Интегрированный урок по теме: "Природные источники углеводородов"
учебно-методический материал по теме

Интегрированный урок по теме:

«Природные источники углеводородов».

Интеграция предметов: химия, биология, физика, география, геология, экология, экологические основы природопользования, история.

Разработала: Чиркина Галина Викторовна, преподаватель химии, биологии, естествознания, географии, экономики, экологии ГАОУ Астраханской области СПО «Ахтубинский губернский техникум».

Продолжительность урока 2 часа (пара).

Аннотация: Урок разработан в соответствии с содержанием программы по химии. Обучающая, развивающая, воспитывающая задачи взаимосвязаны и обоснованны, отвечают программным требованиям и содержанию материала. Тип урока комбинированный, с использованием электронных средств обучения. Урок может проводиться как несколькими преподавателями - предметниками, так и одним преподавателем, владеющим материалом. На уроке используется много наглядного материала (презентации, таблицы, карты, иллюстрации), учащиеся выполняют  несколько видов работ  (работа с учебником, картами, составление таблиц, практическая работа), материал основан на межпредметных связях, используются  разные методы и формы организации урока в зависимости от его этапов.

Цель: Усвоение учащимися материала о природных источниках углеводородов, их происхождении, месторождениях, способах добычи, транспортировки и переработки, а также об использовании продуктов переработки газа, нефти и каменного угля. 

Сформировать представление у учащихся об исчерпаемости природных ресурсов, о проблемах рационального использования газа, нефти и угля, об экологических проблемах, связанных с добычей и использованием данных полезных ископаемых.

Задачи:

Образовательная: Углубить знания учащихся о происхождении и классификации горных пород, их месторождениях, о роли органической химии для человечества, о последствиях неразумного вмешательства человека в природу.

Развивающая: Продолжить развитие умений учащихся работать с  текстом учебника, с географическими картами, таблицами, структурировать и систематизировать материал, делать вводы.

Воспитательная: Воспитание бережного отношения к природе, патриотизма, гуманизма, прилежания, трудолюбия.

Оборудование: учебник  Рудзитис Г.Е. «Химия 10 класс», пробирки с нефтью, мультимедийные средства обучения (компьютер, проектор,  экран), электронные  презентации «Классификация природных ресурсов», «Нефть»,  «Природный газ», «Каменный уголь», карта полезных ископаемых мира, раздаточный материал (географические атласы, контурные карты, методички для выполнения практической работы).

Ход урока:

I.  Организационный момент (3 мин.)

Приветствие, проверка готовности к уроку. Постановка темы и цели урока.

II. Подготовка к восприятию нового материала: (7 мин)

1. Актуализация знаний 

          Изученные классы углеводородов (алканы, алкены, алкины, арены) широко применяются в промышленности, быту, на производстве. Чтобы получить эти вещества, можно использовать различные химические реакции, но для их получения в огромных количествах такой способ не подходит. От куда же человечество получает необходимые углеводороды,  сырье для производства так необходимого бензина, ацетилена,  полиэтилена и огромного количества других нужных нам веществ? Источником  углеводородов являются природный газ, нефть и каменный уголь.

2. Повторение материала «Классификация природных ресурсов и полезных ископаемых», необходимого для изучения новой темы.

Географический компонент урока:

Вспомните из курса географии классификацию природных ресурсов и полезных ископаемых по происхождению, по использованию, по исчерпаемости и восполняемости.

(слайды «Классификация природных ресурсов»)

Вывод: определение места нефти, газа и угля в классификации:

«Нефть, газ и уголь – это ресурсы промышленного производства, энергетические, горючие, исчерпаемые, невозобновляемые, осадочного происхождения».

III. Изучение нового материала (60 мин):

Природный и попутные нефтяные газы.

Используя материал, изложенный учителем, текст учебника (Рудзитис Г.Е. химия 10 кл., §16), наглядный материал, выполнить практическую работу:

1. Найти в географическом атласе и отметить на контурной карте крупнейшие месторождения газа в мире.

2. Заполнить таблицу № 1 (с целью обобщения и систематизации знаний):

                                                                                                                         таблица №1

(таблица на слайде)

(Рассказ учителя с элементами беседы)

Биологический компонент урока:

Вспомнить образование осадочных горных пород – нефти, газа и угля – в процессе эволюции.

