绿色化学原理范例

摘要：阐述了“环己烯的制备”实验的地位和作用、实验目的、实验原理、实验方法与步骤、实验结果与数据处理，以及近年来对实验所做的改进。展望了绿色化学理念下环境友好型催化剂的应用前景。

关键词：环己烯；催化剂；绿色化学

“环己烯的制备”是学生巩固理论知识的一个经典的有机化学实验项目。在大学有机化学实验教学中，该实验可以使实验者进一步理解蒸馏、分馏的基本原理，掌握蒸馏、分馏的基本操作，了解液态有机物常用的纯化方法。有机化学实验教学的目的和任务是[1]：使学生能够熟练掌握有机化学实验的基本操作技术，培养学生能正确地进行制备实验和性质实验以及分离鉴定所得产品的能力；了解常用检测仪器的使用；培养良好的实验工作方法和习惯以及实事求是、严谨的科学态度。

1实验目的

（1）学习掌握由醇脱水制备烯的原理和方法（2）初步掌握分馏和水浴蒸馏的原理和基本操作技能（3）练习并掌握分液、干燥等实验基本操作方法（4）掌握有机化合物产物制备的产率计算方法

2实验原理

环己烯可以由环己醇为原料在催化剂催化作用下经分子内脱水而制得。其主要反应如下：

摘要：化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用。在化学教学中，引导学生从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验，探索未知，有利于核心素养落到实处。要充分发挥实验教学创设情境、探究原理、训练思维的三大作用，在进行化学实验设计时应直指问题生成、以冲突驱动探究、符合最近发展区。

关键词：化学实验设计；创设情境；构建知识；核心素养

从“三维目标”到“核心素养”，是课程改革的方向；重视开展“以素养为本”的教学，是新课程的基本理念。化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用。化学实验有助于激发学生学习化学的兴趣，创设生动活泼的教学情境，帮助学生理解和掌握化学知识和技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的科学态度和价值观［1］。在化学教学中，引导学生从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验，探索未知，使核心素养真正落到实处，应该成为化学教学的常态。笔者将结合具体案例谈谈化学实验在教学中的作用以及进行实验设计时应注意的事项。

1化学实验在教学中的三大作用

1.1创设情境，引出问题

建构主义认为，知识学习不是简单的传递过程，而是学习者自主建构过程。真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，设置恰当的情境为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。因此，教师在教学中应重视创设真实且富有价值的问题情境［1］。以实验为基础是化学学科的重要特征之一，化学实验情境的真实性，是其他情境无法替代的。以精心设计的化学实验情境为载体而引出问题，能有效调动学生的学习积极性。案例1：人教版必修1NH3的还原性教学片段。情境素材1：管道工人用浓氨水检测氯气管道是否漏气。情境素材2：将分别集满NH3和Cl2的两个集气瓶口对口（用玻璃片隔开）立于桌台上，氯气在上（氯气密度大于氨气），氨气在下，如图1所示。快速抽离玻璃片，让两种气体混合，立即看到集气瓶中出现大量的白烟。引出问题：为什么产生白烟？白烟的成分是什么？在这个过程中体现了氨气的哪些化学性质？创设意图：学生已经有了氨气能与氯化氢反应生成固体氯化铵（白烟）的知识储备，通过创设氨气与氯气反应生成氯化铵实验，引导学生从氧化还原反应原理分析推理，氯元素化合价降低，氮元素化合价必然升高，从而构建出NH3具有还原性的事实。将现实生活中工人用浓氨水检测氯气管道是否漏气的真实事例所蕴含的化学原理，设置为直观的实验情境，很自然地引出了问题，直奔教学主题。

1.2探究原理，理解本质

一、关于绿色化学的基本概念

(1)绿色化学发展观．这个观点包括两个方面:一是发展经济，即实现人口、经济、社会、资源、环境协调发展;二是保护我们人类赖以生存的共同家园地球自然资源和环境，为子孙后代的安居乐业和永续发展做贡献．换言之，经济发展的同时不忘环境的保护，污染的控制，资源和能源的节约，废物排放的减少，清洁生产和文明消费的实施．目的是实现自然、经济、社会这个三维复合系统的持续、健康、稳定的发展．我们实施绿色化学观教育旨在追求学生在知识、科学、技能方面的综合提高，深刻认识了解人与自然，人与经济、人与社会、人与环境的关系，在可持续的基础上利用自然为人类服务．

