Конспект интегрированного урока химии и географии, проведенного 04. 14 - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Урок на районном семинаре учителей химии, биологии и географии Владимирова... 1 115.19kb.
Конспект открытого интегрированного урока практикума в 11 классе 1 185.16kb.
«Эстония (Эстонская Республика)» 1 49.68kb.
Образовательный проект «Я познаю мир» XVI республиканская заочная... 1 36.46kb.
Конспект урока географии Борисова Марина Олеговна, учитель географии... 1 34.57kb.
Урок по химии 9 класс Шарапова Н. И. Учитель первой категории по... 1 54.34kb.
Интегрированный урок географии и литературы в 11 классе Орловская... 1 127.36kb.
Педагогическому работнику предлагается задание, в котором он в рамках... 1 162.87kb.
Методическая разработка интегрированного триплексного урока практикума... 2 501.66kb.
Конспект интегрированного занятия «Пасха идёт!» 1 52.88kb.
Тема: Малые страны Европы 1 39.52kb.
«Cоциум-Тур» 123007, Москва, Хорошевское шоссе, д. 35, к. 1, о 1 75.13kb.
1. На доске выписаны n последовательных натуральных чисел 1 46.11kb.

Конспект интегрированного урока химии и географии, проведенного 04. 14 - страница №1/1

Конспект интегрированного урока химии и географии, проведенного 7.04.14

Тема урока «Нефть»

Учителя: Новикова Галина Сергеевна, Кабина Ирина Викторовна


Задачи урока: познакомить учащихся с нефтью, гипотезами ее происхождения, составом и свойствами; углубить и расширить представления школьников о природных источниках нефтехимического сырья; показать, что нефть - важный источник углеводородов

Личностные результаты:

Осознание российской гражданственности, патриотизм, уважение к своему народу, гордость за вклад своей Родины в развитие мировой науки и культуры,

сформированность экологического мышления, понимание взаимосвязи и взаимовлияния химических и технологических процессов и состояния природной среды и здоровья людей

Проявления в деятельности:

Умения


  • Характеризовать и подтверждать примерами вклад российских ученых - химиков в мировую науку;

  • Обосновывать значение химической науки и технологии в экономике страны

  • и региона;

  • планировать и осуществлять экологически рациональную и безопасную деятельность, не наносящую урон окружающей среде

  • разъяснять и подтверждать примерами значение химии в решении современных экологических проблем, в том числе в предотвращении техногенных и экологических катастроф.

Учитель географии: О нефти человек знает давно. Сведения о ней пришли к нам с Ближнего Востока. Археологические раскопки свидетельствуют о том, что в долине реки Евфрат нефть и продукты ее окисления (асфальт и др.) люди добывали 6-8 тысячелетий назад. Древние шумеры использовали битум вместо связующего раствора в кладке, как клей для закрепления кремневых лезвий в орудиях труда. В гробницах на Ближнем Востоке, в развалинах древних городов Америки находят украшения и различные конструкции, скрепленные нефтяным цементом. Нефть в Древнем мире была грозным оружием: подожженная, она лилась на головы штурмующих крепостные стены, горящие стрелы, смоченные в нефти, летели в осажденные города.

Ученица Мадина Успанова В Древнем Египте нефть применяли для бальзамирования мумий. Ее использовали как средство для заживления ран и язв, для лечения глазных болезней. В Вавилоне нефтью освещали улицы. В раннем Средневековье нефть уже добывали из колодцев, затем в Италии, Германии появились первые скважина глубиной до 200-300 м.

Первые сведения о нефти в России относятся к 1584 г. В грамоте Ивана Грозного к английской королеве Елизавете в числе продуктов, которые вывозили из России, упоминалась и нефть. Нефть наряду со скипидаром применяли при приготовлении красок для окраски Грановитой палаты в Московском Кремле в 1688 г.

В 1745 году архангелогородцу Ф.С.Прядунову было «велено по желанию в Архангелогородской губернии, в пустом месте при малой реке Ухте построить нефтяной завод и, промышляя, нефть продавать» Академик И.И.Лепехин описал этот промысел: «Нефть била ключом со дня реки, и над ним был сооружен отстойный чан с отверстием в днище. Нефть из чана переливалась берестяными ковшами в деревянные ушаты, доставлялась в Москву для перегонки в лаборатории Берг- коллегии и продавалась как лекарственное средство.

