绿色化学对化学反应的要求篇1

1.绿色化学的涵义

绿色化学，顾名思义，就是对环境无害的化学，也通常被称为无公害化学.从环境保护的角度说，绿色化学可以定义为利用化学相关知识，减少或者消除对人体、环境有害的物质，达到化学无公害化.有关学者提出了原子利用率理论，本质含义就是尽量做到把每一个原子都充分利用，做到真正的百分百利用.随着科技的发展，绿色化学成为了一门交叉学科，不仅涉及化学工艺学，而且还可能涉及机械、化工、电子、自控等多个学科门类.随着世界各国积极倡导绿色化学，大力扶持相关产业，也使绿色化学成为一门朝阳产业.

2.绿色化学的核心内容

通过对上文中绿色化学的多角度定义可以得知，绿色化学的核心是绿色，绿色当然是一个替代词.绿色化学的理念基础就是我们通常所说的5R原则，所谓5R原则来源就是五个绿色化学关键词的英文首字母，具体为减量（含义为尽量减少相关污染物的排放）、循环使用（对涉及的原材料循环使用，达到高利用率）、回收（对相应的污染物进行回收处理，做到不浪费一点资源）、再生（再生的含义就是尽量使用可以再生的资源，在原料的选择上下功夫，以利于环境保护）、拒用（拒用的含义就是拒绝使用有害物质，积极研发替代品）.通过对5R原则的介绍，我们知道，绿色化学的核心理念就是节约资源，保护环境.

二、化学教学中引入绿色化学的必要性

1.绿色化学与中学化学教育

化学教育是中学生必修的一门科学基础课，也是我国实施科教兴国战略的重要组成部分，对于培养高素质人才至关重要.在中学阶段，化学课程的主要任务就是普及化学知识，激发学生的兴趣.中学阶段的化学课程处于启蒙阶段，所以在学生启蒙阶段积极培养学生的绿色化学观念十分重要，对于实现可持续发展也有一定的教育作用.

2.在中学化学中如何引入绿色化学

熟悉中学化学教材的人都知道，在教材的相关章节中提到了绿色化学的重要性，为了从感官上培养学生的绿色化学观念.如在制备有毒气体时，我们一般的常识是在通风橱中进行，现在结合现有的实验设备，为了提高反应效率，可以在完全密封的环境下进行反应，这样既可以获得较高的反应效率，又可以做到有毒气体零排放，通过有毒气体的制取实验，也可以引入绿色化学概念，提高学生的绿色化学修养.

三、实验教学中渗透绿色化学理念

1.培养学生绿色化学意识

查阅相关资料得知，我国中学生在绿色化学素养培养方面普遍较差，为了改变这一现状，积极倡导绿色化学观念，必须在化学教学与实验中培养学生的绿色化学素养.我国化学教育现状是重视学生的理论成绩，不重视学生的综合素质培养，特别是绿色化学理念的培养，在这种背景下，教师要承担起绿色化学理念传播者的重任，以身作则，在化学实验中积极倡导并身体力行绿色化学理念，积极响应国家可持续发展号召，以5R原则为指导原则（5R原则即减量、循环、回收、再生、拒用）来培养学生的绿色化学理念.也可以作为实验准则，解决教学实验中容易出现的浪费和污染环境的系列问题，相关教学单位，可以考虑把5R原则作为实验室守则予以公布，真正发挥5R原则的作用，切实让学生知道绿色化学的重要性.

2.应用绿色化学原理，改进化学实验设计

在5R原则的指导下，以绿色化学理念的培养为契机，积极应用绿色化学原理，改进中学化学实验设计，真正做到绿色化学在理念上深入人心，在实际行动上做到实处，结合当今中学实验室实际，本文详细介绍如何利用绿色化学原理，对现在的中学化学实验进行彻底改造，为了脉络清晰，本文从以下几个方面介绍：

（1）积极探索新方法

化学是一门奇妙的学科，方法多样性是其主要特点，化学反应不是固定的，其反应效率和反应速度可能因为环境温度、反应物浓度或者催化剂的不同而有天壤之别，有的反应自然反应极慢，但是加入相应催化剂后可以上百倍的增加反应速度，基于这个原理，我们在设计化学实验时，一定多探索，积极开发新的催化剂，尽量使反应发生的快而彻底，减少废弃物的产生，从源头上践行绿色化学理念.

（2）实验的器具多样性

随着科技发展，化学器具更新很快，在这种背景下，我们要把绿色化学理念融入到化学仪器的设计生产中，结合中学化学实验室实际，我们在进行相关实验时，既可以利用常规仪器，也可以利用高科技的微型器具，也可以我们自制实验器具，在实验过程中要充分考虑绿色化学理念，积极探索适合绿色化学的新器具，比如，在浓硫酸与金属铜反应制备硫酸铜的反应中，中学实验室提供的常规仪器太大，容易造成浪费，在这种背景下，我们可以利用微型实验仪器，这样既满足了实验要求，又大大节省了反应原料，充分体现了绿色化学的相关理念，可以对学生达到良好的教育作用.