(2)绿色化学价值观．环境价值观就是指人类对环境价值的认识、观念、看法、观点．转变我们以往以人为中心判断物质利害观念为以人与自然平等和谐观念，以绿色化学原理指导高中化学知识的教学，即要掌握化学物质、化学实验对人的危害以便进行防止．高中化学实验的绿色化是一个长远的任务，教育工作者要有深刻的认识，这不仅是科学战线和化工战线的任务更是整个化学领域的任务．

(3)绿色化学教育观．绿色化学根本上是为了预防和控制环境污染，是人类的生活质量得到保证和提高，使自然环境得以保护．在高中化学教育课程改革和课堂教学的全过程中贯穿绿色化学理念，将其化作中学课程改革的重要内容．之所以将绿色化学的理念引入化学教学中，是因为绿色化学有利于环境的保护和人类社会的可持续发展．站在一线的化学教育工作者需要做到的很多，更新自己的知识结构，认识化学新知识，真正理解绿色化学的含义，承担绿色化学的宣传和教育，潜移默化对学生进行教育，不断灌输“绿色化学”的理念，认识到绿色化学的重要性，掌握绿色化学的知识和技能．

(4)绿色化学道德观．这一观念是传统人类道德观念的延续和继承并且得到广泛的发展，由于当前现代工业文明引发的人类与环境关系日渐突出使得其产生并且迅速得以发展．这是一种新的道德观念———人类与环境和谐相处的观念，是人类环境意识有史以来发展的最高阶段，体现了主客体的统一，人与环境的统一．

二、高中化学实验中学生绿色化学观的培养

自从新课改以后，中学化学课本的编制和修订过程充分考虑了绿色化学原理，例如:限制了常见实验固体液体试剂取用的数量;删除了有害的实验气体如:硫化氢、苯磺酸等等的制备;科学介绍闻气体的方法;实验中遇到事故的紧急处理;试剂保存和使用的方法原则尤其是特殊的试剂;强调某些实验尾气的处理等等．新课改有益处也存在缺点，为了符合绿色化学观的发展要求，从以下几方面改进实验以增强学生绿色化学观的培养．

摘要：将学科前沿绿色化学理念、理论融入专业技术创新教育课程之中，将使专业教育与素质教育相结合，使学生掌握一定绿色化学知识的同时，重点培养学生的绿色创新能力、绿色产业化能力。本文以“纯碱制备中的绿色创新思维”为例，从指导思想、学情、教材、重难点的突破等多个方面进行教学设计，重点培养学生的绿色化学意识、绿色创新思维、绿色创新能力。这种专业前沿教育与专业创新教育的融合不仅对化学化工专业，对其它专业也具有一定的示范作用。

关键词：化工专业；技术创新；绿色化学；纯碱；绿色创新思维

随着我国科技和经济的崛起，创新创业教育提到前所未有的高度。2015年国务院《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》、2010年教育部《关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》等政策文件中，要求高等学校创业教育面向全体学生，贯穿人才培养全程，培养学生的创新精神、创业意识、创新能力等等。创新创业教育已成为高等教育的重要组成部分。高等院校深入开展创新创业教育，对我国未来占据科学研究、技术开发制高点，推进科技应用等方面具有重要价值。而且创新创业教育，需要各个专业技术领域紧密结合，需要及时加入该学科领域新动向、社会发展新需求等内容，从而起到良好的引导、推进作用。以化学化工领域来讲，绿色化学无疑是该领域未来的重要发展方向之一，同时对当今中国工业污染的改善具有社会意义。绿色化学（GreenChemisty）又称清洁化学（CleanChemisty）、环境友好化学（EvironmentaiiyFriendlyChemisty），是在全球面临严峻的环境危机下，于20世纪90年代产生的化学新兴领域。其核心内涵是从源头上杜绝或减少化学对环境的污染和危害。绿色化学试图利用一些化学新思想、新理论、新技术、新工艺，从源头上防止或减少环境污染。二十一世纪初期我国石油和化工产品总产值达10990亿元，占全国工业总产值的9．8％，化工产业已成为国民经济的基础工业和支柱产业，但同时也导致了一系列严重的环境污染问题。当今重大环境公害与二氧化硫烟尘、光化学烟雾、甲基汞、二氧化硫煤尘、多氯联苯、铬等化学物质有着密切的联系。这些使得绿色化学成为未来化工生产的必然选择。在高等化学化工专业领域，绿色化学教育与创新创业教育的相融合，使专业教育与素质教育相结合，使专业教育具有了思想指导，使素质教育具有了实际内容，在使学生掌握一定绿色化学知识的同时培养了学生的绿色化学意识、绿色创新思维、绿色创新能力。纯碱，即碳酸钠，俗名苏打，广泛应用于纺织与印染工业、石油工业、医药工业、有机合成工业、玻璃工业、肥皂工业、塑料工业、钢铁工业等领域。其制备工艺先后主要经历了勒布朗制碱法、索尔维制碱法、侯德榜制碱法三个阶段，在工艺革新过程中，蕴含了丰富的绿色化学思维。本文以“纯碱制备中的绿色创新思维”为案例，探讨化工专业技术创新教育与绿色化学教育的融合教学中学生绿色创新思维、绿色创新能力的培养。

