Конспект уроку у 10 класі (програма 2001 року)

Тема уроку: “Нафта, вугілля і газ як джерела вуглеводневої сировини. Природній і супутній газ”

            Мета уроку:

1. з'ясувати специфіку нафти, вугілля, природного газу як вуглеводневої сировини, а саме їх походження, добування, географічне поширення;
2. вивчити склад, властивості, застосування природного і супутного нафтових газів;
3. продовжувати формувати вміння розв’язувати задачі екологічного і виробничого змісту;
4. розвивати вміння логічно мислити, узагальнювати, порівнювати, вирішувати проблемні завдання.

           Тип уроку: урок-конференція

           Методи навчання: словесні (розповідь, бесіда), наочні (демонстрація), практичні (розв'язування задач),  мозковий штурм.

           Обладнання: таблиці “Склад природного і супутрого нафтових газів”, “Застосування природного і супутного нафтових газів”, зразки природнрого газу, нафти, колекція твердого палива, політична карта світу.

План уроку:

1. Організаційний етап (1-2 хв)
2. Повідомлення теми, мети та завдань уроку (2-3 хв)
3. Виступи учасників конференції, присвячені нафті (10 хв)
4. Виступи учасників, що стосуються вугілля (10 хв)
5. Висвітлення питань, пов'язаних з природнім і супутним газом (10 хв)
6. Підведення підсумків уроку  (5 – 7хв)
7. Повідомлення домашнього завдання (3 хв)

Хід уроку

(Учні виступають від імені вчених-спеціалістів з різних галузей науки і виробництва, а також у ролі ведучого конференції, вчитель лише координує діяльність учнів)

1. Організаційний етап

Ведучий Сьогоднішня конференція буде присвячена проблемі, особливо актуальній сьогодні, коли у світі невпинно зростає виробництво, населення, а отже, і їх потреби у паливі та сировині. Тож тема  конференції: “Нафта, вугілля, проридний газ як вуглеводнева сировина. Природний і супутний газ”.

2. Повідомлення теми, мети та завдань уроку

3. Виступи учасників конференції, присвячені нафті

Ведучий Почнемо нашу роботу із ознайомлення з історією речовини, яку здавна називають “чорним золотом”. Про те, як і коли вона прийшла у наше життя, розповість спеціаліст по історії

Історик

Нафта була відома ще в античні часи 5 тис років тому і використовувалася в основному для освітлення, а також як паливо.

У ХVIII ст була удосконалена масляна лампа, у ній замість масла почали використовувати гас, який добували з нафти.

Гас також застосовували як розчинник і навіть у медицині. Саме гас до 1900 р вважався найціннішим продуктом переробки нафти.

З появою двигунів внутрішнього згорання і автомобілів важливого значення набули інші складові нафти, зокрема бензин, який до цього часу вважали відходом.

У 1920 р розвиток авіації ще збільшив потребу у нафті і бензині. Якщо порівняти, то у 1900р добули 20 млн т нафти, а через 30 р – 190 млн т.

Менделєєв понад 120 р тому вказував на недоцільність використання нафти як палива: “Палити дешевше облігаціями” – писав він.

І справді, сьогодні запаси нафти вичерпуються. За останніми прогнозами, їх вистачить років на 100.

.Ведучий Звідки ж взялася ця дивна і незамінна речовина? Може, її завезли з космосу, чи створили наші пращури? Своїми знаннями у цій галузі з нами поділиться геолог

Геолог

Відносно походження нафти є різні версії.

Органічна теорія Ломоносова стверджує, що нафта утворилася із залишків рослин і тварин, які накопичувалися на дні мілководних морів у минулі геологічні епохи. Під впливом діяльності бактерій при підвищеному тискові і температурі відбувалося перетворення білків, жирів і вуглеводів на вуглеводні. Цю теорію доводить те, що у нафті виявлено продукти перетворення хлорофілу рослин і гемоглобіну тварин.

Неорганічна теорія Менделєєва доводить, що нафта могла утворитися з карбідів металів, які знаходяться в надрах землі, і води, що потрапляла туди.