1. Образование газообразных полезных ископаемых, месторождения газа:

          Природный газ – смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ. В осадочной оболочке земной коры сосредоточены огромные залежи природного газа. Согласно теории биогенного (органического) происхождения, они образуются в результате разложения останков живых организмов. Считается, что природный газ образуется в осадочной оболочке при бо́льших температурах и давлениях, чем нефть, поэтому месторождения газа часто расположены глубже, чем месторождения нефти.

Географический компонент урока:

          Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии – в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При стандартных условиях (101,325 кПа и 20 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов. Позже выяснилось, что запасы природного газа в данном состоянии огромны. Они располагаются как под землёй, так и на незначительном углублении под морским дном.

Показать на карте мира крупнейшие месторождения газа  (задание учащимся – найти месторождения газа в атласе, отметить их на контурных картах).

          Огромными запасами природного газа обладают Россия (Уренгойское месторождение), Иран, большинство стран Персидского залива, США, Канада. Из европейских стран стоит отметить Норвегию, Нидерланды. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеют Туркмения, Азербайджан, Узбекистан,  а также Казахстан (Карачаганакское месторождение).

(показ слайдов)

Крупнейшие мировые газодобытчики: (по данным 2011 г.)

Месторождения России:

          В 2005 году в России объём добычи природного газа составил 548 млрд м³. В 2010 году Россия вернула себе лидерство в объемах добываемого газа, нарастив добычу до 647 млрд м³. В 2011 году добыча газа в России составила 670,5 млрд м³.

(показ слайдов)

Месторождения в России:

          Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Метан — третий по распространённости газ вселенной, после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в строении многих удалённых от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило, не относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения. Значительное количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не представляют интереса.

Химический компонент урока:

2. Физические свойства:

          Газообразное вещество, легче воздуха в 1,8 раз, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх. Температура самовозгорания 650 °C.

3. Состав:

          Основную часть природного газа составляет метан (CH4) — от 92 до 98 %. В состав природного газа могут также входить более тяжёлые углеводороды — гомологи метана:

этан (C2H6), пропан (C3H8), бутан (C4H10), а также другие неуглеводородные вещества: водород (H2), сероводород (H2S), диоксид углерода (СО2), азот (N2), гелий (Не).

Попутные нефтяные газы имеют иной состав (найти материал в §16. химия 10 кл., Рудзитис Г.Е. и занести его в таблицу № 1).

4. Применение:

           Природный газ широко применяется в качестве горючего в жилых, частных и многоквартирных домах для отопления, подогрева воды и приготовления пищи; как топливо для машин (газотопливная система автомобиля), котельных, ТЭЦ и др. Сейчас он используется в химической промышленности как исходное сырьё для получения различных органических веществ, например, пластмасс. В XIX веке природный газ использовался в первых светофорах и для освещения (применялись газовые лампы).

5. Добыча и транспортировка:

          Природный газ находится в земле на глубине от 1000 метров до нескольких километров. Газ добывают из недр земли с помощью скважин. Сверхглубокой скважиной недалеко от города Новый Уренгой получен приток газа с глубины более 6000 метров. Скважины стараются разместить равномерно по всей территории месторождения   для равномерного падения пластового давления в залежи.  Газ выходит из недр вследствие того, что в пласте он находится под давлением.

(показ слайдов)

Газ, поступающий из скважин, необходимо подготовить к транспортировке конечному пользователю (на химический завод, котельную, ТЭЦ, городские газовые сети). Необходимость подготовки газа вызвана присутствием в нём, кроме целевых компонентов (целевыми для различных потребителей являются разные компоненты), также и примесей, вызывающих затруднения при транспортировке либо применении:  пары воды, сероводород, гелий. Газ подготавливают по различным схемам: либо очистка, осушка газа от водяных паров, либо газ обрабатывают на газоперерабатывающем заводе, где выделяют гелий и серу.

          В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атм прокачивается по трубам диаметром до 1,4 м. По мере транспортировки давление газа падает, поэтому через определённые промежутки необходимо сооружать компрессорные станции (КС), на которых газ обычно дожимается до давления  до 120 атм и затем охлаждается. Сооружение и обслуживание трубопровода весьма дорогостоящи, но это наиболее дешёвый способ транспортировки газа на небольшие и средние расстояния.

