第八章 绿色化学的原理与应用
《第八章 第三节 环境保护与绿色化学》教学设计教学反思-2023-2024学年高中化学人教版2019
《环境保护与绿色化学》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：了解环境保护的重要性，理解绿色化学的核心概念，掌握一些基本的绿色化学反应原理。
2. 过程与方法：通过小组讨论、案例分析等方式，学会分析问题、解决问题的方法。
3. 情感态度与价值观：树立环保意识，培养绿色化学观念，认识到个人在环保中的责任。
二、教学重难点1. 教学重点：绿色化学的核心概念，如原子经济性、零排放等。
2. 教学难点：如何让学生理解并接受绿色化学的理念，认识到化学对环境的影响及改善方法。
三、教学准备1. 准备相关的环保和绿色化学的案例、图片、视频等素材。
2. 准备小组讨论的问题和案例分析的素材。
3. 制作PPT课件。
4. 要求学生课前预习相关内容，准备笔记本记录重要知识点。
四、教学过程：本节课的教学设计分为以下几个环节：1. 引入：通过观看有关环境污染的短片，引导学生思考环境污染的原因及解决方法。
设计意图：通过视觉刺激，激发学生的学习兴趣，引出本节课的主题。
2. 讲解：介绍绿色化学的概念、特点及主要内容，让学生了解绿色化学的核心思想和方法。
设计意图：让学生对绿色化学有初步认识，为后续内容的学习打下基础。
3. 案例分析：通过分析几个典型的化学污染案例，让学生了解化学污染的危害及如何避免。
设计意图：通过案例分析，让学生深入了解化学污染的危害，增强学生的环保意识。
4. 实验演示：进行几个简单的绿色化学实验，让学生亲眼目睹绿色化学的实际应用。
设计意图：通过实验演示，让学生直观感受绿色化学的实际效果，增强学生的感性认识。
5. 小组讨论：组织学生分组讨论如何在日常生活中实践绿色化学，提出自己的建议和想法。
设计意图：通过小组讨论，培养学生的团队协作能力和创新思维，同时增强学生的环保意识。
6. 总结归纳：教师对本次课的内容进行总结归纳，强调绿色化学的重要性和意义。
设计意图：帮助学生梳理本节课的知识点，加深学生对绿色化学的认识和理解。
高中化学必修2 课时第8章第3节 环境保护与绿色化学高一化学精品讲义
环境保护与绿色化学【学习目标】1、认识化学对环境保护的意义，掌握常见的环境污染问题2、了解绿色化学的含义，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性【主干知识梳理】一、化学与环境保护1、环境保护(1)环境问题：主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染(2)环境保护的任务①环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据②治理工业三废(废水、废气、废渣)③寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，从根本上解决环境问题(3)常见的环境污染2(1)污染物主要来源：除了自然因素外，大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物(2)次生污染物的形成：这些污染物在太阳辐射等因素作用下，经过复杂变化形成此生污染物。
在一定的天气条件下，会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。
具体形成过程如下：(3)酸雨形成及防治①正常雨水偏酸性，pH 约为 5.6，这是因为大气中的 C O 2溶于雨水中的缘故。