Космічна теорія переконує, що нафта могла утворитися з водню і вуглецю при формуванні нашої планети в умовах високої температури і тиску.

Ведучий Тепер для учасників конференції невеличка розминка: уявіть, вам на святковий одяг потрапила нафта і утворилася пляма. Чим ви її будете чистити?

(Демонстрація зразків нафти)

            Ведучий А от в яких місцях ви найбільше ризикуєте посадити собі нафтову пляму, нам повідомить географ

Географ

Основні родовища нафти розташовані у Західному Сибіру, Північному Кавказі, Уралі, в Ірані, Іраці, Румунії, Південній Америці, США.

Нафта в окремих родовищах може відрізнятися за складом, тобто вмістом різних типів вуглеводнів. Вона буває:

1. Парафінова - США
2. Нафтенова – Баку
3. Ароматична – Урал.

Відносно невеликі запаси нафти є і вУкраїні: у Львівській, Сумській, Чернігівській, Полтавській, Івано-Франківській областях.

Найвідомішими нафтовими центрами в Україні були: Дрогобич (з ХІХ ст добували нафту), Борислав (найстаріший центр нафтової промисловості Передкарпаття), Долина (займале перше місце в Україні по добуванню нафти).

На сьогодні більшість запасів нафти у нашому регіоні вичерпано.   

Ведучий  Перепрошую, а що у нас робить на конференції літературознавець? Можливо, ви заблукали?

Літератор

 Ні, я прийшов повідомити те, що стосується теми вашої конференції. Відомий український поет і письменник І.Я. Франко змалював нелегкі будні працівників нафтодобувної промисловості ХІХ ст. у творах “Борислав сміється”, “Бориславські оповідання”. Він засуджує жорстоку експлуатацію селян як дешевої робочої сили, а також нещадне використання природних ресурсів Борислава іноземними капіталістами.

Ведучий У давні часи нафта траплялася просто на поверхні грунту, її можна було легко зібрати. Сьогодні ж цей процес такий важкий, що нам не обійтися без допомоги інженера-технолога.

Інженер-технолог

Нафта міститься у порожнинах гірських порід здебільного глибоко під землею.

Для добування нафти бурять свердловини діаметром 15-25 см і глибиною до 5 тис м до нафтоносного пласту. Потім у свердловини опускають сталеві труби, по яких нафта піднімається спершу фонтаном під великим тиском, а потім її витягують насосами.

Ведучий А тепер послухайте лі тературну загадку.

У США був організований конкурс на найкоротше оповідання. Першу премію було присуджено авторові такого твору: “Джек запалив сірник і хотів поглянути – скільки бензину залишилося в баці...Небіжчику було 22 роки”.

Що трапилося з Джеком?

На жаль, добування нафти і її використання має багато негативних сторін. Які? Слово екологу.

Еколог

При добуванні і перевезенні нафти часто трапляються її виливи у навколишнє середовище. Потрапляння нафти у грунт є згубним для рослин, які там зростають.

Витік нафти у водойму спричиняє появу на поверхні води плівки, що припиняє доступ кисню до води.

А краплини нафти отруюють рибу й інших водних тваприн. Наприклад, концентрація нафти 0,5 мг/л води спричиняє появу у риби запаху нафти, а вищі дози викликають загибель.

У зв’язку з цим намагаються зменшити потрапляння нафти у природнє середовище.

Відомо, що при виливання 1т нафти і водойму, вона утворює плівку площею 12 км², а ще при цьому непридатною для пиття, використання, життя водних тварин стає вода об'ємом 1 км³.

Задача 1.

Обчисліть, скільки води буде покрито плівкою нафти і стане непридатною для використання, якщо у Чорному морі з танкера потрапить у воду 24 т нафти. Масова частка неорганічних домішок у ній – 20 %.

(Учні розв'язують задачу)

Агроном

Цікаве вирішення проблеми забруднення нафтою грунтів було знайдено на Львівському нафтохімічному заводі.