На территории России расположено 24 хранилища природного газа. Протяжённость магистральных газопроводов России составляет 155 тыс. км.

          Кроме трубопроводного транспорта широко используют специальные танкеры - газовозы. Это специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии в специализированных изотермических емкостях при температуре от −160 до −150 °С. Для сжижения газ охлаждают при повышенном давлении. При этом степень сжатия достигает 600 раз. Таким образом, для транспортировки газа этим способом, необходимо протянуть газопровод от месторождения до ближайшего морского побережья, построить на берегу терминал  для сжижения газа и закачки его на танкеры, и сами танкеры. Такой метод транспортировки является значительно более экономичным, чем трубопроводный.  Кроме того, сжиженный газ куда более безопасен при перевозке и хранении, чем сжатый.

          Также есть и другие технологии транспортировки газа, например с помощью железнодорожных цистерн. Были так же проекты использования дирижаблей или в газогидратном состоянии, но эти разработки не нашли применения в силу различных причин.

Экологический компонент урока.

          В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом органического топлива. При его сгорании образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Однако сжигание человечеством огромного количества различных видов топлива, в том числе природного газа, за последние полвека привело к некоторому незначительному увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, который является парниковым газом. Кроме того, попутные нефтяные газы сжигаются при добыче нефти, так как их добыча нерентабельна из-за их малого количества.

Проверка практической работы по теме «Природный газ» (показ слайда).

Нефть.

Используя материал, изложенный учителем, текст учебника (Рудзитис Г.Е. химия 10 кл., §17), наглядный материал, выполнить практическую работу:

1. Найти в географическом атласе и отметить на контурной карте крупнейшие месторождения нефти в мире.

2. Физические свойства нефти:

3. Состав нефти:

4. Способы переработки нефти: (заполнить предлагаемые таблицы)

а) Перегонка (разделение нефти на фракции):

                                                                                                                        таблица № 2

б) Крекинг, пиролиз:

                                                                                                                         таблица № 3

Сравнительная характеристика разных видов крекинга и получаемого  бензина:

                                                                                                                         таблица № 4

Ввод о качестве бензина:

(Рассказ учителя с элементами беседы)

Биологический компонент урока:

          Нефть – результат литогенеза. Относится к каустобиолитам (ископаемое топливо). Она представляет собой жидкую (в своей основе) гидрофобную (нерастворимую в воде) фазу продуктов фоссилизации (захоронения) органического вещества (керогена) в водно-осадочных отложениях в бескислородных условиях. Нефтеобразование – стадийный, весьма длительный (обычно 50-350 млн лет) процесс, начинающийся ещё в живом веществе. Выделяется ряд стадий:

(показ слайдов)

• Осадконакопление – во время которого остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов;
• Биохимическая – процессы уплотнения, обезвоживания и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;
• Протокатагенез – опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5 – 2 км, при медленном подъёме температуры и давления;
• мезокатагенез или главная фаза нефтеобразования (ГФН) – опускание пласта органических остатков на глубину до 3 – 4 км, при подъёме температуры до 150 °C. При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит отгонка нефти за счёт перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в песчаные пласты-коллекторы, а по ним в ловушки;
• апокатагенез керогена или главная фаза газообразования (ГФГ) – опускание пласта органических остатков на глубину более 4,5 км, при подъёме температуры до 180 – 250 °C.

Считается, что основным исходным веществом нефти обычно является зоопланктон и водоросли, обеспечивающие наибольшую биопродукцию в водоёмах и накопление в осадках органического вещества, характеризующегося высоким содержанием водорода. В древности существовали теплые, богатые питательными веществами моря,  где отложения были весьма многочисленными. В результате большие массы органического материала были погребены под последующими отложениями. Впоследствии эти зоны оказались на суше в результате движения континентов. Далее вступает в силу главный фактор нефтеобразования – длительный прогрев органического вещества при температуре от 50 °C и выше. Верхняя граница этой главной зоны нефтеобразования располагается на глубине от 1,3 – 1,7 км. Образуются в большом количестве нефтяные углеводороды, в том числе низкомолекулярные (C5-C15), они  значительно увеличивают подвижность микронефти. В результате усиливается перемещение микронефти в ближайшие коллекторы – несущие пути, а оттуда просачивание в ловушки (накопители – полости в земной коре), где завершается ее преобразование. Процесс происходит на глубине 3 – 4 км.