（3）实验场地和环境多样性

通过查阅相关资料得知，中学化学实验一般不具有很大的危险性，所以有时候试验场地不仅仅只局限于实验室，比如在做pH测试实验时，一般实验室会提供多种酸或者碱性物质以备检测，但是这样会浪费大量的实验原料，为了积极践行绿色化学理念，教师可以把学生实验室放在野外，学生采集相关标本，研磨成汁，再用相关试剂测试物质的酸碱性或者具体的pH，这样既可以节省实验材料，又可以给学生主动性.因为，实验室的物质已经知道酸碱性，所以学生做的只是验证实验，而上述新方法，由于不知道所采集标本的酸碱性，所以这就成了探索性实验，大大唤起了学生的积极性，也十分符合绿色化学的理念.

3.药品利用绿色化

药品利用绿色化也是绿色化学理念的重要方面，药品利用绿色化就是在化学实验时，要节约药品，合理使用药品，对于价格昂贵的药品，还要积极探索替代品，以节约珍贵的资源，从药品利用层面上践行绿色化学理念.

四、化学教学中渗透绿色化学教育理念的行动研究

1.充分挖掘教材中的绿色化学资源

现在的中学化学教材都十分重视绿色化学理念，在课本中都随处可见绿色化学理念，通过实际阅读中学化学课本，教材中的绿色化学理念主要体现在以下几点：

（1）节省资源作为主体.在中学化学课本中，以节约资源作为整本书的理念支撑，例如在氯碱工业中采取了循环操作，体现了绿色化学中节省资源能源的基本原理.

（2）在设计中学生化学实验时，把绿色化学理念贯穿其中，在设计实验结构图时，尾气处理必不可少.

绿色化学对化学反应的要求篇2

首先,经济飞速发展,人们越来越注重资源利用的效率,而绿色化学恰恰强调原子效率的高利用率。其次,随着国民素质的提升,绿色、环保、无公害等与环境保护息息相关的信息日益为人们所关注,绿色化学的节能减排也将日益成为民众所关心的话题。最后,在国家层面,我国已在绿色化学方面开展了大量的研究工作,并对与之相关的研究项目予以扶持,而且相关政策也出台,可以说,我国绿色化学的快速发展时代已经到来,当代大学生作为未来化学化工领域的生力军,一定要牢固树立绿色化学理念。

2、有机化学教学中绿色化学的渗透

2.1理论教学

(1)教师在进行教案编辑时,应该有目标、有计划地编入相关的绿色化学知识,所编入的知识要带有一定趣味性,并以生动形象的方式呈现给学生。这样,既可以提高学生学习的积极性,又有利于师生间的教学互动,活跃课堂氛围;同时,学生接受课堂教学信息的效率也随之提高,可谓是一举多得。

(2)在理论教学时,教师应根据教学内容,将有关绿色化学概念适时地介绍给学生,最好采用多媒体,以图文结合方式呈现出来;同时,还可以播放与有机化学相关的绿色化学的视频。其实,有机化学的内容有许多与绿色化学密切相关,如在讲解相转移催化剂时,可以用如下反应说明相转移催化剂在提高反应产率、减少有机溶剂使用等方面所具有的优势,其中就蕴含有绿色化学理念。

(3)在课间休息时,播放一些有关化学污染和绿色化学成功减少污染的图片和短视频,在视觉、听觉等感官上给学生以强烈的刺激,使得学生能够深刻地记住绿色化学,理解绿色化学,重视绿色化学,合理利用绿色化学。这样,进一步提高学生对绿色化学的认识,让学生充分认识到绿色化学给人们生产生活带来的诸多好处以及非绿色化学所带来的污染等诸多弊端,从而提高学生学习绿色化学的兴趣和热情。

2.2实验教学

(1)在有机化学实验教学中,要大量结合反应实例,在感知上提升学生对绿色化学的认知。例如,在进行羟醛缩合反应时,传统的反应需要用大量的有机溶剂和无机碱,也会产生多种副产物;如果依据绿色化学理念,对实验进行改进,可以采用不使用有机溶剂的无溶剂反应,不仅产率不会降低,副产物也相应减少。在己二酸的合成过程中,需要用高锰酸钾作氧化剂,易造成环境污染;若将合成方法进行改进,用H2O2氧化环己酮合成己二酸,反应的副产物是水,几乎不产生有害物质。酯化反应时,一般要用强酸催化,反应的废弃物会对水土环境产生严重的污染;若利用绿色化学理念,改用固体酸或分子筛催化,不仅不存在污染,而且催化剂还能重复使用,同时还能降低反应成本。这样举例教学,一方面帮助学生树立绿色化学理念,另一方面激发学生的学习兴趣,教学效果得到有效改善。

(2)在有机化学实验教学中,教师要在学生实验时,要求学生在没有必要的情况下,不要过量使用化学试剂;学生实验完成后,教师要指导学生利用和回收反应产品,正确处理“三废”,强调实验室“三废”管理制度。例如,在柱层析分离实验中,对已经使用的溶剂进行回收、分离和再利用。在安排实验项目时,应尽量选择反应产物可以连续利用的实验项目,让每次实验所得的产物可以做下一步实验或下一次实验的反应物。例如,1-(4-甲苯基)乙醇制备实验,先利用Fridel-Crafts酰基化反应制备芳香酮,然后再利用制备的芳香酮进行还原反应,得到最终产物。这样,既可以节约成本,又能够减少对环境污染。另外,在反应过程中,还可以对反应仪器进行选择,尽量减少反应药物的投入量,从而进一步减少有害化学品的使用。可喜的是,国内很多高校都在尝试将有机实验微型化。