Там було освоєно виробництво НРР – нафтової ростової речовини – продукту переробки нафти, який прискорює ріст рослин і збільшує урожай картоплі, цукрових буряків, винограду.

4. Виступи учасників, що стосуються вугілля

Ведучий Як бачимо, з нафтою в Україні трохи сутужно, але у нас є ще один вид палива – вугілля. Як воно утворилося, де поширене і як його добувають ми дізнаємось з розповіді наших вчених.

Геолог

Одну з версій походження вугілля висловив Ломоносов. Він стверджував, що вугілля утворюється із залишків наземних рослин.

     Цей процес складається з кількох етапів:

1. спершу у болотах під водою із залишків рослин утворюється торф, який нещільний, із помітними стеблими рослин (вік його – 100-1000 років)
2. потім в надрах землі під впливом високої температури і тиску торф спікається, утворюючи буре вугілля
3. при подальшій дії температури і  тиску буре вугілля перетворюється у камяне
4. закінчується процес формуванням антрациту – найтвердішого і найдревнішого вугілля.

Схема цього процесу наступна:

Торф -  буре вугілля  - кам'яне вугілля  - антрацит

В ході цього процесу вміст Оксигену і Гідрогену у вугуллі зменшується, а Карбону – зростає.  (Додаток 1)

(Демонстрація зразків бурого, кам'яного вугілля, антрациту)

            Географ

У світі великі запаси вугілля містяться  у Росії та Казахстані.

В Україні центром вугільної промисловості є Донецький вугільний басейн, який включає Донецьку, Дніпропетровську і Луганську області. Запаси вугілля у ньому становлять 241 млрд т.

Інженер-технолог

При неглибокому заляганні вугілля добувають відкритим способом екскаваторами, а при заляганні на глибині – шахтним способом за допомогою вугільних комбайнів. У цьому випадку часто трапляються зриви шахт, що створює велику загрозу для життя робітників.

5. Висвітлення питань, повязаних з природнім і супутним газом

Ведучий  До нас завітали спеціалісти, які вивчають газові питання, дуже болючі для  нашого села. Ми їх трохи розпитаємо і про природній газ, і про те, чи варто нам на нього цього року розраховувати.

Працівник газодобувної промисловості

Природний газ міститься в надрах землі і в основному складається з метану, а також є незначні частки етану, пропану, бутану, азоту і вуглекислого газу. Чим вища молекулярна маса вуглеводню, тим менше його міститься в природному газі.

(Додаток 2)

Природний газ зустрічається там, де залягає нафта, або утворює окремі газові родовища. У цих покладах газ перебуває під високим тиском. І якщо пробурити до газового шару свердловину, то він із силою рине на поверхню.

Ймовірно, що природний газ утворився внаслідок розпапду вуглеводнів нафти, завдяки діяльності бактерій.

Запаси природного газу знаходяться біля родовищ нафти: у західному Сибіру, Узбекистані, Туркменістані, а також на Україні біля Харкова було родовище Шабелинка, яке на сьогодні вичерпалося.

Для добування газу бурять свердловини до газоносних пластів, а газ передається по газопроводах на великі відстані.

Основне використання природного газу - паливо, яке має ряд переваг:

1. Газ легко змішується з повітрям і повність згоряє, не утворюючи сажі
2. При згоранні не утворюється шлак
3. Відсутність диму
4. Легко транспортується на великі відстані найдешевшим транспортом – газопроводом.

(Демонстрація природного газу)

Ведучий  Які властивості метану дозволяють спостерігати його у вигляді бульбашок на поверхні заболочених водойм?

Ну що ж, газ ми добули, а яка з нього користь? Тут в пригоді стануть наші хіміки, які навіть з річкової води умудряються добувати золото.

Хімік

Природний газ використовують не тільки в котельних установках, а й у промислових печах – скловарних, доменних, у побуті.

Природний газ – джерело сировини для хімічної промисловості, тому що з нього добувають водень, ацетилен, сажу, хлорпохідні

Задача 2.