酸雨是指pH 小于5.6的雨水，CO 2不会导致酸雨，NO 2或SO 2都会导致酸雨，酸雨的形成主要人为排放的氮氧化物和硫氧化物等酸性气体转化而成的②硫酸型酸雨及治理a ．硫酸型酸雨(SO 2引起)：SO 2+H 2OH 2SO 3 2H 2SO 3+ O 2===2H 2SO 4 (酸雨在空气中酸性增强的原因)b ．SO 2主要来源：主要是煤等化石燃料的燃烧c ．治理：开发新能源、处理工业废气、燃煤脱硫石灰石脱硫：在煤中添加石灰石作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的SO 2，发生反应的化学方程式如下：2Ca CO 3＋O 2＋2SO 2=====高温2CaSO 4＋2CO 2用CaO 脱硫：CaO ＋SO 2=====高温CaSO 3、2CaSO 3＋O 2 △ 2CaSO 4(或2CaO ＋2SO 2＋O 2=====高温2CaSO 4)用Ca(OH)2脱硫：Ca(OH)2＋SO 2===CaSO 3＋H 2O 、2CaSO 3＋O 2△2CaSO 4用氨水脱硫：2NH 3·H 2O ＋SO 2===(NH 4)2SO 3＋H 2O(或NH 3·H 2O ＋SO 2===NH 4HSO 3)、2(NH 4)2SO 3＋O 2===2(NH 4)2SO 4③硝酸型酸雨及治理a ．硝酸型酸雨(氮氧化合物NO 、NO 2引起)： 2NO ＋O 2===2NO 2 3NO 2＋H 2O===HNO 3＋NOb ．氮氧化物主要来源：煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等c ．治理：碱液吸收法：NO 2、NO 的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n (NO 2)≥n (NO)。
第八章《环境保护与绿色化学》教学设计
第八章《环境保护与绿色化学》教学设计一、教材分析“环境保护与绿色化学”是人教版高中化学必修第二册第八章《化学与可持续发展》第三节内容，具体包括环境保护、绿色化学的相关内容。
本节内容编排在必修课程的最后一节，目的是让学生意识到人类要实现可持续发展，就必须做到合理开发资源，最大限度地利用好资源，还要保护好环境。
本章教材和其他章节有点不一样，考纲对本节的知识与技能要求不高，主要是作为常识介绍，让学生感受化学学习与化工生产及生活环境的联系；同时使学生了解化学在环境保护工作中所发挥重要作用的三个主要领域，即环境情况的监测、三废的治理以及寻找源头治理环境污染的生产工艺（绿色化学）等。
课本通过一些“思考与交流”活动，让学生从环境保护的角度，讨论在化学实验中应该注意什么问题等等，提高学生爱护环境从我做起的自觉性，培养珍惜资源、珍爱生命、爱护地球等现代公民应该具有的价值观和社会责任感。
《标准（2017版）》还指出，学生应该具有节约资源、保护环境的可持续发展意识，从自身做起，形成简约适度、绿色低碳的生活方式；能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践活动。
二、学情分析本节教材从资源利用和环境保护这一视角，进一步阐明化学和人类可持续发展的关系，与之前的内容相辅相成。
纵观历史，从使用火到水、木材、煤、石油、天然气等资源，人类使用的能源全部都是从自然界中得到，其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。
仅仅注重资源开发是远远不够的，人类要实现可持续发展，就必须做到合理开发资源、最大限度地利用好资源，还要保护好环境。
而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用，在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。
因此，在学习第一节内容之后，教材又安排了第三节内容，能使学生对化学与可持续发展有一个全面的认识。
本节课以学生的已有经验为背景，以学生的已有知识为基础，设计符合其认知发展的教学过程，完成教学目标的落实。
绿色化学第二版知识点总结
绿色化学第二版知识点总结第一章：绿色化学导论绿色化学是以人为中心的理念，旨在提供环境友好、经济可行和社会可持续的解决方案。
绿色化学的原则包括原子经济、减少有害物质使用、能源效率、生物多样性保护、安全和健康。
第二章：设计绿色合成路线设计绿色合成路线的关键是使用尽可能少的原料，减少废弃物和副产品的产生，并确保合成过程中的安全性和可持续性。
绿色合成路线的设计需要考虑原料的可获得性、反应条件的温和性以及产物的纯度和性能。