1“纯碱制备中的绿色创新思维”教学设计

1．1指导思想

以传统化学的绿色化创新为核心，结合高职教育突出应用的特点，用典型案例作指导，在让学生掌握一定绿色化学知识的同时，重点培养学生的绿色创新思维、绿色创新能力、绿色产业化能力。并从著名科学家身上学习他们的科研精神、创新精神、爱国精神、造福人类的奉献精神。

1．2学情分析

一、绿色化学的基本含义

所谓绿色化学教育，就是指教师在教学过程中坚持绿色思想，实现化学科学的真理性与人文、社会需求的有机结合，切实培养学生的绿色健康意识。绿色化学教育的主要目的就是帮助学生树立起可持续发展和环境保护的理念，促进学生的全面发展和进步。在备课环节中，要始终坚持绿色化学教学的设计理念，教学模式力求绿色化，尽可能用绿色原则把握和衡量化学性质和化学实验，引导学生建构起科学有效的绿色化学分析方法。要推动高中绿色化学教学的有序开展，就要系统贯彻绿色化、绿色技术与科学指导思想有机结合的教学模式和方法，坚持理论联系实际，在教学中全方位、多层面地渗透绿色化学理念。

二、高中化学教学中实施绿色化学教育的有效方法

绿色化学要求在实验中遵循以下几条绿色原则：其一，尽可能开发和设计绿色实验。其二，减少实验中废物、尾气的排放，减少对周围环境的污染%同时尽可能对实验产物进行循环利用。其三，在不影响实验效果的前提下，尽可能减少原料用量，实现化学实验的微型化和小型化。其四，采用计算机模拟化学实验的形式替代污染严重、条件苛刻或者试剂价格昂贵的试验。其五，对实验所产生的废弃物进行妥善处理，减少对环境的污染。由此，高中绿色化学教育的具体实施方法有以下几种：

1.实验微型化。

在化学实验中，尽可能减少仪器和试剂的使用，从而节约时间、减轻污染、减少试剂浪费。在绿色化学思想的指导下，微型实验课题应运而生。所谓的微型实验，并不是简单的微缩常规实验器材，它也不是常规实验的补充或者对立，它是为有效减少污染而研究和制定的一种新方法和新技术。

2.实验绿色化。

第一篇：概念图在高中化学教学的应用

1概念图在高中化学教学中的重要作用

随着素质教育的不断发展，对学生的理解力与创造力提出了更高的要求．尤其是在高中化学的课程当中，更需要学生加深对各种概念的理解．因此需要老师对概念进行详细的讲解，可以通过概念图的方式进行课程内容的讲解．运用概念图帮助学生去理解枯燥的化学概念，促进学生化学成绩的提高．