Надійшло прохання від газовиків: з'ясувати, якільки утвориться вуглекислого газу при згоряннні природного газу об'ємом 100 м³

        (Учні розв’язують задачу)

Ведучий Ви чули, що нафта з родовищ спершу б'є фонтаном, а чому? Виявляється у неї є супутник, який її виштовхує. Що це за таємничий супутник? Розкриє секрет спеціаліст по газу і нафті.

Працівник газодобувної промисловості

Супутні нафтові гази за своїм походженням теж природні. Окрему назву ці гази дістали тому, що вони є в покладах разом з нафтою – розчинені у ній або містяться над нею, утворюючи газову “шапку”. Під тиском цих газів нафта піднімається на поверхню землі по свердловині.

Супутній газ відрізняється за складом від природного: містить менше метану і більше його гомологів (етану, пропану, бутану)

(Додаток 2)

Раніше супутний газ не знаходив застосування. Під час добування нафти його просто спалювали, як відходи. Тепер його вловлюють і, попередньо розділивши, використовують

Спершу виділяють суміш пентану, гексану та інших рідких вуглеводнів, яку називають газовий бензин. Його додають до звичайного бензину, щоб пршвидшити запалювання.

Потім відокремлюють суміш пропану з бутаном, якою у вигляді зрідженого газу наповнюють балони, ними користуються в побуті.

Залишається так званий сухий газ, що складається з метану і етану. Його використовують як природний газ

Ведучий Відомо, що пропан і бутан запаху не мають. Чому ж скраплений газ, який в основному складається з них,  має такий неприємний запах?

6. Підведення підсумків уроку  

          Колективне обговорення питань:

1. Які перспективи використання різних джерел енергії у майбутньому?
2. До яких наслідків призведе вичерпання природніх джерел вуглеводнів?
3. Які заходи може вжити людство для попередження або відтермінування енергетичного колапсу людства?

Ведучий Отже, підбиваючи підсумки нашої конференції, можна зазначити, що як би багато не було у світі нафти, вугілля і газу, рано чи пізно їх запаси вичерпаються і людство буде змушене перейти на альтернативні види палива. Але важливо цю мить віддалити, тому що окрім палива, нафта, газ, вугілля є незамінною сировиною для хімічного і промислового виробництва. І заміну їм нелегко буде знайти. І якщо палити облігаціями дійсно можна, то отримати з них водень, ацетилен, пластмаси, каучуки,  навряд чи можливо.

7. Повідомлення домашнього завдання

Детальніше ознайомитися з темою сьогоднішньої конференції ви зможете, прочитавши параграф 37, і виконавши вправу 227.

Для спеціалістів з окремих  галузей завдання інше:

Достатній  рівень. Скласти рівняння реакцій добування максимальної кількості продуктів з відповідної вуглеводневої сировини (нафти, газу, вугілля)

Високий  рівень.   Задача «Газ у Дарахові»

В середньому за рік мешканці одного будинку в Дарахові спалюють 2400 м³ природного газу. Обчисліть:

1. об’єм кисню і повітря необхідний для цього
2. об’єм вуглекислого газу, що утвориться.

Врахуйте, що у газі міститься 4%  негорючих домішок .

Творче завдання. За підрахунками вчених,  запасів  природного газу залишилося на 30-40 років, що на вашу думку зможе його в майбутньому замінити?

Змоделюйте схему  установки, яка допоможе вам вдома зекономити або замінити природний газ.

 

Ведучий А на завершення музичний дарунок учасникам нашої конференції (пісня на мотив «Червоної рути»)

1)Десь у надрах землі

Люди скарби шукали,

Газ і нафту знайшли,

І весь світ здивували.

З нафти можна добуть

І бензин, і мастило,
Лаки, фарби, парфум,

Ароматнеє мило

 

2)Газ і чорная нафта -

Це велике багатство,

Воно манить до себе

Всіх багатих людей.

Ну а в нас вечорами

Хай вугілля палає,

Бо нам газу не бачить

Як власних очей.