绿色化学理念在初中化学教学设计中的应用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,绿色化学理念在初中化学教学设计中的应用,徐锁平,淮北,2015.10,1.,初中化学教学的新课标要求,2.,绿色化学简介,3.,绿色化学理念在初中化学教学设计中的应用,内容：,1,初中化学教学的新课标要求,在初中化学新课程标准的前言中指出：作为科学教育的重要组成部分，新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学科自身的优势，将,科学探究,作为课程改革的突破口，激发学生的,主动性,和,创新意识,，促使学生积极主动地学习，使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。,在课程性质中提出：义务教育阶段的化学课程应该体现,启蒙性,、,基础性,。一方面提供给学生未来发展所需要的,最基础的化学知识和技能,，培养学生运用化学知识和科学方法分析和解决简单问题的能力；另一方面使学生从化学角度,逐步认识,自然与环境的关系，分析有关的社会现象。,1.1,新课标提出,5,个基本理念,（,1,）让每个学生以,轻松愉快的心情,去认识多姿多彩、与人类息息相关的化学，积极探究化学变化的奥秘，形成持续的化学学习兴趣，增强学好化学的自信心。,（,2,）给每个学生提供,平等的学习机会,，使他们都能具备适应现代生活及未来社会所必需的化学知识、技能、方法和态度，具备适应未来生存和发展所必备的科学素养，同时又注意使不同水平的学生都能在原有基础上得到良好的发展。,（,3,）注意从学生已有的经验出发，让他们,在熟悉的生活情景中感受化学,的重要性，了解化学与日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题。,（,4,）让学生有更多的机会,主动地体验探究过程,，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在“,做科学,”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。,（,5,）使学生初步了解化学对人类文明发展的巨大贡献，认识化学在实现人与自然和谐共处、促进人类和,社会可持续发展,中的地位和作用，相信化学为实现人类更美好的未来将继续发挥它的重大作用。,1.2,新课标评价方式的多样化,考核学生掌握知识、技能的程度；,评价学生的科学探究能力和实践能力；,关注学生在情感态度与价值观方面的发展；,力求使更多的学生学会反思和自我评价。,1.3,新课标的课程目标,义务教育阶段的化学课程以提高学生的,科学素养,为主旨，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生的科学探究能力，使学生获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能；,引导学生认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，通过化学学习培养学生的,合作精神,和,社会责任感,，提高未来公民适应现代社会生活的能力。,通过义务教育阶段化学课程的学习，学生主要在以下三个方面得到发展。,（,1,）知识与技能,认识身边一些常见物质有组成、性质及其在社会生产和生活中的应用，能用简单的化学语言予以描述。,形成一些最基本的化学概念，初步认识物质的微观构成，了解化学变化的基本特征，初步认识物质的性质与用途之间的关系。,了解化学与社会和技术的相互联系，并能以此分析有关的简单问题。,初步形成基本的化学实验技能，能设计和完成一些简单的化学实验。,（,2,）过程与方法,认识科学探究的意义和基本过程，能提出问题，进行初步的探究活动。,初步学会运用观察、实验等方法获取信息，能用文字、图表和化学语言表述有关的信息，初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。,能用变化与联系的观点分析化学现象，解决一些简单的化学问题。,能主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。