Учитель географии

Происхождение нефти- одна из тайн природы. Дискуссия на эту тему относится к числу так называемых великих геологических споров, до сих пор незавершенных.

Существует две теории происхождения нефти: неорганическая и органическая

( демонстрация слайда)

Предположение о неорганическом происхождении нефти выдвинул в 1876 году Д.И.Менделеев. Он считал, что вода, попадавшая в недра Земли по трещинам-разломам в земной коре, под действием высоких температуры и давлении реагирует с карбидом железа, образуя углеводороды, которые поднимаются по трещинам, скапливаясь в пустотах - ловушках.

Основы органической (биогенной) теории происхождения нефти заложили М.В.Ломоносов и Н.Д.Зелинский, затем развивали В.И.Вернадский и И.М.Губкин.

Согласно этой теории нефть образовалась из остатков наземной растительности, которые реки сносили в водоемы, и морского зоо- и фитопланктона. Один из существенных доводов в пользу этой точки зрения- наличие в составе нефти спор и пыльцы растений, а также азотсодержащих органических соединений.
Учитель химии

Вопрос о присхождении нефти имеет не только теоретическое значение. Он напрямую связан с проблемой исчерпаемости ресурсов природных источников углеводородов. Согласно биогенной теории запасы нефти образовались в ранние геологические эпохи, и сейчас, сжигая это топливо, человечество необратимо тратит ту энергию, которую запасли доисторические живые организмы. Если же нефть постоянно образуется в глубинах Земли, то бурение глубоких скважин позволит найти практически неисчерпаемые запасы. Окончательное решение этого вопроса ученым еще предстоит найти, хотя на сегодняшний день все-таки наиболее доказанной считают теорию биогенного происхождения нефти.



Ученица Юдина Алина

Нефть - маслянистая жидкость темно- бурого цвета или почти черного цвета с характерным запахом. Нефть разных месторождений имеет только ей присущие цвет: на Кавказе нефть темно- зеленая, в Сибири - желтоватая, в Белоруссии – розоватая, нефть Мангышлака черная. Белая нефть - конденсат, состоящий из самых легких фракций углеводородов. Она редко встречается на земле и представляет огромную ценность. Одно из месторождений находится на западе Свердловской области.

Нефть имеет неповторимый запах. Нефть Апшерона нельзя спутать по запаху с нефтью Ухты. Аромат нефти придают сопутствующий ей сероуглерод, остатки растительных и животных организмов.

По составу нефть - это сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, главным образом жидких. Обычно это алканы, циклоалканы и арены. По преобладанию углеводородов того или иного класса нефтехимики подразделяют на метановые, нафтеновые, ароматические. В нефти, добываемой из разных месторождений, содержатся как углеводороды нормального строения, так и их изомеры. В ней найдены все изомеры пентана, гексана, гептана.



Учитель географии.

За последние два столетия мировая топливно - энергетическая промышленность прошла в своем развитии два главных этапа. В течение 19 века и первой половины 20 века продолжался угольный этап, когда в структуре топливно- энергетического баланса резко преобладало угольное топливо. Затем наступил второй, нефтегазовый этап. Это объясняется многими преимуществами нефти и газа как наиболее эффективных энергоносителей перед твердым топливом. Предполагалось, что энергетический кризис 70-х годов приведет к началу третьего этапа в развитии мировой энергетики - к довольно быстрому переходу от минерального топлива к ядерной энергетике, возобновляемым и нетрадиционным источникам энергии. Но этого не произошло в значительной мере из-за того, что нефть снова подешевела ( в конце 80-х гг. менее 100 долларов за 1т).

Сегодня месторождения нефти имеются более чем в 80 странах мира. Однако основную часть этого вида топлива дает десяток стран, добывающих более 100 млн.тонн нефти в год.

К главным импортерам нефти относятся страны Азиатско- Тихоокеанского региона, США и европейские страны. В направлении этих регионов сформировались устойчивые потоки нефти и нефтепрдуктов из стран Ближнего и Среднего Востока, Латинской Америки, Африки, России.