(показ слайдов)

Геологический компонент урока:

          Главнейшими коллекторами нефти являются пески, песчаники,  известняки и другие хорошо проницаемые горные породы, заключённые среди  слабопроницаемых пород – глины или гипсы.Часто нефтяная залежь занимает лишь часть коллектора. Обычно нефть в залежи сопровождается водой. В верхних частях нефтяной залежи иногда сосредоточивается газ («газовая шапка»).  Добыча нефти из скважин зависит от свойств  коллектора, его мощности и насыщения,  давления растворённого в нефти газа и краевых вод,  различными структурными формами изгибов пластов.  Нефть в залежи находится под давлением (упругого расширения и/или краевой воды и/или газа, как растворённого так и газовой шапки) вследствие чего вскрытие залежи, особенно первыми скважинами, сопровождается риском газонефтепроявлений (очень редко фонтанными выбросами нефти). При добыче нефти скважинами не удаётся целиком извлечь всю нефть из залежи, значительное количество её остаётся в недрах земной коры. Для более полного извлечения нефти применяются специальные приёмы заводнения.  Нефтяные месторождения различаются друг от друга по типу структурных форм и условиям их образования. Залежи нефти и газа различаются друг от друга по формам ловушек-коллекторов и по условиям образования в них скоплений нефти.

(показ слайдов)

Географический компонент урока:

1. Месторождения и добыча нефти.

Нефтедобывающими странами также являются: Ливия, Норвегия.

24 крупнейших месторождений в мире:

2. Физические свойства: (демонстрация образца нефти)

          Нефть – маслянистая жидкость со специфическим запахом. Цвет нефти варьирует в буро-коричневых тонах (от грязно-жёлтого до тёмно-коричневого, почти чёрного), иногда она бывает чисто чёрного цвета, изредка встречается нефть, окрашенная в светлый жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная, а также насыщенно-зелёная  до изумрудной. Цвет и запах нефти в значительной степени обусловлены присутствием азот-, серо- и кислородсодержащих компонентов. Средняя молекулярная масса 220 – 400 г/моль (редко 450 – 470). Плотность 0,65 – 1,05 (обычно 0,82 – 0,95) г/см³; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,831 – 0,860 – средней, выше 0,860 – тяжёлой. Нефть – легковоспламеняющаяся жидкость. Нефть растворима в органических растворителях, в обычных условиях не растворима в воде, но может образовывать с ней стойкие эмульсии.

3. Состав:

          Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть – жидкие углеводороды (80 – 90 %) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты – растворённые углеводородные газы (C1-C4,  до 4 %), вода (до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1 – 4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси.

4. Переработка нефти:

Исторический компонент урока:

          Слово Petroleum, обозначающее нефть в английском и некоторых других языках, образовано сложением двух слов: греч. πέτρα — камень и лат. oleum — масло, т.е. буквально «каменное масло», либо напрямую от греч. πετρέλαιο — масло. В немецком языке нефть — нем. Еrdol, что буквально означает «земляное масло», венг. кооlаj — «каменное масло», фин. vuoriöljy — «горное масло».

           Происхождение русского названия нефть точно не установлено, и существует несколько версий. По одной из них, слово пришло в русский язык из персидского, (naft посредством турецкого (в нем изменилось на тур. neft). В Древней Персии существовало огнепоклонничество, и во время обрядов жрецы черпали жидкость из углублений, выкопанных близ естественных выходов нефти к самой поверхности, а затем поджигали её; этот обряд назывался «нафтой». Некоторые языковеды считают природой слова индийское «нафата» (просачиваться, стекать), предполагая что позже оно перешло в персидский язык.  Другие считают, что персидское nаft — «нефть» является исконным и восходит к древнеиранскому слову со значением «влажный». Третьи считают, что naft заимствовано из семитских языков, где глагольный корень npt означает плевать (нефть, находящаяся у самой поверхности  и, как правило, густая,  при образовании отверстия в земле  начинает плевками поступать в него).

(показ слайдов)

Нефть  известна человечеству с древнейших времён.