2概念图在高中化学教学中的应用举例

1）以“Na的性质”概念图为例

例如学习“钠及其化合物”时，需要将初中所学的相关概念进行复习，这样才有利于新知识的学习，因此需要运用概念图对钠的新旧知识进行学习．在进行概念图的绘制时，首先要确立概念图的中心和主体，如图1所示，在本课的讲解中，“钠”就是概念图的中心，整个概念图围绕钠的所有特征展开．其次，在确定中心之后就要围绕中心概念进行主要的叙述．例如图1的左边绘制出钠的存在方式，是以化合物的方式存在；钠的用途，进行简单的举例，可以用作导热剂、高压钠灯等；还有钠的制作方法，可以采用电解NaCl的方式进行钠制作；最后回顾钠的保存，要放在煤油中进行保存．通过概念图的左半部分就可以将前面所学的钠的一些基本的内容进行了详细的回顾和复习，对于学生进一步学习新的知识起到了一定的帮助作用，也为以后新知识的学习做了一个良好的铺垫．在接下来的课程中，再进行右半部分的绘制，仔细分析钠的化学性质和物理性质．对于钠的物理性质来说，它具有质软，银白色金属，密度比水小，热电的良导体，熔沸点低的物理特征；除此之外，它的化学特征也非常明显，那就是通过钠与非金属的反应，钠与水的反应以及钠与盐的反应等．这些复杂的特征在概念图中进行排列与绘制，可以使学生一目了然地理解钠的相关性质．

2）以“造成空气污染的原因分析”概念图为例

摘要：社会经济的快速发展既使人们的生活水平得到提升，同时也对生态环境造成较大压力。为解决这一问题，本文就绿色化学技术在环境治理的应用效果进行研究，首先对绿色化学技术的核心内容和应用原则进行简要介绍，然后分析绿色化学技术降低环境治理成本、缩短环境治理周期、保障环境治理安全、避免环境二次污染等应用优势，最后从治理水污染、垃圾污染、大气污染等角度阐述其应用效果。

关键词：绿色化学技术；环境治理；应用效果

1绿色化学技术概述

绿色化学技术就是利用一种无公害的化学手段对被污染的生态环境进行治理，其主要原理在于利用一种绿色环保的化学物质与污染物中的有害物质进行反应，然后生成一种新的无公害物质。在利用绿色化学技术实施治理的整个过程中，都不会对环境造成二次污染，从而切断环境污染的源头，实现有效治理和维护。随着社会经济的快速发展，环境污染问题成为全社会共同关注的问题[1]。我国长期以来倡导可持续、可循环的科学发展观，在发展社会经济的基础上实现人类社会与生态环境的共同进步。绿色化学技术的产生和应用能够充分实现这一发展观念，不仅实现环境的有效治理，还能够对部分废气物品进行二次循环利用，这对人类社会可持续发展具有至关重要的作用[2]。

2绿色化学技术在环境治理中的应有优势分析

2.1降低环境治理的成本

传统环境治理工程的开展都具有滞后性，往往在环境遭受污染和破坏以后再进行治理，这导致环境治理的成本相对较高。另外，传统环境治理工程中不仅要动用大量的人力资源，还要调配设备、占据土地资源，因此投入的成本相对较高，而不合理的治理手段无法使废物、废气和废水得到彻底清洁，还会在治理的过程中产生二次污染，这种恶性循环导致传统环境治理工作的成本难以得到控制。在应用绿色化学技术进行环境治理时，主要保障反应物与有害物质的充分反应，期间也不会产生二次污染，因此治理的成本会大大下降。

摘要：随着我国课程改革的不断深入，对高中教育提出了更加明确的要求。化学是在分子、原子层次上研究物质性质、组成、结构与变化规律的科学，是学生接触和分析物质之间关系的主要途径。在高中化学绿色主题教学过程中应用STSE教学模式，能够有效培养学生的化学素养，推进高中化学教学的不断发展。本文分析高中化学绿色主题教学现状，并提出相应的教学策略。

关键词：STSE教育；高中化学；绿色主题；教学

引言

在STSE教育视角下，人们对高中教育的关注度越来越高。在高中化学教学中明确提出了要培养学生的科学素养，使学生能够主动承担起社会责任的教学要求。通过探究STSE教学模式在高中化学绿色主题教学的应用，可以优化化学教学，提升教学质量，为高中化学教学的实施提供新的方向。

一、高中化学绿色主题教学现状研究

（一）绿色主题不够明晰，功利化严重

在开展高中化学绿色主题教学活动过程中，其功利化形式越来越严重，很多教师受传统应试教育的影响较深，注重学生化学成绩的提升，强制性地向学生灌输知识，导致学生对化学学习的兴趣不高。教师在开展实践活动时采取的形式比较单一，没有凸显绿色主题的特点，对化学绿色教学思想内涵的分析和掌握较差，没有深入挖掘化学教材中的绿色主题，没有灵活地应用绿色环保的化学实验教学，导致对学生主观意识的培养不够，缺少对学生环保意识的引导[1]。