В последнее время на географию добычи нефти и газа все большее влияние оказывает использование морских месторождений. К концу 1980 гг. вблизи берегов 40 стран их было открыто более 500. Запасы морской нефти оценивают в 20-30 млрд. тонн и более. Одним из важнейших районов добычи стала акватория Северного моря. Современная техника позволяет вести бурение в море на глубине 200-300м.

На мировой рынок поступает свыше 2/5 добываемой сырой нефти и 15% нефтепродуктов. Мировая добыча составляет более 3,5 млрд. тонн, примерно 40% ее приходится на страны ОПЕК- организация стран - экспортеров нефти. На страны Персидского залива приходится 2/3 мировых разведанных запасов нефти и около 1/3 ее добычи. Первым в истории экспортером «черного золота» была Венесуэла: в 1539 году в Мадрид была отправлена бочка нефти.

Из 30 разведанных во всем мире нефтяных месторождений - гигантов 15 находятся в бассейне Персидского залива. Но даже среди них выделяются такие месторождения, как Гавар в Саудовской Аравии с запасами 12 млрд.тонн нефти.

Нефть добывают в основном с помощью бурения скважин на суше, в морях и океанах. Нефть, только что добытую из скважины, называют сырой. ЕЕ нельзя использовать ни в качестве топлива, ни в качестве сырья для химических процессов. Она должна быть переработана.


Ученик Алексеев Никита

В 1745 году на Севере России на р. Ухте архангельским промышленником и рудоискателем Ф.С.Прядуновым был построен первый в мире нефтеперегонный завод, на котором ежегодно переработывали 27 т ухтинской нефти. Нефть стала необходимой для разработанного к концу 19 века двигателя внутреннего сгорания и дизеля. В начале 20 века нефть становится универсальным топливом. Важную роль в этом процесс сыграл изобретенный русским инженером В.Г.Шуховым метод крекинга нефти.


Учитель химии

Когда мы говорим про Владимира Григорьевича Шухова, все сразу вспоминают Шаболовскую башню. Реже - стекольные ажурные потолки ГУМа. А его наследие несравненно богаче. За один только им разработанный и запатентованный процесс крекинга нефти имя Шухова должно остаться в человеческой памяти на вечные времена.

Родился В.Г.Шухов 16 августа 1853 года в курском имении своей матери. Отец его, надворный советник Григорий Петрович Шухов, был директором филиала Петербургского государственного банка, владел несколькими языками, дружил со знаменитым хирургом Николаем Пироговым. В 4 классе юный гимназист осмелился у доски доказать теорему Пифагора собственным способом, без рисования надоевших всем «Пифагоровых штанов». Учитель строго посмотрел на доску, поправил пенсне и подвел итог: «Правильно…, но нескромно» И вывел в журнале неудовлетворительную оценку. Это не сломило в мальчике любовь к наукам. По совету отца, в 1871 году он поступил в лучшее техническое учебное заведение страны - Императорское московское техническое училище, ныне известное, как Московский государственный технический университет имени Баумана. Преподаватели, среди которых были такие корифеи, как создатель аэродинамики Николай Жуковский, механик Дмитрий Лебедев, чувствуя огромный потенциал молодого студента, не стремились развить в нем скромность. Напротив, они всячески поощряли и старательно развивали в нем настырность, амбициозность и веру в то, что любой технический вопрос можно

решить нетрадиционным и красивым способом. Первым официально зарегистрированным изобретением еще студента Шухова была специальная паровая форсунка. До этого времени получаемый в процессе перегонки нефти мазут из-за тяжелого возгорания считался отходом и просто сливался в реки, моря и котлованы. Конструкция форсунки была так проста, оригинальна и надежна, что великий русский химик Дмитрий Иванович Менделеев даже поместил ее рисунок на обложке своей книги «Основы фабрично- заводской промышленности», а основные принципы ее системы используются инженерами и поныне. Силу форсунки почувствовал главный российский нефтяник того времени Людвиг Нобель, глава нефтяного гиганта «Товарищество братьев Нобель», старший брат знаменитого создателя динамита и основателя престижнейшей научной премии Альфреда Нобеля. В 1979 году он приобрел у Шухова патент на ее производства и начал оснащать ею паровые двигатели своих танкеров.