Нефтяная промышленность в России:

          С XV века н. э. сохранились сведения о «горючей воде – густе», привезённой с Ухты в Москву при Борисе Годунове. В 1684 году иркутский письменный голова Леонтий Кислянский обнаружил нефть в районе Иркутского острога.   Добыча нефти началась с 1745 года. Однако в течение XVIII века разработка нефтяных месторождений являлась убыточной из-за крайне узкого практического применения продукта. С развитием промышленности, спрос увеличился. Основным нефтяным районом России стал Кавказ. Войны и революционные события в России ввергли нефтедобычу в кризис. Только в 1920-е годы стало возможным говорить о восстановлении отрасли. Добыча нефти в СССР быстро росла вплоть до начала 80-х, затем рост замедлился. В 1988 году добыча нефти в СССР и в России достигла исторического максимума, а затем начала падать. После распада Советского Союза государственные предприятия были акционированы, и значительная их часть перешла в частные руки. Добыча нефти продолжала падать вплоть до середины 90-х годов, после чего вновь стала расти. Нефть является главной статьёй российского экспорта, составляя, по данным за 2009 год, 33 % экспорта в денежном выражении (вместе с нефтепродуктами – 49 %).  Правительство России планирует увеличение добычи нефти к 2030 году до 530 млн т в год. В 2011 году добыча нефти в РФ составила около 511 млн тонн, что на 1,23 % выше, чем в 2010.  

4. Способы переработки нефти:

          До начала 18 века нефть преимущественно использовалась в натуральном, то есть непереработанном и неочищенном виде. Большое внимание на нефть в качестве полезного ископаемого было обращено только после того, как в Америке химиком Б. Силлиманом (1855), было доказано, что из неё можно выделить керосин — осветительное масло, подобное фотогену, уже в то время вырабатывавшемуся из некоторых видов каменных углей и сланцев и получившему широкое распространение.  Д. И. Менделеев впервые обратил внимание на то, что нефть является важнейшим источником химического сырья, а не только топливом; он посвятил ряд работ происхождению и рациональной переработке нефти. Ему принадлежит известное высказывание о попытках топить паровые котлы нефтью вместо угля: «Можно топить и ассигнациями» (1885).

          Преимущественное использование переработанной нефти началось только во 2-й половине 19 века, чему способствовал возникший в это время новый способ добычи нефти с помощью буровых скважин вместо колодцев. Первая в мире добыча нефти из буровой скважины состоялась в 1848 году на Биби-Эйбатском месторождении вблизи Баку.

           Первый завод по очистке нефти был построен в России в 1745 году, в период правления Елизаветы Петровны, на Ухтинском нефтяном промысле. В Санкт-Петербурге и в Москве тогда пользовались свечами, а в малых городах – лучинами. Но уже тогда во многих церквях горели неугасаемые лампады. В них наливалось горное масло, которое было не чем иным, как смесью очищенной нефти с растительным маслом.  В конце XVIII столетия была изобретена лампа. С появлением ламп возрос спрос на керосин. Очистка нефти – удаление из нефтепродуктов нежелательных компонентов, отрицательно влияющих на эксплуатационные свойства топлив и масел.  

          Непосредственно сырая нефть практически не применяется.  Для получения из неё технически ценных продуктов, главным образом моторных топлив, растворителей, сырья для химической промышленности, её подвергают переработке.

Далее – рассказ учителя о перегонке нефти, крекинге, пиролизе, работа с учебником (Рудзитис Г.Е. химия 10 кл., §17), выполнение практической части урока по теме «Нефть».

Экологический компонент урока:

          До середины 1970-х мировая добыча нефти удваивалась примерно каждое десятилетие, потом темпы её роста замедлились. В1938 она составляла около 280 млн т, в 1950 около 550 млн т, в 1960 свыше 1 млрд т, а в 1970 свыше 2 млрд т. В 1973 году мировая добыча нефти превысила 2,8 млрд т. Мировая добыча нефти в 2005 году составила около 3,6 млрд т. Всего с начала промышленной добычи (с конца 1850-х гг.) до конца 1973 года в мире было извлечено из недр 41 млрд т, из которых половина приходится на 1965 – 1973 год.