,（,3,）情感态度与价值观,保持和增强对生活和自然中化学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣。,初步建立科学的物质观，增进对“世界是物质的”“物质是变化的”等辩证唯物主义观点的认识，逐步树立崇尚科学、反对迷信的观念。,感受并赞赏化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用，关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。,逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。,发展善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神。,增强热爱祖国的情感，树立为民族振兴、为社会的进步学习化学的志向。,新课程改革,教育现代化,自主、合作、探究学习方式,探究式教学理念,1.4,新课改推动教改,探究式教学,开展探究式教学活动,学生自主学习,培养学生科学素养,教师,启发诱导,学生,独立自主学习、合作讨论,课题,质疑,探究,讨论,结论,1.5,新课改教材中绿色化学内容的分析,绿色化学是人类和自然和谐的化学，是面向未来提出的化学新概念，同时也为中学化学教学提出了新的课题。,绿色化学对我国广大化学教育工作者来说，或许还是一个新概念，但他们在从事的环境保护、环境教育及微型化学实验研究等实际工作中，做了许多与绿色化学相一致的工作在现行的中学化学教材中较多内容也充分体现了绿色化学的观念。,例如，现行中学化学教材中建立了与绿色化学相一致的概念；工业化学渗透了绿色化学观点；教材中有关实验内容充分体现了绿色化学原理；元素化合物知识内容的编排中，考虑到了绿色化学因素。,但是我国中学化学现行教学大纲的教学内容以及教科书中关于环境保护的知识内容也有不足之处，而这些不足之处恰恰可以通过绿色化学知识及其思想的渗透来进行补充。,中学教材中绿色内容编排的不足,（,1,）关于环境教育的知识点编排比较分散，缺乏系统整合，难以形成整体观念，没有一个统一的主线把知识点联系起来。如果在整个教材中，渗透绿色化学的目标和理念，把所有知识点联系起来，会使知识体系更加完善。预防污染节约能源的思想应贯穿始终，从理论到实践，进行系统的环境教育。,（,2,）关于环境教育的内容几乎都是,“环境恶化,”,、“环境污染,”,的情况介绍，而忽略,了教育学生如何运用科学的手段对环境进行保护，这容易使学生产生一种人类无力改变环境的错误认识，不利于学生环保意识和环保能力的培养。绿色化学是进行环境保护的有效的科学手段，学生进行绿色化学知识的学习，可以树立正确的科学态度，进行科学方法论教育，对学生进行环保能力的初步培养。,（,3,）关于少部分的环境保护措施的介绍都是综合治理，这种以综合治理为主要手段的环境保护已不适应可持续发展的要求。知识和科学技术是不断更新的，教育在不断改革，教学内容和教材也不应出现滞后现象。绿色化学和预防污染是随着环境问题而出现的新概念、新思想，是相对于综合治理的，是一种从源头阻止污染物的使用、产生和排放的化学工艺，这种新观念、新思想应通过教育手段进行宣传和普及，培养更适应时代发展的高素质人才。,（,4,）关于化学教育中的环境教育缺乏理论的指导，忽略了科技进步和科技实践对理论的形成这方面的知识更新。在现行教材中关于环境方面的知识，大都以实例说明，或以具体的元素化合物说明，没有其它的理论知识，而绿色化学的目标和理念，正是化学教育中的环境保护教育的理论指导。以绿色化学的目标和理念为指导思想，进行环境教育，把绿色化学理论知识的学习与具体元素化合物中污染问题的学习结合起来，会达到环境教育的良好效果。,2,绿色化学简介,2.1,绿色化学的诞生,（,1,）萌芽,1991,年，美国化学家,Trost,在,Science,杂志上提出了“,原子经济性,（,原子利用率,）”的概念：,原子利用率,=,（预期产物的相对分子质量,/,参与反应各原子相对原子质量总和）,100,1992,年，荷兰化学家,Sheldon,提出了“,E,因子,”的概念：,每生产,1Kg,期望产品与同时产生的废物质量的比值。