第三章：使用可再生原料可再生原料是指那些能够通过自然过程得以更新并得以持续使用的原料。
在绿色化学中，使用可再生原料可以减少对有限资源的依赖，降低对环境的影响，并带来更可持续的生产和消费方式。
第四章：理解绿色溶剂的优势在绿色化学中，选择合适的溶剂非常重要。
绿色溶剂应具有良好的生态和毒理性能，并且在生产和使用过程中能够降低对环境和健康的不利影响。
第五章：开发绿色催化剂绿色催化剂是绿色化学中的重要组成部分，它们可以在较低的温度和压力下促进化学反应的进行，减少能量消耗和废弃物的产生。
绿色催化剂的设计需要考虑其对环境和健康的影响，并确保其在反应过程中的高效性和选择性。
第六章：开发可降解的塑料塑料制品的生产和使用给环境带来了严重的污染和危害。
在绿色化学中，开发可降解的塑料是一个重要的研究方向，它可以减少对有限资源的挥霍，降低对环境的影响，并为循环经济和可持续发展提供可能。
第七章：推广绿色化学理念推广绿色化学理念是绿色化学发展的一个重要环节，它需要政府、企业和公众的共同努力。
通过宣传教育、立法法规和市场激励等方式，推广绿色化学理念，促进绿色产品和技术的应用，为建设美丽中国和美丽世界作出贡献。
第八章：绿色化学的未来展望绿色化学是未来化学发展的重要方向，它将在能源、环境、材料和生命科学等领域发挥越来越重要的作用。
未来，绿色化学将逐渐成为化学领域的主流方向，带来更多的技术创新和商业机会，为人类社会的可持续发展提供更多的可能性。
环境保护与绿色化学课件-高一化学人教版(2019)必修第二册
常见的工业废气
工厂尾气
主要成分
硫酸厂尾气
SO2、O2、N2等
硝酸厂尾气
NO、NO2、N2、O2等
高炉煤气 炼钢烟气
CO、CO2、N2等 Fe2O3烟尘、CO等
焦炉气
H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2等
处理方式 一般用氨水吸收 一般用NaOH溶液吸收
中)
素
死亡
PM2.5
直径小于或 等于2.5微 米颗粒物
污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害 人体健康
三、绿色化学
展
1、绿色化学
绿色化学也称环境友好化学,其核心思 想就是利用化学原理和技术手段,减少 或消除产品在生产和应用中涉及的有害 化学物质,实现从源头减少或消除环境 污染。
三、绿色化学
展
【课堂练习】 5.下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是 （A） A.乙烯聚合为聚乙烯高分子材料 B.甲烷与氯气制备一氯甲烷 C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜 D.用SiO2制备高纯硅
【课堂练习】 6.在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原 子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为 100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的 是（ A ） ①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反 应 ⑤加成反应 ⑥加聚反应 ⑦酯化反应 A.②⑤⑥ B.②④⑤ C.只有⑥ D.只有⑥⑦
酸雨的形成及治理
• 1．硫酸型酸雨及治理
• （1）形成原理：______________________________________________________________。 • （2）治理：可在煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石，或氨水作为脱硫剂。反应原理如
绿色化学的原理和应用
绿色化学的原理和应用1. 绿色化学的概述•绿色化学是一种以可持续发展理念为基础的化学研究和应用方法。
它旨在减少对环境的污染和资源的消耗，同时提高化学过程的效率和安全性。
