型分配（含数量）三、本文第一章绪论【教学目的】通过本章教学，首先让学生了解化学动力学和热力学的有关知识及有机化学的有关知识，为后面的学习作知识铺垫。让学生了解绿色化学是在什么背景下诞生的，明确绿色化学兴起的历史必然性和现实必要性，了解人类所面临的各种环境问题的成因、危害及解决途径。【重点难点】绿色化学兴起对人类可持续发展的重要意义，环境问题的成因与危害。第一节什么是化学（预备知识）一、什么是化学二、化学相关知识介绍第二节化学给人类带来的困惑一、20世纪化学的贡献二、20世纪人类面临的危机第三节绿色化学兴起的背景和历史沿革一、环境保护的三个时期二、绿色化学在各国的兴起三、美国“总统绿色化学挑战奖”四、绿色化学在中国第四节绿色化学与可持续发展一、传统化学工业与传统发展观二、绿色化学与可持续发展观【思考题】谈谈绿色化学对人类可持续发展的重要意义。第二章绿色化学【教学目的】通过本章教学，使学生掌握绿色化学的定义、内涵、目标，掌握原子经济概念、基本思想及原子利用率的计算方法，了解原子经济性与环境因子、化学反应类型的关联。掌握绿色化学基本原理，明确绿色化学任务。【重点难点】绿色化学内涵、原子经济性概念，绿色化学十二条原则。第一节什么是绿色化学一、绿色化学的概念二、绿色化学与传统环境保护的差异三、绿色化学与传统化学的差异四、绿色化学与清洁生产五、绿色化学与绿色化工第二节化学反应中的原子经济性一、原子经济性的概念二、原子利用率和产率区别三、原子经济性与E-因子四、原子经济性与化学反应类型第三节绿色化学十二条原则一、防止废物的生成比其生成后再处理更好二、合成方法应设计成能使反应物最大量地进入到最终产物中三、设计合成方法时，尽可能不使用、不产生对人类健康和环境有毒有害的物质四、设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无毒或毒性很小五、尽量不使用辅助性物质，如果一定要用，也应使用无毒物质六、合成方法必须考虑其过程中能耗对成本与环境的影响，应设法降低能耗，最好采用常温常压下的合成方法七、在技术可行和经济合理的前提下，采用可再生资源代替消耗性资源八、在可能的条件下，尽可能避免衍生物的生成九、合成方法中采用高选择性的催化剂比使用化学计量试剂更优越十、化工产品使用功能终结后，可分解成可降解的无害产物十一、进一步发展实时分析方法，在危险物质生成前对其实行在线监测和控制十二、着眼于使化学意外事故(包括渗透、爆炸、火灾等)的危险性降到最低第四节绿色化学任务一、设计更安全化学品二、寻找绿色化学原料和试剂三、选择合适反应条件四、设计理想合成路线【思考题】1、如何理解绿色化学是更高层次上的化学。2、原子利用率为100%的化学反应一定没有副产物生成吗？第三章绿色化学研究与应用【教学目的】通过本章教学，使学生明确绿色化学研究领域，掌握绿色化学的基本方法；了解有机合成中存在的污染问题，掌握运用绿色化学原理对其各个环节进行绿色化学评估的方法；了解绿色化学领域所取得的最新成果。【重点难点】绿色化学的基本方法，化学反应过程的绿色化学评估。构效关系在安全化学品设计中重要作用的理解，催化剂在绿色化学中的重要作用，分子筛催化剂的优越性，超临界流体作为溶剂的优越性。第一节绿色化学评估第二节设计更安全化学品一、化学品的功与过二、化学品的安全性评估三、设计更安全的化学品四、绿色化学品应用实例第三节选择绿色反应原料和试剂一、化学原料的评估与选择二、化学试剂的评估与选择三、绿色原料和试剂的应用实例第四节溶剂绿色化一、传统溶剂存在的主要问题二、改变传统溶剂三、绿色溶剂应用实例第五节催化剂绿色化一、催化剂在绿色化学中的重要作用二、传统催化剂存在的主要问题三、绿色催化剂研究与应用第六节设计原子经济的合成路线一、合成路线原子经济性评估二、原子经济合成路线的设计与应用【思考题】1、只要对人体没有危害的化学品就是安全化学品，这种看法对吗？2、DDT的危害给我们在设计安全化学品尤其是开发新的农药时有什么警示？3、你认为按照绿色化学的要求，化学家在设计一条合成路线时应考虑哪些因素？为什么？第四章绿色产业革命【教学目的】通过本章教学，使学生了解绿色产业产生的时代背景，了解绿色化学在绿色产业具体成果。【重点难点】绿色产业的基本内涵特征。传统产业产生的危害。绿色能源、绿色农药、绿色涂料、绿色塑料、绿色造纸、绿色制革的概念。第一节绿色产业革命一、绿色产业的内涵二、绿色化学所引发的产业革命三、绿色化学是我国化学工业可持续发展的必由之路第二节绿色能源一、绿色能源定义二、几种绿色能源第三节可降解塑料一、白色污染二、可降解塑料第四节绿色涂料一、传统涂料的危害二、绿色涂料第五节绿色制革技术一、制革工业存在的污染问题二、国内外绿色皮革化学品的研究现状第六节绿色造纸技术一、造纸工业中的污染概况二、绿色化学在造纸化学品中的应用【思考题】1、何为绿色产业？绿色产业有什么特征2、简谈绿色产业兴起的历史背景。第五章绿色化学品与当代生活【教学目的】通过本章教学，使学生掌握绿色樗、食品安全、饮品安全、药品安全、日用品安全、寅装潢安全的内涵，理解使用绿色化学品的重要意义。【重点难点】正确掌握使用绿色标志产品，分析食品安全、药品安全存在的主要问题及原因。第一节绿色化学与绿色标志一、绿色标志的内涵二、绿色标志的由来三、中国环境标志图形及说明四、企业如何获得绿色标志认证五、在我国实施环境标志制度的意义和作用六、我国实施环境标志取得的成效七、几种和化学相关的环境标志产品简介第二节食品安全一、什么是食品安全二、食品安全的重要性三、食品安全存在的主要问题四、食品安全问题存在的主要原因五、我国应对食品安全采取的主要措施六、解决我国食品安全问题的对策第三节饮品安全一、安全饮品认证及其意义二、安全饮品标志及内涵三、安全饮品认证与QS认证的区别四、安全饮品认证与管理体系认证的区别五、安全饮品认证与其他产品认证的区别六、安全饮品认证与HACCP食品安全管理体系认证的关系第四节药物安全一、药品安全的典型事件二、药品安全存在的主要问题三、药品安全问题的主要对策第五节日用品安全一、什么是日用品安全二、化妆品风波三、牙膏含氟是否危害健康之争第六节绿色化学品与室内装璜安全一、室内化学污染物产生的原因及危害二、室内建材中主要化学污染物及其危害三、解决室内空气污染问题的对策与建议【思考题】第六章绿色化学引发的思考【教学目的】通过本章教学，使学生能透过绿色化学内涵的价值取向，对人与自然关系、人类与社会的关系、人类与自身的关系进行反思，从而建立起绿色理念，树立起科学的发展观。【重点难点】通过构建绿色文化、实施绿色生产、倡导绿色消费推动社会经济的绿色发展，从而探讨新的发展方式。第一节谋求绿色发展第二节构建绿色文化一、构建绿色观念形态文化二、构建绿色制度形态文化三、构建绿色知识形态文化四、构建绿色行为文化第三节实施绿色生产第四节倡导绿色消费一、宣传绿色消费知识，普及绿色消费理念二、加强绿色消费理论研究，运用理论成果指导消费三、完善激励和约束机制，培养和规范绿色市场第五节培养绿色化学人才一、绿色化学人才培养目标二、绿色化学人才培养规格三、绿色化学人才的学科体系和知识结构【思考题】1、如何看待人与大自然的关系？谈谈理由。2、如何从环境观点看待高消费？谈谈你个人意见。【课程考试】本课程考试采取“闭卷”方式进行。主要考查学生对绿色化学基本概念、基本原理和基本方法等基础知识的掌握情况及运用能力，重点测评学生观察、分析、理解、判断和解决问题的能力。其中卷面成绩占70%，平时成绩占30%。四、使用教材与教学参考书目【使用教材】《绿色化学》（安徽人民出版社）【教学参考书目】1、［美］P.T.阿纳斯塔斯，J.C.沃纳著，绿色化学理论与应用，李朝军，王东译，科学出版社，20022、胡常伟，李贤均编著，绿色化学原理与应用，中国石化出版社，20043、闵恩泽等著，绿色化学与化工，化学工业出版社，2000