(показ слайдов)

Запасы:

          Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Разведанные запасы нефти составляют  210 млрд т (1200 млрд баррелей), неразведанные – оцениваются в 52 – 260 млрд т (300 – 1500 млрд баррелей).   Однако, начиная с 1984 г., годовой объём мировой нефтедобычи превышает объём разведываемых запасов нефти.

Мировая добыча нефти в 2006 г. составляла около 3,8 млрд т в год, или 30 млрд баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной нефти хватит примерно на 40 лет, неразведанной – ещё на 10 – 50 лет.

Запасы России:

          По состоянию на 1 января 2012 года, согласно официально обнародованной информации (до этого данные по запасам нефти и газа были засекречены), извлекаемые запасы нефти в Российской Федерации  составляют 17,8 млрд тонн или 129,9 млрд баррелей. Расчетное время на которое хватит этих запасов при текущей добыче (чуть больше 10 млн баррелей или 1,4 млн тонн в день) составляет 35 лет.  

Запасы Каспия:

          Доказанные и частично разведанные запасы нефти и природного газа на Каспии достигают соответственно 48 млрд. баррелей и 8,2 трлн. м3. 75% объема нефти и 67% газа приходятся на шельфовые месторождения, находящиеся в пределах 160 км от береговой линии моря. На долю России из этих резервов приходится 6,1 млрд баррелей нефти – 1,6 млрд баррелей на шельфе и 4,5 млрд на месторождениях на суше, и более 3 трлн м3 газа – свыше 390 млрд м3 на шельфе, и более 2,6 трлн м3 на суше. В 2012 году в регионе Каспия добывалось в среднем 2,6 млн. баррелей нефти в день, что составляло приблизительно 3,4% от мирового объема производства «черного золота».  

Экологическое природопользование – компонент урока

          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, красителей, присадок т.д.  Нефть уникальна именно комбинацией качеств: высокая плотность энергии (на тридцать процентов выше, чем у самых качественных углей), нефть легко транспортировать (по сравнению с газом или углём, например), наконец, из нефти легко получить массу вышеупомянутых продуктов. Истощение ресурсов нефти, рост цен на неё и др. причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив:

Нефть из горючих сланцев:

Горючие сланцы, общие запасы которых в мире составляют порядка 650 трлн. т., содержат 2,8-3,3 трлн баррелей извлекаемой нефти.  Серьёзной проблемой является неэкологичность производства нефти из сланцев, в значительной мере связанная с парниковым эффектом от поступающего в атмосферу большого количества углекислого газа.  

Топливо из угля: 

Синтетический бензин и дизельное топливо из угля   производила еще нацистская Германия во время второй мировой войны. В ЮАР  производит синтетическое топливо из угля с 1955 года. В  США  и Китае планируется строительства заводов по производству синтетического топлива из угля к 2015 году. Серьёзной проблемой получения топлива из угля является загрязнение окружающей среды, хотя и в меньших масштабах.

Газовые автомобили: 

Газовые автомобили работают на метане, пропане или бутане.   Газовое топливо дешевле бензина, экологически чище и увеличивает срок службы автомобиля. Однако запасы природного газа тоже ограничены, и, по прогнозам, с 2020 года добыча природного газа начнёт падать.

Биотопливо: 

Лидером в использовании биотоплива является Бразилия, обеспечивающая 40 % своих потребностей в топливе за счёт спирта, благодаря высоким урожаям сахарного тростника и низкой стоимости рабочей силы. Биотопливо формально не приводит к выбросам парникового газа: в атмосферу возвращается углекислый газ (CO2), изъятый из неё в ходефотосинтеза. Однако резкий рост производства биотоплива требует больших территорий для посева растений. Эти территории или расчищаются путём сжигания лесов.  В марте 2007 года японские учёные предложили производить биотопливо из морских водорослей. По мнению некоторых учёных, массовое использование двигателей на этаноле увеличит концентрацию озона в атмосфере, что может привести к росту числа респираторных заболеваний и астмы

Гибридные автомобили – электромобили и  автомобили с водородным двигателем:

Израиль, Дания и Португалия уже подписали с компаниями Renault и Nissan соглашения о создании сети заправок для электромобилей. Продажа электромобилей начнётся в 2011 году. Недостатками электромобилей являются: высокая цена, необходимость часто заряжать аккумуляторы и проблема утилизации аккумуляторов, а достоинством – то, что они не загрязняют воздух в городах (хотя для выработки электроэнергии, возможно, приходится загрязнять атмосферу). Близки к электромобилям и автомобили с водородным двигателем. Водород получают из воды электролизом, таким образом, водородные баллоны – фактически способ сохранять электроэнергию. Кроме того, водородные двигатели, как и электромобили, не загрязняют атмосферу, выделяя туда лишь воду. Недостатком водородных двигателей является необходимость огромного топливного бака, потому что водород – очень лёгкий газ. На сегодняшний день не существует энергетически эффективного способа получения водорода.