,这两个重要的绿色化学基本概念的提出，引起了人们极大的关注，也标志着绿色化学的萌芽。,1996,年，美国首届“总统绿色化学挑战奖”由克林顿颁发。从此，每年一次。,1999,年世界第一本“绿色化学（,Green Chemistry,）”杂志在英国创办。,标志着绿色化学的诞生。,（,2,）诞生,各国,已,设奖,：美国（,1996,年）、澳大利亚（,1999,年）、意大利（,1999,年）、英国（,2000,年）、日本（,2000,年）等国都先后设立了“绿色化学奖”。,中国,在,行动,：陆熙炎院士、朱清时院士在大学宣传并进行绿色化学方面的研究（,1994,年），宋心琦教授在国内介绍绿色化学工艺（,1995,年）,（,3,）成长,2.2,绿色化学的含义,为了从根本上预防和治理环境污染，实现人类的可持续发展，科学家们提出了“绿色化学”的新观念。,绿色化学又称“可持续发展化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”等，在其基础上发展的技术称为“绿色技术”、“环境友好技术”、“洁净技术”。,（,1,）绿色化学的目的,（,2,）绿色化学的特点,（,3,）绿色化学的基础,（,4,）绿色化学的理想,绿色化学的含义可从四个方面理解：,（,1,）绿色化学的目的,预防优于治理,从节约资源和防止污染的角度出发，重新审视传统化学，使我们对环境的治理,从治标转向治本,，防止废物的产生优于在其生成后再进行处理或清理，即“,预防优于治理,”。,面对处理化学实验中产生的废物所付代价的挑战，教学中通过减少实验的数目或规模来实现，不是一个好的办法。,避免这些挑战的唯一方法是利用绿色化学技术设计化学过程，以避免有害物质的使用或者产生，避免原料和试剂的浪费而造成为些物质付双份的费用：一份是支付原料的费用，另一份是处理废物的费用。,化学工业或加工化学品的部门回避“预防”提理由是：虽然某些物质及废物有害，但化学家们知道怎样对付和处理这些化学品。（,荒唐的理由,）,这就好像“,医生知道怎样治病，就不需要预防疾病,”一样的不合逻辑。,（,2,）绿色化学的特点,从注重产率到注重原子经济性,化学合成方法应被设计顾能把反应过程中所用的所有材料尽可能多地转化到最终产物中。,但在整个,20,世纪，绝大多数化学合成反应（尤其是有机合成）很少考虑所有参加反应的材料，而是仅考虑其中某一个主要原料，描述其合成方法的有效性和效率的标准是产率。,所谓“产率”，完全忽略了在合成过程中生成的任何不希望得到的产物，而它们却是合成产物中固有的一部分。,有可能会出现这样一种情况：一个合成步骤，或一个合成路线能够达到,100%,的产率，但其产生的废物不论在重量上还是在体积上都远远超过了所希望得到的产品。,以,1979,年诺贝尔化学奖成果,Wittig,反应来说明这种计算产率的方法的缺点。,98,276,278,96,原料,1,原料,2,产物,废弃物,绿色化学的主要特点是,原子经济性,，即在获取新物质的化学过程中充分利用每个原料原子，实现“零排放”，使化学从“粗放型”向“集约型”转变，既充分利用资源，又不产生污染。,对于每种化工产品而言，期望产品以外的任何物质都是废物。一个产品生产过程中对环境造成的影响可以用,E,因子,来衡量。,E,因子,越大，越糟糕！,（,3,）绿色化学的基础,从化学物质的毒理学性质、化学反应（过程）的安全性思考问题,绿色化学的基础是把最大限度地降低或消除危害性的原则融入到化学设计的各个方面中。,废物排放于环境中对环境的污染程度与相就的废物的性质及在环境中的毒性行为有关。,任何化学过程中，都应尽可能地避免发生化学事故，如泄漏、爆炸及火灾等。,（,4,）绿色化学的理想,零排放,绿色化学的最终理想是在化学过程中没有废物排放,零排放,。,但是，现实中大,。,因此，绿色化学的含义，在理论上是一个新的理念；在实践上，更多地是一个过程，即“绿色化”。,“绿色化学”需要不断追求！,2.3,绿色化学的理念,1998,年，美国化学界为了实现绿色化学的目标，提出了,12,条原则，并得到国际化学界的普遍认可。,高选择性反应,原子经济反应,无毒无害原料,可再生资源,环境友好产品,无毒无害,溶剂,无毒无害,催化剂,（,1,）防止污染优于污染治理,防止废物的产生而不是产生后再来处理。