《绿色化学与化工导论》课程教学大纲

《绿色化学与化工导论》教学大纲一、课程基本信息课程名称绿色化学与化工导论IntroductiontoGreenChemistryandChemicalEngineering课程编码CHM210221020开课院部化学工程学院课程团队专业基础与双语教学团队学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业应用化学授课语言中文先修课程无机及分析化学、有机化学、化工原理（2-1）、化工原理（2-2）、石油化学课程简介（限选）《绿色化学与化工导论》是化学工程学院应用化学专业和理学院化学专业本科生的专业基础选修课程，为双语教学课程。绿色化学体现了科学发展观和生态文明建设，是实现节能减排、循环经济和可持续发展的重要科学基础。主要内容包括绿色化学的12个基本原理、绿色评价指标体系和生命周期评价方法，结合实际的能源、化工生产，介绍绿色化学原理的应用和清洁生产技术，包括设计安全化学品与化工工艺、发展绿色可再生原料和绿色能源、绿色催化剂和溶剂以及本质安全设计、过程强化等绿色化工技术。通过绿色化学原理的学习，可以为学生毕业后从事化学与化工科学研究与工艺开发，以及环境保护与治理方面的工作中贯彻“清洁生产-源头治理-可持续发展”的观点奠定必要的知识基础，在科学发展观与“绿水青山就是金山银山”的指导思想引领下，自觉践行绿色发展方式和生活方式。IntroductiontogreenchemistryandchemicalengineeringisaprofessionalbasiccourseforundergraduatesmajoringinappliedchemistryintheCollegeofChemicalEngineering.Itisabilingualteachingcourse.Greenchemistryembodiesthescientificconceptofdevelopmentandtheconstructionofecologicalcivilization,andisanimportantscientificbasisforreducingresourceconsumptionandrealizingcirculareconomyandsustainableeconomicdevelopment.Themaincontentincludesthebasicprinciplesandmethodsofgreenchemistry,whichisbasedonthegreeningofrawmaterials,products,catalysts,solventsandtechnologicalprocesses.Itissystematicallyintroducedandcombinedwithreality,thispaperintroducestheapplicationoftheprincipleofgreenchemistryandgreenchemicalengineering,soastoprovidestudentswithscientificresearchandprocessdevelopmentinchemistryandchemicalengineeringaftergraduation,andlaythenecessaryknowledgefoundationforimplementingtheviewpointof"greenproduction-sourcegovernance-sustainabledevelopment"intheworkofenvironmentalprotectionandgovernance.Itisrequiredtomasterthebasicprinciplesandmethodsofgreenchemistryandthemethodsandprinciplesofgreenchemistryandcleanproduction.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：充分认识绿色发展理念对于实现可持续发展和生态文明建设的重要意义是1.11.12M2目标2：掌握绿色化学基本原理及评价方法，深刻理解其中蕴含的绿色发展理念是3.13.13M3目标3：熟悉常见的绿色化学化工技术，在工作和科学研究过程中自觉发展绿色化工和清洁生产技术是2.12.14M4目标4：在其它学科的学习过程中自觉引入绿色化学理念、自觉践行绿色生活方式是1.11.15M5目标5：能准确判断化工工艺和产品是否符合绿色环保的要求是3.13.16M6目标6：了解国内外绿色化工技术的前沿领域，培养文献查阅、团队协作及答辩能力是4.1,7.14.1,7.