          Экологические проблемы связаны не только с тем, что запасы нефти ограниченны и мир стоит перед энергетическим кризисом, но и с тем, что попадая в окружающую среду, нефть наносит непоправимый вред природе. Это может произойти в результате утечек и аварий на буровых установках и нефтяных танкерах, да и просто в результате слива остатков нефти и ополаскивания нефтяных емкостей. Нефтяная пленка покрывает воду и всех обитателей надводного пространства, вызывая их гибель, препятствует диффузии кислорода в воду, что вызывает кислородное голодание у водных обитателей, и как результат –  гибель рыбы, выбрасывание китов на сушу и многое другое.

(показ слайдов)

Проверка практической работы по теме «Нефть» (показ слайдов)

III. Коксование (пиролиз) каменного угля.

1. Найти в атласе и отметить на контурной карте месторождения каменного угля.

 (Рассказ учителя с элементами беседы)

Биологический компонент урока:

Вспомнить образование залежей каменного угля (каменноугольный период, господство древовидных папоротникообразных и голосеменных, преобразование в земной коре отмерших стволов растений).

Географический компонент урока:

Месторождения каменного угля:

          Наиболее разведанные запасы каменного угля сосредоточены в Кузнецком, Донецком, Карагандинском, Южно-Якутском, Минусинском, Буреинском угольных бассейнах. Самые крупные угольные бассейны в США (Аппалачский, Пенсильванский), в  Великобритании (Южно-Уэльский), в Китае (Шанси).

Минусинский угольный бассейн:

Располагается в Минусинской котловине в Республике Хакасия. Добыча угля началась в 1904 году. К наиболее крупным месторождениям относятся Черногорское и Изыхское.   Добыча угля в бассейне ведётся разными способами: существуют как разрезы, так и шахты.

Кузнецкий угольный бассейн (Кузбасс):

Располагается на юге Западной Сибири в неглубокой котловине между горными массивами Кузнецкого Алатау, Горной Шории и Салаирским кряжем. Территория Кемеровской области.  На территории бассейна располагается 58 шахт и более 30 разрезов. По качеству угли  разнообразны и относятся к числу лучших углей. Максимальная глубина угольных шахт не превышает 500 м. Угленосная толща состоит примерно из 260 угольных пластов различной мощности, неравномерно распределённых по разрезу. Преобладающая мощность пластов угля от 1,3 до 4,0 м, но имеются и более мощные пласты в 9-15 и даже в 20 м, а в некоторых местах до 30 м.

Элегестское месторождение:

Расположено в Республике Тува. Запасы  около 20 миллиардов тонн. Большая часть запасов (около 80%) находится в одном пласте толщиной 6,4 м.

Эльгинское месторождение:

Это угольное месторождение, находящееся на юго-востоке Республики Саха (Якутия) в 415 км к востоку от города Нерюнгри, является наиболее перспективным для открытой разработки. Площадь месторождения составляет 246 км2.

(показ слайдов)

2. Рассмотреть на стр. 76 рис. 26 и рис. 27 (Рудзитис Г.Е. химия 10 кл.) устройство коксовой печи.

3. Перечислить продукты, получаемые в результате коксования (пиролиза) каменного угля (стр. 75 схема 8 Рудзитис Г.Е. химия 10 кл.) – ответы учащихся.

IV. Заключительная часть урока (10 мин).

1. Обсуждение учащимися того, что они узнали на уроке и впечатлений от услышанного материала. Выводы учащихся.

2. Подведение итогов, результатов  работы, сбор практических работ.

3. Домашнее задание – доклады, дополнительный материал  на интересующую тему (в рамках темы урока).