,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；,绿色化学：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。,（,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入到最终产物中。,普通合成：,A,+,B,C,+D,原子经济合成：,E,+,F,C,要消除废弃物的排放，只有通过实现原料分子中的原子,100%,地转变成产物。,例如：丙烯环氧化制环丙烷,传统工艺,-,氯醇法：,原子经济性,=30%,1-,氯丙醇,2-,氯丙醇,石灰,废渣,废水,绿色工艺,-,钛硅分子筛催化：,原子经济性,=76%,（,3,）尽量减少化学合成中的有毒原料、产物,-,绿色合成,只要可能，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。,降低毒害一般有两种途径：,减少暴露,-,防护衣、防护面具、控制接触等其弊端在于，减少暴露往往伴随着生产成本的增加；控制暴露有可能失败而面临更大的风险。,降低危害,-,合成化学家主要考虑降低危害的途径，因为化学家能够运用所有的知识对合成进行了改进，使化学反应的危害降低，同时从环境角度，无论是经济、法律，还是社会前景，化学家都必须做到使危害更小。,“一种理想的合成是指简单的、安全的、环境友好的、资源有效的操作，快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子”。,-,美,Wender,(,斯坦福大学教授,),目前化学工作者的各种努力只是初步的，在一条合成路线中，绿色可能只是局部的。,绿色化学的真正发展需要对传统的常规的合成化学的方方面面进行全面的诸如从观念上、理论上和合成技术上的发展和创新。,目前主要从以下几方面开展工作：,采用无毒无害原料,通常反应初始原料的选择决定了反应类型或合成路线的许多特征。原料选择很重要，它不仅对合成路线的效率有影响，而且反应过程对环境、人类健康的作用也受原料选择的影响。原料的选择决定了生产者在制造化学品的操作中面临的危害、原料提供者生产时的危害以及运输的风险，所以原料的选择是绿色化学的决定部分。,传统的原料,-,石油,目前,98%,的有机化合物的合成以石油为原料。,石油精炼消耗了整个能源的,15%,，且在逐年增加，而低质量的原油精炼需要更多的能量。,石油转变为有用的化学品通常要经过氧化反应，而这一步骤是一个环境污染步骤，因而，减少石油产品的使用是必要的。,绿色的原料,-,生物质,农业和生物物质可成为最好的原料。,因为这种原料大部分已经高度氧化，用它们替代石油原料可以避免会造成污染的氧化步骤，同时在完成合成的过程中，毒害也低于石油原料。,研究表明，大量的农业产品可以转化为消费品，如谷物、马铃薯、大豆、糖蜜可以经过一系列过程转化为纺织品、尼龙等。,例如：农业废弃物制备化学品,农业废弃物,硫酸化液,废弃马铃薯,羟基酸,乙醛,过乙酸酯,木质素,蒽醌,可发酵糖,乳酸酯,过乙酸,丙烯酸,（,4,）设计安全的化学品,设计的化学产品应在保护原有功能的同时尽量使其无毒或毒性很小。,运用构效关系到和分子改造的手段使化学品的毒性效力和其功能达到最适当的平衡。化学品往往很难达到完全无毒或达到最强的功效，所以这两个目标的权衡是设计安全化学品的关键。以此不依据对新化合物进行结构设计时，对已存在的有毒化学品进行结构修饰、重新设计也是化学家的研究内容。,（,5,）使用无毒无害的溶剂和助剂,在传统的有机反应中，有机溶剂是最常用的反应介质，这主要是因为它们能很好地溶解有机化合物。在常用的有机溶剂中，含卤素原子的溶剂如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等都被疑为致癌物，苯、芳香烃也致癌。因其具有良好的溶解性而被广泛应用，故导致对人类健康的危害。,为了克服在合成中的一些障碍，人们常用大量的助剂，如用于产品分离的助剂，通常其用量大、耗费高这些助剂可能对人或动植物的直接毒性不大，但其进入大气层会造成对环境的破坏。,所以采用无毒无害的溶剂和助剂将成为发展清洁合成的重要途径。,解决这个问题的办法：,A,）使用超临界流体,超临界流体是指处于临界温度及超临界压力下的流体，是一种介于气态和液态之间的流体状态。其密谋接近于液体，而粘度接近于气态。这一液体具有可变性，其性质随温度、压力的变化而变化。超临界,CO,2,流体，以其适中的临界温度和压力、来源广泛、价廉无毒等诸多优点而得到广泛应用。如：超临界萃取、超临界色谱分离超临界重结晶、有机合成反应。,B,）无溶剂体系,在无溶剂下进行反应大致可分为三大类：,以试剂或原料作溶剂；,原料和试剂在熔融状态下充分混合；,固体表面的反应。,C,）以水为溶剂的反应,由于大多数有机化合物在水中的溶解性差，且许多试剂在水中会分解，因此，通常在有机反应中避免用水作为反应介质。,但是以水作为反应溶剂也有其独特的优越性，如：水源丰富、价廉无毒。,水溶剂特有的效应对一些重要的有机转化是十分有益的，有时可提高反应速率和选择性，生命体内的许多化学过程就是在水中进行的。,D,）固定化溶剂,有机溶剂具有危害的最主要问题在于其挥发性。溶剂的易挥发使其对暴露的人有害，而且造成空气污染。固定化溶剂是解决办法之一，它能够保持溶解性，而又不挥发。,（,6,）合理使用和节约能源,化学反应和分离都需要能量，可利用的能量及节约：A,）热能,合适的催化剂降低反应活化能以降低热能需求。,B,）电能,电化学过程是清洁技术的重要组成部分，由于电解一般无需使用危险或有毒试剂，通常在常温常用压下进行，是清洁合成的方法之一。,C,）光能,运用环境友好的光化学反应来替代一些需要有毒试剂的加热化学反应是近年来研究较多的课题。,D,）微波,在许多情况下，微波技术显示了极大的优势，即不需要通过持续加热来使反应进行。而且在固体状态下的微波反应避免了在有溶剂的反应中溶剂所需的额外的热量。,E,）超声波,一些反应如环加成、周环反应可采用超声波的能量来催化进行。,在运用以上技术时，环境可以得到改善，但是针对每一个具体反应，需视其获得合成目标产物的效率而定。,（,7,）利用可再生资源作原料,可再生原料和不可再生原料是相对而言的。如石油、煤炭、天然气的形成需要几百万年甚至上亿年的时间，属于不可再生资源。以生物、植物为基础的原料和可被开发利用资源属于再生原料。人类的生存周期的时间范围内容易再生的物质，例如,CO,2,、,CH,4,也可称为可再生原料。,（,8,）减少不必要的衍生化步骤,应尽量避免化合物不必要的衍生过程（如采用基团的保护，物理与化学过程的临时性修改等）。,控制和选择系统中的衍生作用、简化反应历程，这是绿色化学设计的基本方法。,对含有多个官能团的反应物分子进行多步化学反应时，在设计化学反应过程中可以对某些欲保留的官能团实行保护使指定参与反应的官能团反应，进而达到高选择性和高产率。,（,9,）采用高选择性催化剂,催化剂的选择性是指在能发生多种反应的反应系统中，同一催化剂促进不同反应的程度的比较。人体中的酶就是一类高选择性的催化剂，不同的酶使许多生化过程有条不紊地进行，形成正常的生理活动；如酶遭到破坏则导致疾病或死亡。在工业上则利用催化选择性使原料向指定的方向转化，减少副反应。,（,10,）设计可降解化学品,目前，某些化学品在环境中以自身形式长期存在或被动植物吸收，会对环境和人类健康造成影响，其中最爱关注的是塑料和农药。,塑料的出现以其经久耐用而著名，但这一特性越来越引起海洋、土地和生物圈的环境 问题。,农药会在许多动、植物中生物聚集，当被人食用时，就会造成对人的危害。,所以化学品的设计必须以其能否降解作为其性能评价标准之一。,（,11,）发展污染物的快速检测和控制技术,目前，人们能够检测到环境中的污染物，但现在需要发展的是在防止和减少化学过程中有害物质产生方面的新方法和技术。,要能够在化学合成中时行同步检测，以随时改变反应条件，控制反应进行，达到防止污染物产生。,（,12,）减少或消除制备和使用过程中的事故隐患,在化学过程中，应注意将化学意外（如泄漏、爆炸、火灾等）降到最低。,实现安全化学过程的途径之一是慎重选择物质及物质的状态，包括使用固体或具有低蒸气压物质代替易挥发液体或气体，避免大量使用卤素分子等5R,理论,减量,reduction,减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量，有效途径之一是提高转化率、减少损失率。减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物（副产物）排放量，必须排放标准以下。,重复使用,reuse,重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等，从一开始就应考虑有重复使用的设计。,回收,recycling,回收主要包括：回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。,再生,regeneration,再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。,拒用,rejection,拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代，又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用。,绿色化学理念,绿色化学理念是人们在社会生产、生活和实践中，就环境日趋恶化而意识到需要防止乃至杜绝化学污染源，逐步形成的对绿色化学重要性的认识。主要包括四个方面：,（,1,）可持续发展观,（,2,）绿色化学价值观,（,3,）化学科学发展观,（,4,）环境和谐道德观,落实绿色化学理念，需要增强下列几种意识,安全,：所有的化学过程必须把安全放在第一位。,节约,：所有原料的使用会遵循节约原则。,减排,：减少“三废”的排放。,协调,：人类和自然关系的协调。,控源,：从源头上消除污染。,3,绿色化学理念在教学设计中的应用,由于学生接受能力等的限制，在初中化学教学中不可能系统地讲解绿色化学理论和技术方法，因此，绿色化学理念在初中化学教学设计中的应用，主要从两个方面来考虑。,1,）在课堂教学中渗透绿色化学理念,2,）在实验教学中践行绿色化学理念,现行的中学化学教材已经融入了绿色化学知识，但内容比较少。在课堂教学中要时时体现绿色化学理念，自然和谐地渗透绿色化学教育，并做适当的补充。例如：人教版九年级化学教材,第二单元，我们周围的空气中可以讲讲大气的污染与防治、氟利昂对臭氧层的破坏与保护、酸雨的危害与防治、温室效应的利弊、汽车尾气的排放、氮氧化物造成的光化学烟雾、说说传统建筑材料的危害及为何提倡使用绿色建筑材料。,第三单元，自然界中的水中讲讲氯气用于自来水消毒的利弊、水中氮磷过多造成富氧化而形成赤潮等的危害，应使学生认识到，清洁的空气和水是我们人类赖于生存的基础。而汽车尾气排放，煤的燃烧，化工厂废气、废水的排放，严重污染着我们的生存环境，随着我们国家经济的快速发展，环境问题越来越突出。因此我们不能以牺牲环境为代价来发展经济，先污染后治理的被动环境保护模式，应被抛弃，应该从源头上阻止污染物的产生。,第六单元，碳和碳的化合物中,，如讲到,CO,2,。温室效应及其引起的全球气候变暖，威胁着人类的生存和发展，于是就可以启发学生思考，如何解决温室效应呢？学生通过查阅大量的资料，亲身去经历，去了解当今社会发展的新动态，从而激发学生的学习兴趣，他们会发现解决温室效应实际就是减少,CO,2,的排放或将,CO,2,消除，将,CO,2,注入深海中消除,CO,2,的危害是,当今世界最新的方法。,第七单元，燃料及其利用中，在讲化学反应及其能量变化时说能量的开发与利用、能源的合理开发与利用；在讲使用燃料对环境的影响时，使学生认识到汽车工业发达的今天，汽车尾气的排放是空气污染的一大根源。为解决这一问题，用清洁燃料汽车代替汽油汽车，同时新型燃料汽车应运而生，另外即使仍使用汽油作燃料，也要开发新配方汽油，这种新配方汽油的质量要求己推动了生产汽油的有关石油化学化工的发展。此外，,美国,Texaco,公司找到了一种新的化合物做汽油添加剂，使汽车尾气的,NO,x,排放量下降了,22%,。在生活,燃料方面，城市改烧煤为烧气等等。,第十二单元，化学与生活中，结合生态环境的破坏与保护、室内化学物质的污染与健康、农药与化学、毒品与化学、白色污染与综合治理等知识，使学生意识到应如何合理应用化学，为人类能生存在一个绿色的地球上做出自己的贡献。,在中学化学教育教学中必须体现绿色化学的基本内涵，在课程教材中体现绿色化学理念，在潜移默化中对学生进行绿色化学观点的教育，使绿色化学的观点、要求与现行教材融合在一起。,3.1,课堂教学中渗透绿色化学理念措施,3.1.1,教学内容和手段多样化,1,）宣传图片演示,大气污染,水的利用,元素与人体健康,燃烧与灭火,化学与能源,2,）师生互动讨论,例如：二氧化碳和温室效应,温室效应是如何产生的？,造成空气中二氧化碳增加的原因？,空气中二氧化碳增加产生的后果？,如何控制空气中的二氧化碳的增加？,温室效应有哪些危害？,3,）多媒体教学,“绚丽多彩的物质世界”,“人类认识空气的历程”,“空气成分测定”,“水的用途”,“催化剂的作用”,“违反实验操作规程造成的事故”等。,3.1.2,联系生活实际,（,1,）废电池的危害,电池是中学生日常生活中经常接触和使用的物品，且对使用过的废电池的处理不科学，往往是随手丢弃到垃圾箱中。这会造成对环境的极大危害。,科学调查表明，一颗钮扣电池弃入大自然后，可以污染,60,万升水，相当于一个人一生的用水量。目前我国电池生产企业有,1400,多家，每年生产电池,140,亿节，而且多数在国内消耗。与世界不少国家相比，我国废电池回收率极低。,废电池说废其实也不,“,废,”,，其中含有大量的有色金属，而有色金属是地球上不可再生的宝贵资源同。对于废电池的最佳处理办法是再生利用，提取其中的有用成分，将废物变为资源。可以说，回收处置废电池不仅处理了污染源，而且也实现了资源的回收再利用。现在，北京、上海等城市己经安置了废电池投放专用桶。我们可以从回收处置废电池这方面来宣传这种污染预防的绿色化学意识。,（,2,）白色污染,塑料制品已被人们广泛使用，人类每年都要抛弃几百万吨废旧塑料，大部分直接丢入海洋。有些没有抛入海洋的塑料垃圾，便在陆地上形成了白色污染。许多人认为塑料垃圾最终是会分解的,但是,这种分解可能需要,50,年之久，这是人们所始料不及的。在这漫长的,50,年里，许多垃圾聚积在海洋和陆地上，特别是塑料垃圾浮于海面上，被海生动物误认为海哲等食物，于是造成了生态失衡。,为了减轻塑料垃圾的危害，人们首先想到的是用无污染能降解,(,分解,),的包装材料代替塑料，用良性的和安全的餐具代替白色塑料餐具。人们首先想到要回归自然，纸便是最早使用的包装材料。可是，造纸需要消耗大量木材，使原本不够的森林被采伐，减少地球植被。另外，最令人头痛的是，现代造纸工业乃是污染大户，它给江河湖泊造成的污染一点也不亚于塑料垃圾，因此，现今的有识之士都认为不应该大力提倡纸包装和纸餐具。,有些化学家把注意力集中在用淀粉制造包装材料和餐具，淀粉的优点在于,:,它是无毒的；,制造淀粉的原料来自农业，来源丰富，价格低廉；淀粉是一种很容易降解的化合物，最终的产物是无毒、无害、安全性极高的葡萄糖。,例如：,“玉米塑料,”,，它是从玉米中提取的聚乳酸颗粒，可代替化工塑料粒子，根据不同需要制成建筑墙体板材、包装材料、纺织面料、日用器具、农用地膜、地毯、医用材料、汽车内饰和家庭装饰品等。,（,3,）生活垃圾,生活垃圾一般可分为四大类,:,可回收垃圾、厨房垃圾、有害垃圾和其他垃圾。目前常用的垃圾处理方法主要有综合利用、卫生填埋、焚烧和堆肥。可回收垃圾包括纸类、金属、塑料、玻璃等，通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。,（,4,）日常用水,水是生命之源。生命的产生、发育和繁衍都离不开水，没有水就没有生命。,水是宝贵的自然资源。地球上可直接利用的淡水不足总水量的,1%,。,合理地使用水资源是每个公民的责任，养成节约用水的良好习惯是绿色化学理念的充分体现。,3.1.3,典型习题练习,绿色化学的知识在习题中的渗透和应用，不仅能使学生在了解绿色化学的最新研究动向，还可以学以致用，培养良好的科学态度教师通过结合课本知识，有意识地设计一些题目引导学生用绿色化学的观念进行解答，融合了,“绿色化学”,的习题教学，使学生更深入了解绿色化学的重要性。,教师可从,“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”,三个维度选择习题：,（,1,）绿色化学的基本原理和核心，蕴含绿色化学理念的知识。,（,2,）利用绿色化学的知识解释现象、解决问题。,（,3,）使学生树立起绿色化学的意识。,3.2,实验教学中践行绿色化学理念的措施,3.2.1,改进常规实验,如氧气的制备实验，提供了两种方法。,KMnO,4,K,2,MnO,4,+MnO,2,+O,2,H,2,O,2,H,2,O+O,2,MnO,2,实验装置是否可改进？