Природа необычайно щедро одарила Владимира Григорьевича яркими, многогранными талантами. Поражает воображение простое перечисление сфер его деятельности. По системе Шухова были созданы паровые котлы, нефтеперегоннные установки, трубопроводы, форсунки, резервуары для хранения нефти, керосина, бензина, спирта, кислот, насосы, водонапорные башни, нефтеналивные баржи, доменные печи, металлические перекрытия цехов и общественных сооружений, хлебные элеваторы, железнолорожные мосты, воздушно- канатные дроги, маяки, трамвайные парки, заводы- холодильники дебаркадеры, ботопорты, мины и т.д.

Учитель химии

Глубокая переработка нефти. Крекинг, риформинг

Переработка нефти в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности преследуют различные цели. Главная задача нефтеперерабатывающей промышленности - получение высококачественного моторного топлива. В нефтехимической промышленности нефть и газ служат сырьем для получения разнообразных органических соединений. Но в любом случае продукты первичной перегонки нефти подвергают последующей переработке с использованием таких процессов, как термический и каталитический крекинг, пиролиз, каталитический риформинг.

При нагревании углеводородов выше 400 С происходит разрыв С-С связей и образуется смесь более простых предельных и непредельных углеводородов.

Процесс расщепления молекулы углеводорода на более простые молекулы называется термическим крекингом. Недостатком термического крекинга является то, что его продукты содержат большое количество неразветвленных алканов, поэтому с его помощью нельзя получить высокооктановый бензин.

При пиролизе углеводородные фракции нагревают до более высокой температуры -700-900 С. Пиролиз используется для получения низших алкенов, в первую очередь этилена, пропилена, бутенов, а также ароматических углеводородов.

Основными процессами вторичной переработки нефти являются каталитические процессы: каталитический крекинг и каталитический риформинг.



Процесс каталитического крекинга был открыт выдающимися русским химиком Владимиром Николаевичем Ипатьевым в 1900 году. В настоящее время треть добываемой нефти в мире перерабатывается на установках каталитического крекинга.

Ученица Галушко Валя

Владимир Николаевич Ипатьев - выдающийся русский химик, один из основоположников современной нефтехимии. Родился в Москве, в дворянской семье. Получил высшее военное образование, работал в военной химической лаборатории и преподавал химию. Изучая явление катализа при высоких температурах и давлениях, Ипатьев открыл способ получения бутадиена из этилового спирта и первыи осуществил полимеризацию этилена. К 1915 г. Он был провессором и имел чин генерал - лейтенанта. Под его руководством построили первый в России завод по производству азотной кислоты. Ипатьев стал одним из главных организаторов советской химической промышленности, был избран лействительным членом Российской академии наук. В 1930 году под давлением обстоятельств он остался работать в США. Активную преподавательскую деятельность Ипатьев в течение многих лет сочетал с исследовательской работой. При заключении контрактов он неизменно настаивал на условии, что все разработки становятся безвозмездной собственностью СССР. Несмотря на это, в 1936 году Ипатьев был лишен звания академика, а позже и советского гражданства. Наш выдающийся соотечественник скончался в 1952 году и похоронен в США. В 1990 году Академия наук СССР возвратила ему звание академика.

Один из американских учеников Ипатьева сказал: «Беспредельная любовь к родине, какой я ни у кого из эмигрантов не видел, была той почвой, на которой произрастали все выдающиеся результаты исследовательских трудов Ипатьева».

Учитель химии

Каталитический крекинг проводят при температуре 450-500 С, в качестве катализатора используют синтетические алюмосиликаты -цеолиты. Процесс сопровождается изомеризацией нормальных алканов в разветвленные, циклизацией и дегидрированием углеводородов. Бензин, который получается в результате каталитического крекинга, имеет высокое октановой число, т.к. содержит много разветвленных алканов и ароматических углеводородов.

Каталитический риформинг (от англ. reform -переделывать, улучшать) - процесс переработки бензиновых фракций под давлением водорода при температуре около 500 С. Основными реакциями, которые присходят при этих условиях, являются дегидроциклизация алканов в арены ( например, превращение гептана в толуол), ароматизация циклогексана в бензол, изомеризация алканов).

Главная операция первичной переработки нефти - ее перегонка. Перегонка основана на разнице температур углеводородов, входящих в состав нефти. Перегонку осуществляют в установке, которая состоит из трубчатой печи и ректификационной колонны. В печи находится трубопровод, по нему непосредственно подается нефть, нагревается до 350 С и в виде паров поступает в ректификационную колонну. Внутри колонны имеются тарелки с отверстиями. Пары нефти через отверстия поднимаются вверх, при этом они охлаждаются и сжижаются.