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1(Err)绪论本章重点难点：绿色化学兴起的背景，绿色化学的提出与发展，绿色化学的基本概念，绿色化学与环境化学的差异。1.1绿色化学兴起的背景：环境问题、安全生产问题、能源短缺问题1.2绿色化学的发展：化学污染物的处理方法，绿色化学概念、理论的提出与发展1.3绿色化学与环境化学的差异：二者的基本概念，环境问题解决思路的差异。视频片段：难以忽视的真相1-2M1,M42讲授、视频/布置大作业，制作PPT2第1章第1章绿色化学12原则本章重点难点：生产方式的转变，可持续发展与绿色化学的关系，绿色化学12基本原则，绿色化工12基本原则2.1可持续发展与绿色化学2.2绿色化学12基本原则2.3绿色化工12基本原则M24讲授、讨论//3第2章第2章绿色化学评价指标本章重点难点：传统评价指标，原子经济性及相关评价指标，环境因子及相关评价指标，考虑废弃物危害本质的评价指标，基本概念及计算方法，减少废弃物的技术。2.1传统评价指标：转化率、产率、选择性的计算方法2.2原子经济性及相关评价指标：原子经济性、反应质量效率和碳效率的基本概念、计算方法及注意事项，原子经济性反应和非原子经济性反应2.3环境因子及相关评价指标：废弃物的危害，环境因子、质量强度、质量生产率的基本概念、计算方法和注意事项，不同化工部门的环境因子2.4环境商、有效质量收率：基本概念和计算方法，废物的危害本质评价2.5减少废弃物的技术：从工艺设计出发减少废弃物产生M2,M54讲授、讨论//4第3章第3章生命周期评价本章重点难点：化学品及化工工艺绿色化评价的重要性，生命周期评价的发展历史，生命周期评价相关基本概念，生命周期评价的四个阶段、具体应用和优缺点。3.1化学品和化工工艺绿色化评价的重要性：乳酸的生产工艺和安全汽油3.2生命周期评价的发展历史3.3生命周期评价基本概念：生命周期、生命周期评价、系统边界、功能单元等3.4生命周期评价的四个阶段：确定目的与范围，清单分析，影响评价，结果解释，每个阶段的主要工作内容3.5生命周期评价的应用和评价实例3.6生命周期评价的优缺点：避免负担转移M2,M54讲授、讨论//5第4章第4章设计安全化学品本章重点难点：设计低毒安全化学品的思路和方法，构效关系，毒性的检测；设计可降解化学品的思路和方法，化学结构与可降解性之间的关系，聚合物的循环回收利用技术。4.1设计低毒安全化学品：构效关系，毒性类型及急性毒性等级标准，设计低毒安全化学品的思路与方法4.2设计可降解化学品：化学结构与可降解性之间的构效关系规则，设计可降解化学品实例4.3聚合物循环利用方法：不同类型塑料的分拣方法，焚烧、物理方法回收、化学方法回收M3,M53讲授//6第5章第5章可再生原料本章重点难点：传统化石能源与新能源，生物质可再生资源的特点，生物质用作能源的方法途径，生物质生产化学品的方法途径，平台分子。5.1生物质可再生资源：生物质的概念、资源量及特点5.2传统能源与新能源：化石燃料，碳排放与全球变暖，二氧化碳加氢，生物质用作能源的利用途径，生物乙醇和生物柴油，燃料电池，液体燃料车载制氢技术5.3生物质生产化学品：平台分子，生物质生产化学品的工艺类型，合成气体系，生物质精炼视频片段：驱动未来E01-E04M3,M53讲授，视频//7第6章第6章绿色化学与催化本章重点难点：催化基本概念，非均相催化及均相催化，相转移催化，生物催化，光催化。6.1催化基本概念：催化作用的特征，催化剂及其性能参数，非均相及均相催化的优缺点6.2非均相催化剂：非均相催化基本概念，非均相催化剂表面性质，催化反应动力学过程，分子筛类型及应用，汽车尾气三元催化6.3均相催化：配位催化的基本概念及应用，新型L酸催化剂，不对称催化的基本概念6.4相转移催化：基本概念，相转移催化的应用6.5生物催化：酶，类型及应用6.6光催化：基本概念及应用M3,M54讲授//8第7章第7章环境友好溶剂本章重点难点：现有溶剂体系存在的问题，无溶剂体系、超临界流体、水溶剂、氟两相溶剂体系。7.1有机溶剂和挥发性有机化合物：用途及危害7.2无溶剂体系：特点及应用7.3超临界流体：超临界二氧化碳，超临界水，特点及应用7.4水作为反应溶剂：水溶剂，亚临界水溶剂，特点及应用7.5氟两相溶剂体系：特点及应用M3,M52讲授//9第8章第8章绿色化学工程与工艺本章重点难点：常规反应器的类型，本质安全化设计，化工过程强化及化学反应过程控制。8.1常规反应器：间歇式反应器、连续式反应器的特点差异8.2本质安全化设计：小型化，简化，置换，适度，限制8.3化工过程强化：基本概念，化工过程强化设备及实例8.4化学反应过程控制：在线分析及在线控制方法M3,M52讲授//10(Err)学生汇报答辩汇报大作业完成情况，进行课堂答辩。M64翻转课堂//四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1大作业及翻转课堂1.每3-4名同学组成团队完成大作业，每组同学的大作业内容不同。2.大作业针对绿色化学化工的实际问题，进行文献查阅，总结并制成PPT。3.大作业经教师评阅、学生反复修改，定稿后，由教师临时指定小组成员进行课堂答辩。4.根据大作业PPT完成情况、课堂讲解及答辩情况综合评分。5.主要考核学生团队协作解决绿色化学化工相关实际问题，文献查阅、资料总结、以及讲解、答辩能力。30%2考勤随机点名、刷卡点名等5%3课堂表现根据学生课堂讨论、回答问题情况5%4期末考试1.半开卷考试，考试时允许携带一张A4纸张，手写准备考试资料。2.成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。3.主要考核学生对于绿色化学原理、评价指标参数、绿色化工技术等基础知识的掌握情况，中英文翻译能力，以及学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有英译汉、简答题、计算题等。60%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1大作业及翻转课堂30%A-对问题理解深入、见解独到；PPT制作精美，内容全面；讲解答辩思路清晰，逻辑性强，回答问题正确。B-对问题有所了解，但认识不深；PPT制作内容清楚；讲解答辩表达较为准确。C-对问题认识较为肤浅，应付了事；PPT制作粗略；讲解答辩照本宣科。2M1考勤20%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。3M1课堂表现20%A-上课认真听讲，积极参加课堂分析讨论，独立思考能力强；B-课堂听讲及讨论不积极，只是引述他人观点，被动应付。4M1期末考试30%（见试卷评分标准）5M2考勤10%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。6M2课堂表现10%A-上课认真听讲，积极参加课堂分析讨论，独立思考能力强；B-课堂听讲及讨论不积极，只是引述他人观点，被动应付。7M2期末考试80%（见试卷评分标准）8M3考勤10%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。9M3课堂表现10%A-上课认真听讲，积极参加课堂分析讨论，独立思考能力强；B-课堂听讲及讨论不积极，只是引述他人观点，被动应付。10M3期末考试80%（见试卷评分标准）11M4大作业及翻转课堂50%A-对问题理解深入、见解独到；PPT制作精美，内容全面；讲解答辩思路清晰，逻辑性强，回答问题正确。B-对问题有所了解，但认识不深；PPT制作内容清楚；讲解答辩表达较为准确。C-对问题认识较为肤浅，应付了事；PPT制作粗略；讲解答辩照本宣科。12M4课堂表现50%A-上课认真听讲，积极参加课堂分析讨论，独立思考能力强；B-课堂听讲及讨论不积极，只是引述他人观点，被动应付。13M5大作业及翻转课堂30%A-对问题理解深入、见解独到；PPT制作精美，内容全面；讲解答辩思路清晰，逻辑性强，回答问题正确。B-对问题有所了解，但认识不深；PPT制作内容清楚；讲解答辩表达较为准确。C-对问题认识较为肤浅，应付了事；PPT制作粗略；讲解答辩照本宣科。14M5课堂表现30%A-上课认真听讲，积极参加课堂分析讨论，独立思考能力强；B-课堂听讲及讨论不积极，只是引述他人观点，被动应付。15M5期末考试40%（见试卷评分标准）16M6考勤20%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上且很少参加课堂讨论。17M6大作业及翻转课堂80%A-对问题理解深入、见解独到；PPT制作精美，内容全面；讲解答辩思路清晰，逻辑性强，回答问题正确。B-对问题有所了解，但认识不深；PPT制作内容清楚；讲解答辩表达较为准确。C-对问题认识较为肤浅，应付了事；PPT制作粗略；讲解答辩照本宣科。评分等级说明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|IntroductiontoGreenChemistryandChemicalEngineering,等,（校内胶印）,2015.（*主教材）2图书|GreenChemistry,TheoryandPractice,AnastasPT,OxfordUniversityPre