,MnO,2,如何回收？是否可制成颗粒状？,学生探究钢铁锈蚀因素实验，铁钉的生锈需要较长时间，实验效果不明显，且无法说明铁生锈是因为水和空气中的氧气参与了反应，而不是其他气体。,实验改进：,（,1,）将,2g,铁粉（来自暖宝宝）均匀地撒在浸有氯化钠溶液的无纺布上，再用胶头滴管吸取氯化钠溶液滴在粉末状混合物上，卷好后迅速将其放入具支试管中，用向上排空气法收集一具支试管氧气，迅速塞好橡皮塞。,（,2,）调节液面。打开止水夹,1,，发现右侧玻璃导管内液面明显低于试管内的液面（由于塞紧橡皮塞时气压增大，造成右侧玻璃导管在液面下产生一段气柱）。打开止水夹,2,，使装置内部,与外界大气相通，当导管的内外液面相平时，夹住止水夹,2,。,3.2.2,分组实验微型化,微型化学实验是绿色化学理念在化学实验中的具体表现。其具有实验现象明显、污染程度低、节省药品、安全性高、有得于学生分组实验等优点。,微型化学实验就是用尽可能少的试剂在微型化的装置中获得明显的实验现象和实验结论。微型化学实验并不只是常规实验的简单微缩，而是在绿色化学理念的指导下，用当今人类社会与自然和谐相处，实现可持续发展的新理念对常规化学实验进行改革和创新。,氢气制取与性质实验,（,1,）组装实验仪器，向输液瓶内加入少量的废锌皮，密封；注射器内抽取稀硫酸；在玻璃管内装入少量的碱式碳酸铜粉末。,（,2,）关闭输液器的开关，加热碱式碳酸铜，观察现象：绿色粉末变成黑色，玻璃管内有水雾出现，燃着的火柴熄灭。熄灭酒精灯。,（,3,）将注射器内的稀硫酸加到输液瓶内，将针头插入盛有肥皂液的点滴板中，有气泡产生时，用火柴点燃气泡，若有尖锐的报鸣声，再过一段时间重新点燃气泡，看到有火焰产生，且声音较小。,（,4,）点燃酒精灯，加热玻璃管。观察现象：黑色粉末变成红色固体，玻璃管内有水雾出现。在针头处点燃气体，会看到淡蓝色火焰，在火焰的上方罩一个冷而干燥的小烧杯，烧杯内壁有水雾,二氧化碳制取和性质实验,改用微型启普发生器,二氧化碳与灭火,用注射器、青霉素瓶作反应容器制作简易灭火器实验。,3.2.3,妥善处理实验废弃物,在化学实验过程中，在确保现象明显的前提下，用最少量的试剂完成规定的实验，既节约试剂又减少对环境的污染。但总还是有少量的“三废”需要排放，因此，必须妥善处理实验废弃物，其处理原则如下：,（,1,）无害化处理,将有毒、有害的物质（酸、碱等）变为无害物质再排放。如，酸、碱废液必须利用中和反应，使其反应液达到规定的,pH,范围才可排放。,（,2,）回收再利用,在化学实验中要求学生将实验废液、废物倒入废液缸中，同时引导学生利用所学的知识选择合适的方法，妥善处理、回收实验废弃物或循环利用，如：实验回收的废酸和废碱需要进行中和处理，像稀硫酸、稀盐酸可用来冲洗厕所，除去洗刷间内的水垢等，这样既可以提高试剂的利用率，又能减少化学实验产生的污染。,3.3,开展绿色化学课外实践活动,教材中显性的绿色化学知识与学生的实际生活中遇到的问题相比容量少，结合学生的知识基础以及当地环境的实际状态，课外活动时间学生通过多种渠道搜集信息、分析数据、专题实验等方式开阔视野，改变原有的错误认识和观念。如有的学生认为环境污染主要是由于工业生产造成的，自己偶尔的破坏不会造成什么严重的后果。据统计，,一个人因洗发、洗澡、洗衣服等等一天平均制造,200L,废水。通过这些材料的介绍，使学生意识,到自己也在制造环境污染物，解决环境污染要从自身做起，从一点一滴的小事做起，为减少污染保护环境而改变生活习惯。,积极利用家庭小实验开展绿色化学教育。比如让学生在家庭中完成,“雨水酸碱性的检测”、“干电池的回收和利用”等实验，使他们在实验过程,中进一步地强化环境保护意识。通过实验学生不仅能运用所学知识解释接触到化学问题，而且还逐步认识到普及绿色化学知识的重要性。帮助学生形成绿色化学理念最重要的一点是学有所用，指导他们能将所学的知识在生活中应用，学生才会对其感兴趣。,总之，绿色化学的理念应该始终贯穿于整个化学教学实践活动中。要以绿色化学理念为主线进行中学化学教学设计，使学生既学到必要化学知识，又开阔了学生的视野，并能使学生自觉地在活动中运用绿色化学的知识，理解保护环境、节约资源、保护生态平衡的可持续发展的重要性，倡导学生做绿色健康的生活方式和低碳生活的践行者。,