Фракции, образующиеся при перегонке нефти


Фракция

Температура кипения

Применение

Газ

Меньше 300

Топливо

Бензин

30-180

Автомобильное топливо

Керосин

175-300

Авиационное топливо

Газойль

250-350

Дизельное топливо

Мазут

Больше 350

Котельное топливо

Наибольшую ценность имеют легкие фракции перегонки - бензин и керосин, выход которых при простой перегонке невелик -15%. Кроме того, бензин после перегонки получают низкого качества. Устоячивость бензина к детонации выражают октановым числом. Октановое число н-гептана принято за ноль, а октановое число 2,2,4- триметил пентана (изооктана) считается равным 100. Для современных автомобильных двигателей требуется горючее с октановым числом 90 -100. Требования, предъявляемые к качеству бензина, постоянно повышаются. Так, по современным нормам (стандарт «Евро-4») содержание в них бензола не должно превышать 1%.

Нефть и нефтепродукты относятся к основным загрязнителям вод мирового океана. Ежегодно в океан попадает 30-35 млн.тонн нефти: в результате ее естественных выходов в районах залегания, при нефтедобыче, транспортировке, переработке и использовании в качестве топлива и промышленного сырья.
Ученик Мячин Слава

Естественные выходы нефти находятся в крупных нефтеносных районах, расположенных на континентальном шельфе у берегов Южной Калифорнии в Мексиканском и Персидском заливах, в Карибском и Аравийском морях, у побережья Аляски и Канады, у берегов Индонезии и в некоторых других районах. Поступление нефти в водную среду из этого источника приближенно составляет 0,5 тонн в год.

Загрязнение водных объектов нефтью в районах интенсивной добычи происходит повсеместно. Неправильные действия и технические неполадки в процессе бурения и эксплуатации скважин приводят к залповым выбросам нефти. Так, в результате выброса из скважины Санта- Барбара в Калифорнии нефть покрыла экваторию площадью 2072 км2, а общий объем вылившейся нефти через 100 дней после выброса составил 15 млн. литров Сильно загрязняется водная среда при транспортировке нефти. В настоящее время 65% добытой нефти перевозят морским путем. Согласно прогнозам в будущем объем перевозок возрастет более чем вдвое при одновременном увеличении тоннажа и мощности танкерного флота.

Учитель химии. Нефть нерастворима в воде, ее плотность меньше, чем у воды. Попадая в воду, нефть растекается по поверхности, препятствуя растворению кислорода.

Ученица Чекашкина Настя

Нефтяная пленка на поверхности воды препятствует обмену теплом, влагой и газами между водной средой и атмосферой, в результате нарушается биологическое равновесие. Литр разлитой нефти загрязняет приблизительно 40 тыс.л морской воды. Воздействие нефти на экосистемы проявляется по разному в зависимости от степени загрязнения. Это может быть как непосредственное отравление живых организмов с летальным исходом, так и нарушение физиологической активности.



Учитель географии

Для удаления нефтепродуктов из сточных вод на заводах применяют типовые нефтеловушки, представляющие собой горизхонтальные отстойники. Продолжительность пребывания воды в нефтеловушке обчно составляет 2 ч при расчетной скорости потока 3-8 мм в сек. В отечественной и зарубежной практике при доочистке сточных вод, прошедших нефтеловушку, применяют пруды дополнительного отстоя.



Учитель химии

Личностные результаты данного урока:

  • Понимание химии и географии как части общей культуры человечества

  • Уровень благосостояния каждого человека - это результат научного поиска и открытий в области химии и географии

  • Гордость за вклад своей родины в развитие мировой науки ( вклад российских ученых- химиков в мировую науку

  • Анализировать и объективно оценивать учебные и жизненные ситуации, связанные с химией и требующие навыков безопасного обращения с веществами

Домашнее задание:

  1. Объясните смысл терминов «крекинг», «пиролиз» и «риформинг»

  2. Чем термический крекинг отличается от каталитического?

  3. Какие углеводороды образуются при каталитическом риформинге гептана?



izumzum.ru