•绿色化学强调使用环境友好的溶剂、催化剂以及实现废物无害化处理等方面的技术。
•绿色化学的应用领域包括有机合成、能源转换、材料科学等，对于推动可持续发展具有重要意义。
2. 绿色化学的原理绿色化学的原理是通过改变传统化学反应的条件、催化剂和溶剂等要素，实现高效率反应、废物转化和环境友好的化学过程。
具体包括以下几个方面：2.1 替代有毒物质•绿色化学中的一个重要原则是尽量替代有毒的化学物质。
通过研究和开发更环保的替代品，可以减少对环境和健康的危害。
2.2 最大限度地利用原料•绿色化学追求尽量利用原料，减少废物产生和资源浪费。
例如，利用废弃物或副产物作为原料进行再利用，达到资源的最大化利用效果。
2.3 优化反应条件•绿色化学考虑到反应条件对环境和能源的影响，通过改进反应条件来提高反应效率。
例如，降低反应温度和压力，减少能源的消耗。
2.4 使用可再生能源•绿色化学倡导使用可再生能源来驱动化学反应，减少对传统能源的依赖，从而减少对环境的污染和资源的消耗。
3. 绿色化学的应用3.1 有机合成•绿色化学在有机合成领域的应用非常广泛。
例如，利用催化剂和溶剂的选择来实现高选择性和高收率的有机反应。
同时，利用可再生原料和废物转化技术来减少废物产生。
3.2 药物研发•绿色化学在药物研发中的应用可以减少对大量有机溶剂和有毒试剂的使用，降低对环境和人体的风险。
研究人员通过改进合成路线、优化反应条件和使用环境友好的催化剂等手段来实现绿色药物研发。
3.3 能源转换•绿色化学在能源转换领域的应用包括太阳能电池、燃料电池等领域。
通过研究新型催化剂和光敏材料，实现能源的高效转换和储存，以减少对传统能源的依赖。
3.4 材料科学•绿色化学在材料科学中的应用旨在研发环境友好的材料，减少对环境的污染。
《第八章 第三节 环境保护与绿色化学》教学设计教学反思-2023-2024学年高中化学人教版19必修
《环境保护与绿色化学》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解并掌握绿色化学的基本概念和原则。
2. 了解化学污染物对环境的影响，树立环保意识。
3. 学会如何在实验和日常生活中遵循绿色化学原则。
4. 培养学生对环境保护的责任感和使命感。
二、教学重难点1. 教学重点：绿色化学的概念，原则，以及如何在实验和日常生活中实践。
2. 教学难点：如何让学生理解和接受绿色化学的理念，以及如何在实验中确保安全。
三、教学准备1. 准备相关的教学图片、视频和案例。
2. 准备实验设备，确保实验过程的安全。
3. 准备一些简单的实验，让学生亲自动手实践绿色化学的原则。
4. 准备一些与环保和绿色化学相关的问题，用于课堂讨论。
四、教学过程：1. 导入新课：教师可以通过展示一些环境污染的图片和视频，让学生们感受到环境保护的重要性，然后提出绿色化学的概念和意义。
2. 介绍绿色化学：绿色化学是指采用无毒、无害和可再生的化学方法替代有毒有害的传统化学方法，以减少对环境的污染。
教师可以通过一些实例向学生介绍绿色化学的应用和优点。
3. 实验演示：教师进行一些简单的实验，如用无毒原料合成一种有机化合物，以展示绿色化学的实际应用。
学生可以通过观察实验过程和结果，更好地理解绿色化学的概念。
4. 学生讨论：让学生们分组讨论他们在日常生活中可以采取的环保措施，以及如何将绿色化学的理念应用到日常生活中。
5. 专题讲座：邀请环保专家或绿色化学领域的专家为学生们进行专题讲座，分享绿色化学的发展现状和未来趋势，以及绿色化学在环境保护中的重要作用。
6. 总结与延伸：教师对绿色化学进行总结，并引导学生们思考如何在未来的学习和工作中更好地应用绿色化学的理念，为环境保护做出更大的贡献。
同时，也可以延伸到其他学科领域，如生物学、物理学等，让学生们意识到环境保护是全人类共同的责任。
7. 作业布置：让学生们根据所学的绿色化学理念，设计一份家庭环保计划或一篇关于绿色化学的作文，以巩固所学知识并应用于实际生活中。
第八章 绿色化学的原理与应用
第八章绿色化学的原理与应用第一节绿色化学的诞生和发展简史一绿色化学的产生缘自可持续发展战略二绿色化学的定义和发展简史第二节绿色化学的原理一绿色化学的12条原理二绿色化学与绿色工程三工业生态学原理第三节绿色化学的应用一绿色化学的主要研究方向二绿色化学的应用本章介绍一个颇具生命力的一门新兴交叉学科－绿色化学的诞生和发展过程，讨论了绿色化学的原理和应用。
学习中要充分理解和体会绿色化学的重要学术意义和实用价值；掌握绿色化学的12条原理及其与绿色工程和工业生态学原理的相互联系；明确绿色化学的主要研究方向，并从典型应用实例中学习灵活运用绿色化学原理解决实际问题的学术思路，认识绿色化学在保护生态环境、促进可持续发展战略方针贯彻方面的巨大作用第一节绿色化学的诞生和发展简史一绿色化学的产生缘自可持续发展战略1992年在巴西里约热内卢举行的联合国环境与发展峰会上一致肯定了可持续发展（Sustainable Development）战略思想－即工业增长、经济发展必须既符合当代人类社会需要，又能为后代保护资源和环境。
此后，这一长远发展的战略思想逐渐被世界各国政府和广大人民群众所认知。
当前世界范围最关注的化学污染物主要是持久性有机污染物（Persistent organic pollutants, POPs），具有致突变(mutagenic)、致癌变(carcinogenic)和致畸变(teratogenic)作用的所谓“三致”化学污染物，以及环境内分泌干扰物(environmental endocrine disrupters, EEDs)。
二，绿色化学的定义和发展简史绿色化学（green chemistry）亦称可持续的化学（sustainable chemistry）。
绿色化学就是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除使用或产生对人类健康和环境有害物质的科学。
发展史第二节绿色化学的基本原理1. 绿色化学的12条原理（1）预防（Prevention）。
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第八章绿色化学的原理与应用
第一节绿色化学的诞生和发展简史
一绿色化学的产生缘自可持续发展战略
二绿色化学的定义和发展简史
第二节绿色化学的原理
一绿色化学的12条原理
二绿色化学与绿色工程
三工业生态学原理
第三节绿色化学的应用
一绿色化学的主要研究方向
二绿色化学的应用
本章介绍一个颇具生命力的一门新兴交叉学科－绿色化学的诞生和发展过程，讨论了绿色化学的原理和应用。
学习中要充分理解和体会绿色化学的重要学术意义和实用价值；掌握绿色化学的12条原理及其与绿色工程和工业生态学原理的相互联系；明确绿色化学的主要研究方向，并从典型应用实例中学习灵活运用绿色化学原理解决实际问题的学术思路，认识绿色化学在保护生态环境、促进可持续发展战略方针贯彻方面的巨大作用
第一节绿色化学的诞生和发展简史
一绿色化学的产生缘自可持续发展战略
1992年在巴西里约热内卢举行的联合国环境与发展峰会上一致肯定了可持续发展（Sustainable Development）战略思想－即工业增长、经济发展必须既符合当代人类社会需要，又能为后代保护资源和环境。
此后，这一长远发展的战略思想逐渐被世界各国政府和广大人民群众所认知。
当前世界范围最关注的化学污染物主要是持久性有机污染物（Persistent organic pollutants, POPs），具有致突变(mutagenic)、致癌变(carcinogenic)和致畸变(teratogenic)作用的所谓“三致”化学污染物，以及环境内分泌干扰物(environmental endocrine disrupters, EEDs)。
二，绿色化学的定义和发展简史
绿色化学（green chemistry）亦称可持续的化学（sustainable chemistry）。
绿色化学就是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除使用或产生对人类健康和环境有害物质的科学。
发展史
第二节绿色化学的基本原理
1. 绿色化学的12条原理
（1）预防（Prevention）。
防止产生废物比在它产生后再处理或清除更好。
（2）原子经济性（Atom Economy）。
设计合成方法时，应尽可能使用于生产加工过程的材料都进入最后的产品中。
（3）无害（或少害）的化学合成（Less Hazardous Chemical Syntheses）。
所设计的合成方法应该对人类健康和环境具有小的或没有毒性。
（4）设计无危险的化学品（Design Safer Chemicals）。
化学产品应该设计为使其有效地显示所期望的功能而毒性最小。
（5）安全的溶剂和助剂（Safer Solvents and Auxiliaries）。
所使用的辅助物质包括溶剂、分离试剂和其他物品，当使用时都应是无害的。
（6）设计要讲求能效（Design for Energy Efficiency）。
化学加工过程的能源要求应该考虑它们的环境的和经济的影响并应尽量节省。
如果可能，合成方法应在室温和常压下进行。
（7）使用可再生的原料（Use Renewable Feedstocks）。
当技术和经济上可行，原料和加工厂粗料都应可再生。
（8）减少衍生物（Reduce Derivatives）。
如果可能，尽量减少和避免利用衍生化反应。
因为，此种步骤需要添加额外的试剂并且可能产生废物。
（9）催化作用（Catalysis）。
采用具有高选择性的催化剂比化学计量学的助剂要优越的多。
（10）设计要考虑降解（Design for Degradation）。
设计化学产品应使它们在功能终了时，分解为无害的降解产物并不在环境中长期存在。
（11）为了预防污染进行实时分析（Real-Time Analysis for Pollution Prevention）。
需要进一步开发新的分析方法，使其可进行实时的生产过程监测并在有害物质形成之前予以控制。
（12）防止事故发生的固有安全化学（Inherently Safer Chemistry for Accident Prevention）。
在化学过程中使用的物质和物质形态的选择，应使其尽可能地减少发生包括释放、爆炸以及着火等化学事故的潜在可能性。
绿色化学的12条原理是相互关联的，综合的考虑施行当然更为有效。
然而，在一项绿色化学研究项目中不易同时体现这12条原理，实质上最关键的核心精神就是在化学品的创造、应用乃至报废的整个过程中做到少废、无废和无毒、无害
第三节绿色化学的应用
一、绿色化学的主要研究方向
1.探索利用化学反应的选择性（包括化学的、区域的、和立体选择性）来提高化学反应的原子经济性，降低产品不良的生态效应，增强对环境的友好程度；
2.发展和应用对环境和人类无毒无害的试剂和溶剂，特别是开发以超临界流体、离子液体和水为反应介质的化学反应；
3.大力开发新型环境友好催化剂以提高反应的选择性和效率；
4.采用新型的分离技术等。
二、绿色化学的应用
1.提高化学反应原子经济性和环境友好程度的应用举例。
原子经济性是衡量化学反应中反应物转变为最终产品的程度。
有机合成化学中常见的几种反应类型，如分子重排反应（rearrangement）、加成反应(addition)、取代反应(substitution)、消除反应(elimination)等，按其各自反应的性质，它们的反应原子经济性各有不同。
要想提高化学反应的原子经济性通常可采取选用合适的新合成原料，改变反应途径和条件，或开发新型催化剂，乃至综合运用各种手段效果更佳。
2.发展无毒无害的反应介质
（1）超临界流体
（2）离子液体
3.开发新型环境友好催化剂
前在此领域的主要成果包括环境友好的酸碱催化剂（含固体酸碱催化剂、杂多酸及负载型杂多酸催化剂），分子筛催化剂，选择性氧化催化剂，生物催化剂，手性合成或不对称合成催化剂，超临界非均相催化剂，以及包含光催化、声波和超声波的替换催化作用等。
为了响应中共十六届五中全会关于加快建设资源节约型，环境友好型社会的号召，除重要基本政策导向之外，大力发展和应用环境友好的科学技术是关键措施之一。
要立足于人与自然和谐，发展和应用环境友好的科学技术，形成资源消耗少、资源和能源利用效率高、废弃物排放少的生产和消费体系，使人类对自然的开发和利用控制在生态环境能够自我更新的范围之内。
绿色化学的主旨，研究方向和应用领域是完全符合上述精神的。