2.3课外实践

有机化学是一门来自实践的科学,在理论教学的同时,安排了对应的实验,这虽然能提高学生的化学操作技能,但对学生解决实际问题能力的培养和绿色化学理念的形成还显得不足。为此,在不影响学生正常生活学习的情况下,教师可以适当地布置课外实践作业,让学生以小组为单位,利用课余时间到工厂或者生活聚集区采集样本,并对所取得的样本进行检验分析,确定污染成分,找到污染源,并根据分析结果,制定体现绿色化学理念的治理方案。这样,既可以提高学生动手能力,又可以帮助学生树立环保意识和绿色化学理念。另外,在条件允许下,教师可以带领学生到体现绿色化学理念的有机化学品生产工厂进行实地考察和参观,让学生进一步认识到绿色化学在化工生产中的重要作用和重大意义。

绿色化学对化学反应的要求篇3

【关键词】高中化学绿色观念深入环保

【中图分类号】G633.8【文献标识码】A【文章编号】1674-4772（2013）11-001-01

1.高中化学教学中坚持绿色观念的必要性分析

1.1以绿色观念为核心的社会主流

以绿色、环保、生态为核心的科学发展观已经在不断地渗透到社会的各行各业，绿色观念的逐步推广不仅仅是人类在意识上的不断飞跃，更是社会在发展过程中的必然选择。在高中化学的学习过程中坚持绿色观念的渗透，对于学生的化学素养的提高有着不可磨灭的作用。坚持绿色观念，减少污染物的排放，在高中化学的学习中尤其要注意，化学是一门以实验为基础和核心的学科，坚持绿色观念，在做实验的过程中要尽量做到能源、材料的节省，对于污染物的排放要慎重处理等等，绿色观念在这方面为我们做出了具体的指导。作为化学科学，它距离生活和现实较近，与社会接触得更为广泛，只有坚持绿色观念的渗透，才能够符合社会发展的方向。

1.2推进素质教育的关键所在

素质教育的本质不是特指某学科某领域的专项发展，而是要综合各种各样的因素，实现一种真正意义上的全面发展。素质教育也不是特指理性科学，而是理性、感性，素质、能力，价值、观念的结合体。绿色观念的逐渐渗透带给学生的是一种高层次的人文情怀，是一种生态和谐发展的需要，也是化学学科本身发展的终极意义所在。化学的发展不仅仅是研究出新颖罕见的化学物质，而要更加强调一种从认识和观念上的素质的提高。这正是素质教育改革的关键所在，绿色观念强调自然科学与社会科学协调发展，是每一个学习者都应该追求的目标，因此要推进绿色观念的发展，积极推动我国的素质教育改革向着更好的方向迈进。

2.如何在高中化学教学中渗透绿色观念

2.1从理论的认识上引导学生坚持绿色观念

引导学生从理论上认识绿色观念的重要性是增强学生绿色意识的关键所在，老师必须要将绿色的观念穿插在具体的讲课和学习活动中去，练习实际案例，增强学生对于绿色观念的认识。从理论上引导学生坚持绿色观念，老师要做好引导的角色，而不是让学生们被动地接受这个观念，否则会使得事情得不偿失。这种认识上的引导更多的是给学生一种感性认识的启蒙，这种启蒙在学生们心中积淀久了，会在无形中不断地知道学生的行为，让他们在化学的学习中坚持绿色生态的观念。

2.2在化学课堂上融合时代和社会的现状进行引导

化学是一门与生活息息相关的学科，与实际的联系尤为紧密，因此在高中化学的学习中要不断地融合时代和社会发展的现状，通过现实与理论的对比就可以看出坚持倡导绿色的观念有着不可忽视的重要性，这样能够让学生更加信服，实现绿色观念的推广和渗透。时代和社会在实现经济高度发展的过程中忽视了绿色生态环保的观念，因此只要积极主动地从化学的教学开始做起，引导学生不断地认识到绿色化学的重要性，才能够使得社会更加全面地发展，实现社会的和谐有序进行。

2.3在化学的各种活动中要以坚持绿色为前提

化学生动有趣，其中化学实验占据了较大的部分，化学实验是化学教学中比不可缺少的手段，在化学的学习中坚持绿色观念，从各种活动做起。比如在做化学实验的时候要格外地注意化学物质和原料的选择，要尽量地选择绿色、无污染的化学物质作为反应物，同时还要注意尽量减少生成物中有毒物质的排放，因此要注意在化学实验的进行中，谨慎地选择化学反应的物质，认真地分析它的化学特性。坚持绿色的观念还要在化学物质的使用上尽可能地节约，不能浪费。在化学物质反应后，产生的废料要进行废物处理，不能将其随便丢弃污染环境。尤其要注意在课堂上进行演示实验时，要开窗通风，避免化学物质产生的气体对人身造成伤害。总之，关于绿色观念在高中课堂的渗透，要遵循环保、生态、节约、安全的原则，只有这样才能够实现绿色的化学、科学的化学。

3.结合实验探究绿色观念在化学教学中的渗透

高中化学中所有的化学实验都应该遵循绿色化学的观念，例如在气体的制取和收集过程中，一般都要通过制取气体、净化气体、收集气体和尾气吸收五个步骤，这正是坚持了绿色化学的观念。通过硫化亚铁与稀硫酸反应在制取硫化氢气体时，为了节省化学原料，让它们充分地反映完全，可以将硫化亚铁砸成细小的颗粒，这样可以减少原料的浪费。另外在制取硫化氢气体之后，由于H2S有毒，在实验进行时应注意通风，多余的H2S应尽快地通入到NaOH溶液中进行吸收。在其他的化学实验中也应该注意这个要求，就是化学尾气的处理和排污工作要准确地做到位，实现绿色化学的逐步推进。

绿色化学对化学反应的要求篇4

关键词：绿色化学；绿色化学实验；实验室教学

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）33-0267-02

随着公众日益关注的环境污染问题，化学化工行业与环境保护有着密切联系，高校化学实验不容忽视。传统的高校化学实验在人才培养中起着举足轻重的作用，但在许多高校化学实验中没有很有效的利用资源，并产生一定的“三废”，对环境造成了不同程度的污染。20世纪90年代，绿色化学作为新兴交叉学科应运而生。绿色化学核心内涵是在生产或反应过程中减少以致消除使用和产生有害物质。化学是实验科学，其中重要组成部分包括化学实验，高校实验室是师生学习和科研的重要场所，如何实现实验室教学科研绿色化，主动地减少和消除实验室的化学污染，是实施可持续发展战略必然要求。

一、绿色化学及其原则

（一）“绿色化学”定义

绿色化学概念最早是在1991年ACS提出的，又称清洁、环境无害、环境友好化学。绿色化学以在使用和生产化学品时有效利用原材料、不产生废物、避免危险和有毒的试剂及溶剂为目标，其最大的特征在于从产品生产的始端就采用科学手段来控制污染，通过“原子经济性”的原则来设计和实施化学转化，在化学转化中充分利用每个原料每一个原子来获得目标产物，并且在生产过程和最终产品使用中均做到零排放和零污染，它既充分利用了资源，又防止了污染。可见，绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学，不仅将给传统的化学工业带来革命性变化，是目前化学化工行业的研究热点和前沿课题，是开发从始端到终端解决污染的新兴学科，对保护环境、促进社会可持续发展有着重要的时代和历史意义。

（二）“绿色化学”原则

20世纪90年代对绿色化学提出的12条原则仍然适用于现代化学发展方向，也被国际公认，其指明了该学科的发展方向。近些年，化学研究者以12条原则为指导开展了深入、细致的工作，在绿色化学方面取得了突破性进展和突出的研究成果。绿色化学12条原则可概括为：①防止污染优于污染形成后处理；②设计合成方法时应最大限度地使所用的全部材料均转化到最终产品中；③使反应中使用和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小；④设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性；⑤尽量不用辅助剂，需要使用时应采用无毒物质；⑥能量使用应最小，并应考虑其对环境和经济的影响，合成方法应在常温、常压下操作；⑦最大限度地使用可更新原料；⑧尽量避免不必要的衍生步骤；⑨催化试剂优于化学计量试剂；⑩化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型；11分析方法应能真正实现在线监测，在有害物质形成前加以控制；12化工生产过程中各种物质的选择与使用，应使化学事故的隐患最小。绿色化学从根本上对化学工作者提出了新的要求，要求其以全新的角度来考虑化学研究和生产过程。

二、高校开设“绿色化学实验”重要性

（一）绿色化学实验

“绿色化学实验”必须遵循“绿色化学”提出的十二原则，通过对指导思想、实验仪器、实验装置、实验内容、实验步骤、反应过程等的改变，对常规实验进行改革而形成的化学实验新方法。绿色化学实验对化学药品的使用以重复使用、回收、再生、减量、拒用等为基本原则。

（二）高校开设“绿色化学实验”的重要性

化学是一门实验学科，实验在高校化学教学中起着非常重要的作用，能够很好地培养学生的观察能力、动手能力、分析问题能力和解决问题能力，同时激发学生的创新力。高校化学实验涉及比较多的专业、学科，实验项目内容涵盖化学、化工和环境、生物、医药、医学、农业、检验、食品、护理等相关学科。高校中每天都有大批学生通过各种各样的化学实验来学习、理解各类基础知识，消耗的药品种类繁多、消耗量比较大，时常包含有腐蚀性或有毒药品、往往还会伴随有毒或有害物质的产生。目前，将“三废”直接排入环境的高校实验室还很多，仅有少数设有相应处理设施。虽然单独一个实验室排放三废量不大，但整个国家或地区排放的总量还是相当大的，不容忽视其对环境的累积破环效应，污染环境、破环生态平衡、威胁人类健康等等使社会发展走向不可持续。在高校建设绿色化学实验室，推行绿色化学实验，开展绿色化学研究，宣传绿色化学实验思想，将能够大大减少环境污染，维持生态平衡、保护人类健康，增强环保意识都会产生现实意义和历史意义。

三、高校开设非绿色化学实验的原因

（一）资金投入不足和管理者思想认识不到位

实验教学本身花费就很大，同时一些学校又对实验教学资金投入不足，购买实验药品往往也是唯价格论，能够开设的化学实验很有限，更没有处理实验“三废”的能力，凸显对污染的防治无能为力。此外，实验管理者思想认识不足，缺乏有效的管理方法。实验室管理人员中部分存在环保意识薄弱，更有甚者认为实验室产生的“三废”只是一点点，对环境构不成什么污染，完全认为是小题大作，这就导致在药品使用上存在浪费现象、废物排放处置上比较随意，增大了化学实验对环境的污染。在对学生实验管理上有时也存在不足，部分实验管理者和实验指导老师没有很好的要求学生，同时学生在实验中也缺少相关的环保意识，存在操作不规范，乱倒废液、废渣，任意排放废气等现象。

（二）实验有效指导缺乏、安排不合理

高校化学实验在教学上牵涉面比较广，往往涉及实验计划、实验内容、实验教材等等。很多高校还一直沿用老的实验内容，虽然实验教材经过了多次的修订和改版，但所做实验多年沿袭，疏于创新，在这种情况下实验本身就是非绿色的，所以只要做实验，就会带来污染。同时，通观现行的化学实验教材多数明确指出要求学生掌握实验目的、步骤、现象和结果讨论；然而在实验中使用的原料、试剂、添加剂、催化剂等药品的毒性、危害性，实验过程、后处理等可能产生的“三废”、带来的环境污染以及如何减少“三废”产生或避免污染很少涉及，没有做到人文关怀和环保意识的培养。另外，化学“三废”的种类较多，处理方法各异，耗资较大，再加上大家环保意识缺乏，致使至今还没有较全面的整理。

四、高校化学实验如何实现绿色化

根据绿色化学的十二原则，高校化学实验实现绿色化应从以下几个方面进行改革。（1）采用绿色化的化学试剂，例如选择无毒试剂和可再生资源用作实验试剂；（2）采用绿色化的溶剂，例如选择挥发性小、无害的溶液，避免有毒有害溶剂的使用；（3）采用绿色的催化剂，例如选取无害、无毒、无腐蚀性的催化剂；（4）选择无毒副产物生成或毒副产物生成最小化的反应条件，实现反应条件绿色化；（5）选择不具有原子经济性反应，避免“三废”的产生，实现化学反应绿色化；（6）反应的产物（包括副产物）应无害、无毒、环境友好，实现反应产物绿色化；（7）在保证实验效果的前提下，选择最小剂量的试剂、溶剂、催化剂，实现剂量绿色化；（8）合理分类收集“三废”，并做好无毒、无害化处理，实现“三废”处理绿色化。具体措施如下：

（一）培养实验人员的绿色化学意识

绿色化学意识的培养是高校绿色化学实验的保证。只有实验管理人员、教师和学生都有很强的绿色化学意识，才能为高校推行绿色化学提供有效的保证。当前，未进行传统化学实验教学内容改革的高校，在绿色化学实验方面的知识还比较缺乏，致使实验人员未能意识到绿色化学实验的重要性。目前实验人员的首要任务是更新观念、培养绿色化学意识，这就要求所有与化学实验有关的人员充分认识绿色化学实验的迫切性和重要性，系统掌握化学基础知识和实验技能，深入研究绿色化学实验理论和最新研究成果，积极实践、共同探讨，尽早实现传统化学实验到绿色化学实验教学的转变。同时，要加强宣传、严格要求、完善教学环节，使学生充分了解绿色化学实验，养成良好的实验习惯，确保化学实验教学中各个环节均实现绿色化。

（二）废除污染、毒性大的化学实验

依据高校化学实验教学的要求，在保证实验教学任务的前提下，修订实验课程教学体系，更新实验教学内容，选择污染小、毒性低、后续处理更环保的实验内容代替污染大、毒性高、“三废”产生多的实验内容，来完成高等学校对学生在化学实验基本操作方面要求的目的。这样不仅避免了实验对环境的污染，还增强了学生的环保意识。

（三）寻找有毒有害试剂、溶剂、催化剂的替代品

化学转化往往存在多种途径，高校化学实验教学应按照无毒或低毒化原则选择实验药品，尽量寻找选择无毒试剂和可再生资源用作实验试剂。选择挥发性小、无害的溶液，避免有毒有害溶剂的使用。例如，能够在水中进行的实验尽量使用水作为溶剂，使用更安全的甲苯代替苯。用无害、无毒、无腐蚀性的催化剂代替强腐蚀性催化剂。例如阳离子沉淀实验中使用硫代乙酰胺替代有毒的硫化氢反应，乙酸乙酯制备中催化剂使用固体酸代替浓硫酸。

（四）推广减量、半微量或微量化学实验

在满足教学大纲要求通过高校化学实验获取化学信息的量，积极推广减量、半微量或微量化学实验。通过试剂用量、辅助材料、水电消耗的减少也可以大大降低实验成本，也就能够缓解学校对实验教学有限投入的压力；其次也能够减少实验过程中比如爆炸、中毒、燃烧等事故的发生，使得实验更具有安全性；同时由于用料的减少，实验中“三废”的排放也将减少，对环境的污染将减小，实验环境条件将会得到一定的改善。在保证高校实验教学效果的前提下，应大力推进微量实验的开发和推广。在没有更好的实验方案的情况下，通过微量实验减少污染也是目前实现化学实验绿色化的一个重要途径。

（五）开展串联实验

传统化学实验教学是在理论课开设的同时或紧跟理论课来开设实验课程，每个实验基本上都是单独开设的、孤立的，因重复实验增加实验投入和“三废”的产生。通过对实验进行分类、整合实验课程，将存在关联的实验进行研究并调整实验内容，打破学科间、实验间的壁垒，开展串联实验。如把无机实验中溶液的配制与分析实验中滴定串联，有机实验中化合物的合成与提纯与仪器分析实验中产品纯度测定串联，合成实验与化学动力学实验串联。经串联以后开设的实验课程，可提高试剂的利用率，减少环境污染，降低实验费用。

（六）开设微波、超声等先进技术实验

在高校化学实验中引入微波、超声波等先进技术，设计、开设相关的实验项目，比如微波辅助提取、微波灼烧、微波消化、超声提取、超声催化。微波、超声波等先进技术实验的开设将大大减少环境污染、提高效率、节约能源，更有助于拓展学生对相关先进科学技术的深入了解，激发学习兴趣，提高学习效率。

（七）建立虚拟仿真化学实验室

伴随着当前信息技术及互联网技术的快速发展，在国家信息化发展战略指导下，虚拟现实技术在教育教学领域和管理过程中的应用正在逐步深入，有力促进了教育模式、教学方法和学习方式的深刻变革。针对放射性、高危险、高污染、学生难以理解的抽象的理论和概念，以及中学化学实验中有毒有害、易燃易爆等真实实验难以开展的实验项目，设计并建设一系列化学虚拟仿真实验项目，通过虚拟仿真实验教学平台实现开放共享。根据《教育信息化十年发展规划（2011-2022年）》，教育部高等教育司已在2013年开展部级虚拟仿真实验教学中心建设工作。目前已立项两批部级虚拟仿真实验教学中心建设项目。

（八）处理化学实验中的三废

实验室在“三废”管理、处置上应该规范化、制度化，根据“变废为宝、化害为利、分别处理”的原则，随时收集、集中处理和回收使用。对“三废”进行分别处理：废气，实验室中凡可能产生有害废气的操作都应在有通风装置的条件下进行，同时应根据废气的种类和性质进行溶液吸收法或固体吸收法来进行处理；废渣，经回收、提取有用物质后，其残渣可采用掩埋法处理；废液，是化学实验室产生的主要废弃物，并且种类繁多，组成变化大，首先应根据溶液的性质进行分类（酸性废液、碱性废液、废洗液、含有害物废水液、剧毒氰化物、含汞盐废液、含重金属离子废液、含碱土金属离子废液及含非金属离子废液），分别处理。

总之，绿色化学是一种新的教学方法和理念。绿色化学概念的提出也促使我们从防止污染、保护环境和节约资源的观点来重新审视和改革高校化学实验教学内容、实验计划及实验过程，更新和发展传统的高校化学实验教学思维方式，建立化学实验绿色化教学新理念，牢固树立起环境保护的意识。

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绿色化学对化学反应的要求篇5

关键词化学化工专业学生绿色化学意识绿色化学原则绿色化学素养建构

近年来，随着科技的进步、社会的发展，资源与能源消耗逐渐加大，大量生活垃圾和工业污染物的排放，以及化学品的滥用，使人类的生存环境日益恶化，这不仅严重威胁到人类的健康、生存与发展，更危及子孙后代的前途和命运。然而，几乎所有的环境问题都与化学有着直接或间接的关系。就化学化工本身来说，传统上，一方面化学家在开发化学物质合成方法时，主要考虑效率，另一方面合成化学家在开发与设计如何合成所需化学品的方法时，只重视化学工程的始端，往往忽略处于过程末端的废物处理问题。所以，许多已存在的化学过程，在获得满意经济效益的同时，却对环境和人类健康造成了极大的负面影响。为了保护环境，走可持续发展的道路，培养具有社会责任感的年轻一代，在大学化学教学中渗透绿色环保理念是非常必要的。化学教师不但应是科学文化知识的传播者，更应成为绿色环保理念的创导者和践行人。为了有针对性地对化学化工专业学生进行绿色化学教育，笔者就化学化工专业学生对绿色化学的认识进行了调研。

1.调查方案的设计

以绿色化学的概念、作用及原则为主要调查内容，通过查阅相关文献资料，进行问卷设计；采用问卷调查及访谈方法对山西晋中学院化学化工学院2—4年级化学（含师范）及应用化学专业学生进行调查。对获得的第一手资料进行统计，并对有关问题进行综合分析，在此基础上参阅相关文献给出相应对策与建议。本次调查采用以班发放问卷、现场答卷与收卷方法。实发问卷400份，收回有效问卷364份。

2.调查结果统计

化学化工专业学生对绿色化学认识的调查统计见表1。

3.调查结果分析

表1显示，多数学生对绿色化学的属性有较好的理解与认识；不少学生对绿色化学的作用理解与认识不足，甚至是错误的。如约74.2%的学生误认为“绿色化学使化工过程含有废物处理环节，因而会使整个费用增加”。这些学生不懂得，先污染后治理，不仅难度大，费用不菲，而且多数需要停产整顿，随之而来的是更大的经济损失。如果化工过程实现了绿色化，即做到五个“R”：第一Reduction——“减量”，即减少“三废”排放；第二Reuse——“重复使用”，即重复使用催化剂、载体等；第三Recycling——“回收”；第四Regeneration——“再生”；第五Rejection——“拒用”，指对一些无法替代、无法回收、无法再生和重复使用的，有毒副作用及污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用，这就能有效实现节省资源、能源，减少污染，变废为宝，降低成本的目标，避免出现先污染后治理的恶劣情况。仅约54.2%的学生能够认识到“绿色化学追求高选择性化学反应，极少副产品，甚至达到原子经济性”。原因是不少学生缺少对原子经济性的认识。原子经济性是绿色化学的核心内容，指原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物“零排放”。可见，绿色化学的原子经济性反应，首先是最大限度地利用原料，其次是最大限度地减少废物的排放。

表1中选项8-19是绿色化学的12条原则。学生对其中9条原则有较好的理解与认识。但仅约52.7%的学生能够认识到绿色化学要求“能量使用应最小，并应考虑其对环境和经济的影响”。以前化学家在设计化学过程时，往往考虑的是如何提高产率，而忽略了能量问题，认为该问题是工程师的事情，使得化学工业成为了耗能大户。生产和使用能量的工程，往往也会造成污染，如以煤为燃料所提供的热能，多用一份能量，就多一份污染。因此，设计化工过程的化学家需要对化工各阶段进行调节与优化，从根本上改变其对能量的需求，从而使能量最低，减小对环境和经济的影响，减轻对能源危机带来的压迫。仅约42.3%的学生能够认识到，化工过程应尽量避免不必要的衍生步骤。衍生步骤会带来更多的副产物，消耗更多的资源与能量。更多的产物意味着可能会对环境产生更多的污染和破坏，必然产生需要处理更多废物的费用；更多能量的使用会使成本变高，造成不必要的能源浪费。因此，在化工过程中应最大限度地避免衍生步骤，以降低原料的消耗及对人类健康与环境的影响。仅约32.4%的学生能够认识到化工过程中催化试剂优于化学计量试剂。化学化工专业学生应该明确，催化反应不仅具有提高原料利用率与降低废物产生的益处，而且催化剂可以降低反应活化能，既利于控制，也可以降低反应发生所需要的温度。选择性催化剂是绿色化学的重要工具和重点研究方向。

4.思考与建议

不少学生对绿色化学的作用、原则缺少认识，其主要原因：一是学校对学生进行绿色化学教育重视不够，缺少要求；二是化学类专业课的课堂教学缺少绿色化学思想与原则的渗透；三是没有开设“绿色化学”课程，学生缺少了对绿色化学系统学习的机会。树立绿色化学思想，不仅是化学家与化工专家的事，而且是所有从事与化学有关的人们关注的事。作为专门培养化学化工专业高级人才的高校，应把绿色化学理念渗透到化学教育的全过程中，并作为课改与教改的指导思想。

4.1在化学类的基础课教学中渗透绿色化学思想

化学教材中蕴涵有大量绿色化学的素材，因此，在课堂教学中要时时体现绿色化学的原则和思想。通过环境污染及其危害的具体事例，让学生了解我国乃至全球环境日益恶化的现状，并探讨相应的解决措施，使学生认识到石油、天然气、煤炭等能源与资源作为现代工业的基础都是不可再生的，新能源和可再生能源是重要的战略选择，从而对环境保护、资源与能源的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识，明确发展经济不能走先污染再治理的老路。把“原子经济性理论”、现代化学技术与方法渗透到理论课与实验课中，就如何优化定量与定性实验、物质合成及当前资源利用、环境污染、化学品乱用等重大问题与学生进行讨论，培养学生的绿色化学思想及可持续发展战略，为学生在校学习与以后的工作中能够充分发挥化学的正面作用，更好地造福于人类社会奠基。

4.2在化学实验课中培养绿色化学理念

化学化工专业，各类实验课所占的比重很大，实验过程中往往会产生、排放大量的污染环境的有毒有害物质，这就需要实验教师尽量改进传统实验，应用先进的实验研究新成果，以绿色化学思想与原则指导实验仪器和试剂的选择，指导实验设计、实验方法与实验“三废”的处理，在每一个实验中力求减少或避免有毒有害废物的产生，为师生和工作人员提供安全的工作环境。为此，首先，在实验中尽量采用无毒无害的反应原料。在进行无机、有机、分析、物化等实验时，在满足教学需要的情况下，为避开毒害品的使用，可考虑寻找替代品，变更反应路线，设计绿色实验方案，如用维生素B1替代剧毒的KCN做催化剂进行安息香缩合反应；以葡萄糖替代有致癌作用的苯为起始原料，用遗传工程获得的微生物为催化剂合成已二酸；用新型的固体溴化剂四丁基三溴化铵替代Brz与苯酚、苯胺反应制备对位的一溴代物，不仅反应产物更易于控制，避免了使用Br2带来的有毒、易挥发、不便准确量取等弊端，而且还具有可回收利用等优点。其次，使用封闭实验装置，回收实验废料。注意化学实验内容的选择、设计和呈现体现绿色化。一方面尽量减少污染很严重的实验，另一方面对一些实验过程中产生有毒有害气体、且污染环境的实验，进行改进与创新，想方设法将其设计成为封闭的实验装置。包括：气体发生与收集装置、气体性质反应容器、尾气收集与处理、导气装置等。在无法封闭的情况下，要注意回收、通风或采取其他防护措施。对实验过程中产生的废料，设法予以回收或适当处理。第三，采用微型实验。在微型化的条件下对实验进行重新设计与探索，以达到用尽可能少的试剂来获取尽可能多的化学信息。

4.3开设专门的绿色化学课程

首先，从课程设置上满足培养具有绿色环境意识的新一代化学工作者和公民的需要出发，借鉴国内外大学的经验，开设“环境生态化学”、“零排放有机化学”、“环境友好催化”、“绿色生态材料”、“生物技术”、“绿色能源”、“绿色化学导论”等绿色化学选修课程。其次，使绿色化学课程内容体现基础性、系统性与时代性。教学内容以绿色化学的12条原则为主线，围绕绿色化学的基本问题展开讨论，介绍绿色化学的产生与发展，绿色化学的概念、原理、应用、主要研究成果及动向。第三，依据绿色化学课程内容的特点，采用讲授、讨论、研究、参观、调查和文献研究等适当的教法，提高教学质量，把学生的心留在课堂上。

绿色化学对化学反应的要求篇6

绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。它主张在反应过程和化工生产中对环境友好，从根本上也即生产源头上消除污染，符合理想要求的反应就是绿色反应，符合理想要求的化学工业就是绿色化学工业，整个化学就可称之为绿色化学。

一、绿色化学研究的主要内容

绿色化学的研究是围绕化学反应、催化剂、溶剂和产品的绿色化而开展的，如图所示:

原子经济性反应最先由美国Stanford大学的B.M.Trost教授提出，它是绿色化学的核心内容之一。它的特点是:化学反应中所有参加反应的原子都进入产物中，没有“废弃物”。例如:化合反应、加成反应和分子间结构互变或异构化的重排反应都是原子经济性反应。然而，它们毕竟只是众多化学反应中的少数几种，所以在化学反应中纯粹的原子经济性反应是不多见的。（在此需要特别指出的是，在化学实验中，即使是原子经济性反应，也往往会变成非原子经济性反应，因为实验中得到的产物，通常都被当作“废弃物”扔掉。）但是，我们却可以通过“收回重用”的办法，使部分非原子经济性反应变成原子经济性反应。

二、绿色化学的十二条原则

Anastas和Warner两人于1998年提出了“绿色化学的12条原则”，这些原则可作为开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的标准。

1.防止污染优于污染治理―最好是防止废物的产生而不是产生后再来处理。

2.提高原子经济性―合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌并入最终产物中。

3.无害化学合成―反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小。

4.设计安全化学品―设计的化学产品应在保持原有功效同时，尽量使其无毒或毒性很小。

5.采用安全的溶剂和助剂―应尽量不使用辅物质（如溶剂、分离试剂等），如果一定要用，也应使用无毒物质。

6.提高能源经济性―能量消耗越小越好，应能为环境和经济方面的考虑所接受。

7.利用可再生资源合成化学品――只要技术上和经济上可行，使用的原材料应是能再生的。

8.减少衍生物―应尽量避免不必要的衍生过程（如基团的保护与去保护，物理与化学过程的临时性修改等）。

9.尽量使用选择性高的催化剂，而不是靠提高反应物的配料比。

10.设计可降解化学品―设计化学产品时，应考虑当该物质完成自己的功能后，不再滞留于环境中，而可降解为无毒的产物。

11.预防污染的现场实时分析―分析方法需要进一步研究开发，使能做到实时、现场监控，以防有害物质的形成。

12.防止生产事故的安全工艺―个化学过程中使用的物质或物质的形态，应考虑尽量减小实验事故的潜在危险，如气体释放、爆炸和着火等。

绿色化学使用化学品的原则是:(1)不用危害品（reject）;(2)减少用量(reduce）;(3)循环使用（recycle）;(4)收回重用（reuse）。简称为4R原则。它的核心是预防污染。

三、绿色化学中重要的概念

以下几个有关的概念，将有助于大家从定性到定量角度更深刻地理解绿色化学。

1.原子经济是由斯坦福大学BarryTrost教授提出来的，它是一个关于有多少反应物转变成最终产物的概念。它的定量表述是:

％原子利用率＝期望产物式量×100／(期望产物＋废弃产物)式量

由于反应中生成的副产物不易确定，又采用“原子经济百分数”：

％原子经济＝被利用的原子总式量×100／使用的所有反应物的总式量

2.绿色化学反应理想的绿色化学反应是参加反应的分子中的原子100％转化成产物，实现“零排放”，充分利用了资源，又不产生污染。

3.绿色产品指产品在使用过程中和使用后不会危害生态环境和人体健康，产品具有合理的使用功能和使用寿命，产品易于回收利用和再生，在自然环境条件下易于降解。

四、绿色化学与环境治理

绿色化学是研究和设计在科研与生产过程中，实现没有或尽可能少的环境负作用，遵循“原子经济性”原则，并在技术上、经济上可行的化学过程。绿色化学与环境治理是属于两个不同层次的概念。环境治理是对已被污染的环境进行治理，使之恢复到被污染前的面目；而绿色化学则是从源头上阻止污染物生成的新策略，即污染预防，如果没有污染物的使用、生成和排放，也就没有环境被污染的问题，所以说防止污染优于污染治理。