绿色化学(公选)教学大纲

1、更多免费资料请访问：豆丁教育百科绿色化学()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()-1（Green Chemistry()-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()”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，

2、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

3、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

4、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

5、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。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。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

6、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。掌握绿色化学与环境治理的区别和联系。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。本章基本要求掌握原子利用率和原子经济性的基本概念。学会计算化学

7、反应的原子利用率。掌握设计原子经济性反应的基本方法。掌握环境因子、环境商的基本概念及其与环境污染的关系。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

8、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。本章基本要求了解安全有效发展设计基本概念和方法。掌握化学反应原料对绿色化学与的重要性。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。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。掌握典型的绿色反应条件。第五章 绿色化学十

9、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

10、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

11、，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。本章基本要求了解如何在实际工作中利用绿色化学思想和方法。四、教 材暂无（正在组织编写）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，2002，42：Anastas P.T., Williamson T.C. Green Chemistry, Theory and Practice London: Oxford University Press,19983：陆光华等， 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，北京，20015: