Урок — творческий отчет по теме "Нефть и нефтепродукты"

Разделы: Химия


Радость видеть и понимать – есть самый прекрасный дар природы.

А.Эйнштейн

Тема: Нефть и продукты её переработки.

Учебные темы:

  • Химия: природные источники углеводородов; химические свойства основных классов неорганических веществ;
  • Биология: взаимосвязь организмов с окружающей средой.
  • Экология: влияние антропогенных факторов на природу, экологические катастрофы.
  • География: полезные ископаемые, топливно-энергетический комплекс, работа с картами.

Основная цель проекта: расширить знания по предмету химии.

  • Выработать эмоциональное отношение к проблемам экологии, связанные с нефтяными загрязнениями.
  • Обсуждение полученной информации, работа по рекламированию созданногопараграфа.

Дидактические цели:

  • Формировать умение выделять проблемы и наметить пути её решения.
  • Формирование экологической грамотности.

Методические задачи:

  • Ознакомить учащихся с природными источниками углеводородов на примере нефти.
  • Формировать умения и навыки критического мышления.
  • Обрабатывать полученную информацию с помощью ИКТ.

Какие компетентности формирует:

  • В сфере самостоятельной деятельности.
  • Основанные на усвоении способов приобретения знаний из различных источников информации.
  • В сфере гражданско-общественной деятельности.
  • В бытовой сфере.

Основополагающий вопрос: Что значит нефть для нас?

Оформление результатов проекта. Брошюра: параграф к учебнику «Химия – 10» Е.Е.Минченкова, 2008 г.

Программно-техническое обеспечение:

  • Техническое оснащение: компьютер, цифровая камера, доступ к Интернету,принтер, сканер, проекционная система.
  • Материалы на печатной основе: учебники, справочники, периодическая печать.
  • Другие принадлежности: хим.реактивы, биологические объекты, хим. оборудование.

План работы по проекту.

1. Подготовительный этап

  1. Обсудить с родителями учащихся вопросы, связанные с проведением проекта, использованием домашних компьютеров, доступа к Интернету и …
  2. Составить список необходимого оборудования (фотоаппарат, сканер, лаб.оборудование).
  3. Подготовить необходимые книги и электронные материалы.
  4. Купить необходимые принадлежности для практических занятий.

2. Обучающий этап.

Этапы теоретические

Сроки

Этапы экспериментальные

Сроки

1. «Мозговой штурм» (формирование тем исследований учащихся).
2. Формирование групп для проведения исследований, выдвижение гипотез решения проблем.
3. Выбор творческого названия проекта (совместно с учащимися).
4. Обсуждение плана работы учащихся в группе и индивидуально.
5. Обсуждение со школьниками возможных источников информации, вопросов защиты авторских прав.
6. Самостоятельная работа учащихся в группах по выполнению заданий.
7. Консультации учителя в группе и индивидуально.
8. Подготовка школьниками презентаций по отчету о проделанной работе.
9. Защита полученных результатов и выводов.
15 мин.
20 мин.

5 мин.
20 мин.
10 мин.

1 месяц
1 в нед.
1 нед.

1 час.
1. Лабораторные опыты «Физические свойства нефти»

2. Экологические опыты:

№1 «Влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы».

№2 « Моделирование промышленных процессов очистки газовых выбросов (получение и адсорбция оксида серы (iv)).

15 мин.

2 недели.

1 час.

3. Завершающий этап

На завершающем этапе заслушивается отчет групп в форме защиты свой части общего проекта.

Способ реализации проекта

Учебный проект реализуется в рамках месячника «Нетрадиционные формы проведения урока», который проводится в школе и предполагает использовать материал учащимися 10 класса при изучении органической химии

Как будет оцениваться деятельность учащихся

Принципы

Баллы (от 1 до 5).

1. Принцип доступности: были просты и доступны по изложению учебной информации.  
2. Принцип научности: содержали всю необходимую информацию  
3. Принцип наглядности: были хорошо иллюстрированы.  
4. Были интересны и увлекательны.  

Для тех, кто оценивает. Закончите по 2-3 наиболее значимые лично для вас предложения:

  • Больше всего мне понравилось…
  • Сегодня я научился…
  • Самым интересным для меня было

Рефлексия. Закончите предложения:

  • Доволен ли я результатом…
  • Где нам пригодится это умение…

ХОД УРОКА

Предисловие. (Приложение. Слайд № 1)

Дорогие друзья!
Параграф «Химия 10» является приложением к учебнику «Химия 10» Е. Е. Минченкова и опирается на знания, которые вы, наши ученики, должны (могли) приобрести. Предлагаемый материал распределен на абзацы. Главное содержание настоящего параграфа – нефтехимия. В отличие от основного учебника в этом сделан упор на происхождение и свойства нефти, её применение и влияние на окружающую среду. Мы предлагаем варианты проведения лабораторных опытов. Учебный материал в параграфе структурирован так же, как в учебнике «Химия 10» (Е. Е. Минченков, А. А. Журин, П. А. Оржековский).

Происхождение нефти: (Приложение. Слайд № 2).

Слово “нефть” появилось в русском языке в XVII веке и происходит от арабского “нафата”, что означает “извергать”. Так назвали в IV–III тыс. до н.э. жители Двуречья – древнего очага цивилизации – маслянистую через легковоспламеняющуюся жидкость, которая действительно иногда извергается на поверхность земли в виде фонтанов. Сейчас на его территории располагаются крупнейшие нефтеперерабатывающие страны Ирак и Кувейт.

Происхождение нефти:

  • Карбидная (неорганическая) теория. Д. И. Менделеев
  • Органическое происхождение. Нефть возникла из сапропелевого вещества (это ил образованный планктоном) И. М. Губкин.
  • Космическая теория. Нефть произошла из углеводородов, содержащихся в газовой оболочке Земли, при формировании её как планеты. В. Д. Соколов

География мировых ресурсов. (Приложение. Слайд № 3).

В начале XIX века нефть добывалась в 19 странах, в основном с помощью колодцев. Главными районами нефтедобычи были Баку в Российской империи, Пенсильвания в США и Индонезия. В настоящее время насчитывается свыше 8о нефтедобывающих стран во всех частях света кроме Антарктиды. Больше всего нефти сосредоточено в Азии, на Ближнем и Среднем Востоке, в Западной Сибири и Казахстане. Крупнейшее месторождения есть также в Северной и Южной Америке и Северном море у берегов Европы. Главная особенность географии мировых ресурсов нефти заключается в том, что большая часть из них приходиться на развивающиеся страны, в первую очередь Ближнего востока. Ведущее же место по добыче нефти занимают США, Саудовская Аравия, Россия. Растет добыча нефти в КНР. В США добыча нефти ведется на Юге, а в последние годы на шельфе Аляски. Нефть – основное природное богатство Ближнего востока, при этом в Саудовской Аравии находится около четверти мировых запасов нефти. В число ведущих поставщиков нефти входят также Ирак, Иран, Кувейт, Оман, Катар, Бахрейн и Объединенные Арабские Эмираты. Нефтедобыча на территории России достигла своего максимума в 1987г. – тогда наша страна находилась на первом месте в мире. Около 2/3 российской нефти добывается в Среднем Приобье, в основном на территории Ханты-мансийского автономного округа, частично в Ямало-ненецком округе и в Томской области. Второй крупный район нефтедобычи – Волго-уральский. Здесь нефть начала добываться с 50-х гг. Остальные районы нефтедобычи в совокупности дают менее 10% и не определяют ситуацию в целом. Однако нефтедобыча в них оказывает воздействие на развитие самих этих регионов. Перспективными районами добычи в России считаются шельф побережья Баренцева моря и Охотского моря. Интенсивная нефтеразведка ведется в Нижнем Поволжье. Возможно, что большие запасы хранит в себе полуостров Таймыр.
Физические свойства нефти. Нефть – маслянистая жидкость от светло-бурого до черного цвета, с характерным запахом. Она немного легче воды и практически в ней не растворяется. Так как нефть – смесь различных углеводородов, то у неё нет определенной температуры кипения.

Применение нефтепродуктов. (Приложение. Слайд № 4).

«Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями».

Д. И. Менделеев

Нефтяная промышленность зародилась в середине ХIХ века. Из нефти получали осветительное масло, названое в России “фотогеном”, а в Америке – “керосином”. Добывалась нефть в небольших количествах в основном из неглубоких колодцев. Промышленная революция и широкое использование паровых машин потребовали более качественного горючего для освещения фабрик, а также смазочных веществ. В практику вошли буровые скважины. Нефть являются основой топливно–энергетического комплекса (ТЭК – 48% в перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости добычи.), это еще и основа сырья для органического синтеза.

В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. (более 8% от объема мировой добычи). Среди получаемых из нефти исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды — метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (10—20 атомов углерода в молекуле); нафтеновые; ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и диолефиновые — этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен. Истощение ресурсов нефти, рост цен на нее и др причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.

Нефть и политика. (Приложение. Слайд № 5).

В XX веке ни один другой вид первичных энергоресурсов не оказал столь большого влияния на экономическое и социальное развитие как нефть. Она определяет политику государств, особенно тех, которые природа обделила нефтяными местонахождениями. Нефть добывают в 80 странах мира. Но географию этой отрасли определяют страны “первой десятки”, для большинства из которых нефтяная промышленность стала важной, а иногда и единственной отраслью международной специализации (Ирак, ОАЭ, Катар).Одна из особенностей географии мировой нефтяной промышленности заключается в том, что более 4/5 запасов добычи нефти приходится на развивающиеся страны. Эти страны, в особенности страны – члены ОПЕК, выступают и в качестве ее главных экспортеров:
ОПЕК: Алжир, Венесуэла, Габон, Индонезия, Ирак, Ирак, Катар, Кувейт, Ливия, Нигерия, ОАЭ, Оман, Саудовская Аравия. В международную торговлю поступает 40 % всей добываемой нефти. Страны ОПЕК устанавливают квоту на добычу. Ни больше, ни меньше, для поддержания уровня мировых цен на сырую нефть в зависимости от качества. Поднимать добычу нельзя – цены поползут вниз, снижать – значит, лишится доход.

Проблемы.

  • Энергетическая проблема является одной из самых острых. Бурно развивающаяся экономика в ХХI веке требует все больше энергозатрат.
  • Наука предупреждает, что при современных объемах энергопотребления разведанных запасов органического топлива на Земле хватит примерно на 150 лет, в том числе нефти – на 35, газа – на 50.
  • Таким образом, ограниченность природных запасов углеводородного сырья составляет сегодня главный стержень глобальной энергопроблемы.
  • Наступает период энергосберегающих технологий и всемирной экономии энергии.

Пути энергосбережения: (Приложение. Слайд № 6).

  • выпуск более экономичных автомашин;
  • усовершенствование в коммунальном хозяйстве;
  • структурные изменения в экономике (рост доли менее энергоемких отраслей);
  • развитие атомной энергетики;
  • использование неисчерпаемых природных ресурсов (солнечная радиация, тепло Земли). Высокие мировые цены на нефть способствовали быстрому росту разведки и добычи ее в странах, не входящих, в ОПЕК. Поэтому долгосрочное прогнозирование энергетики в значительной степени зависит от прогнозов цен на нефть на мировом рынке.

Перспективы В течение ближайших 30–40 лет, возможно, произойдут следующие изменения:

  • стабилизируется рост потребления;
  • увеличится доля новых технологий для производства энергии;
  • увеличатся масштаб и стоимость транспортировки;
  • возрастет эффективность использования;
  • все большее значение будут приобретать трансконтинентальные газопроводы общей протяжностью 26 тыс.км;
  • увеличится доля альтернативных источников энергии (атомная), нетрадиционных ресурсов (солнечная энергия, энергия ветра).

Влияние нефти и нефтепродуктов на окружающую среду. (Приложение. Слайды № 7, 8).

Встает угрожающий вопрос: что делать с этими „черными океанами"? Как спасти их обитателей от гибели?

Нефтяная плёнка нарушает обмен теплом, влагой и газами между средой и атмосферой, в результате нарушается биологическое равновесие водоёма. Установлено, что нефтяное загрязнение на 60% уменьшает испарение воды с её поверхности. При этом усиливается нагрев водной поверхности и соприкасающихся с ней воздушных масс и, как следствие, уменьшается содержание в них водяных паров. Пары нефти и нефтепродуктов вызывают у человека заболевание органов дыхания и центральной нервной системы, повышая утомляемость. Ежегодно в Мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. т нефти. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря. Атлантического океана и их берега. Литр нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс.л морской воды. Тонна нефти загрязняет 12 км2 поверхности океана. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое, где опасность встречи с нефтью весьма велика. При концентрации ее в морской воде в количестве 0,1-0,01 мл/л икринки погибают за несколько суток. На 1 га морской поверхности может погибнуть более 100 млн. личинок рыб, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить, достаточно вылить 1 л нефти. В водоёмах процесс самоочищения протекает при наличии достаточного количества кислорода и только в тёплое время года. На помощь природе должен прийти человек.

Строятся различные планы

Во Франции создана специальная центрифуга марки „Циклонет". Она устанавливается на самоходной портовой барже вместе с группой насосов, которые собирают с поверхности водувместе с пленкой нефти. Попадая затем во вращающиеся барабаны устройства, смесь быстро разделяется, производительность 200 M/ч;
Шведские и английские специалисты для очистки морских вод от нефти предлагают использовать старые газеты, куски обертки, обрезки с бумажных фабрик. Все это измельчается на тонкие полосы длиной 3 мм. Брошенные на воду, они способны впитать в себя 28-кратное количество нефти по сравнению с собственной массой. Затем топливо из них легко извлекается прессованием.
Хорошие результаты дает применение диспергаторов – особых веществ, связывающих нефть; обработка нефтяных пленок железным порошком с последующим собиранием „опилок" магнитом.
Большие надежды возлагаются на биологическую защиту: в лабораториях фирмы „Дженерал электрик" (США) создан супермикроб, способный расщеплять молекулы УВ.
Русские ученые установили, что некоторые жители морей вовсе не страдают от нефтяного загрязнения. В Каспии, например, живет моллюск – кардиум. Это крошечное существо, получившее свое название за сердцевидную форму раковинки, играет важную роль в очистке морской воды, добывая себе таким образом и пищу, и кислород для дыхания.
Лабораторный практикум. (Приложение. Слайды № 9, 10).

Лабораторный опыт № 1. “Исследование физически свойств нефти».

Экологический опыт: «Влияние нефти и нефтепродуктов на живые организмы».

Лабораторный опыт: «Моделирование промышленных процессов очистки газовых   выбросов (получение и адсорбция оксида серы (IV))».

Домашнее задание (Приложение. Слайд № 11)

1. Отметить на контурной карте России основные месторождения нефти.

2. Проблемные вопросы: В России, США, Канаде, главные магистральные трубопроводы большей частью связывают регионы добычи нефти и газа с районами их потребления, в Западной Европе – морские порты с районами потребления, а в развивающих странах, напротив, районы добычи – с морскими портами. Объяснить эти различия.
Известно, что отрасли ТЭК относятся к “грязным” производствам, но развитие мирового хозяйства обусловливает рост потребности в них. Следовательно, добыча нефти и газа будут расти. Однако условия добычи ухудшаются. Как решить эти противоречия?

3. Ваша точка зрения? Как и большинство других полезных ископаемых, нефть распределена на Земле неравномерно. Она встречается обычно в виде больших месторождений. Кроме того, далеко не всегда распределение запасов по регионам совпадает с распределением спроса на нее. Поэтому различные страны заключают между собой торговые соглашения, договоры об экспорте и импорте.

4. Подумай:

  • Сравните площадь территории, запасы нефти и потребление нефти в Северной Америке и на Ближнем Востоке. Какие выводы можно сделать из этого сопоставления?
  • Запасы нефти на Земле ограниченны, а мировое потребление нефти увеличивается, то, как это должно отразиться на отношениях стран-потребителей нефти с другими странами. Подкрепите вашу точку зрения аргументами.