Брянский городской лицей №1 имени А.С.Пушкина «Эколого-экономические аспекты нефтехимии».Вводный урок по теме «Природные источники углеводородов». 10 медико-биологический класс.Учитель – Рулинская Марина Григорьевна.Цель урока: ознакомить учащихся с географическими, геологическими, экологическими и экономическими аспектами нефтехимии.Задачи:1. Образовательные: ознакомить учащихся с географическими, геологическими, экологическими и экономическими аспектами нефтеразведки, нефтедобычи и использование нефти2. Развивающая: развитие у учащихся навыков экспериментального решения задач проблемного содержания, продолжить формирование умений самостоятельной работы учащихся, а также работы со схемами и картами.3. Воспитательная: формирование у учащихся сознательного бережного отношения к богатствам недр Земли.^ Особенности методики: реализация компетентностного подхода к обучению химии через использование межпредметных связей, компьютерной презентации, видеофрагмента и экспериментальной задачи проблемного содержания как средств активизации познавательной деятельности учащихся. ^ Оборудование, материалы: Медиапроектор, политическая карта мира, слайды (компьютерная презентация), флаконы с нефтью, 4 чашки Петри, пенопласт, пробка, уголь, вода. Методы и приемы Содержание и этапы урока Рассказ учителя с элементами проблемной беседыДемонстрация слайда № 1 презентацииДемонстрация слайда№2презентацииОбъяснительный рассказ с элементами проблемной беседыДемонстрация слайда№3презентацииОбъяснительный рассказ с элементами проблемной беседы «Энергетические ресурсы»Систематизирующая беседа с учащимися Примеры ресурсоввозобновляемые:НевозобновляемыеПервичныеВторичныеВывод:Разъяснительный рассказ учителя по слайду «Источники и потребители энергии»Проблемно-поисковый метод изложения нового материала Самостоятельная работа учащихся с использованием картографического материалаСообщение учащегося по теме: «Анализ мировых запасов нефти и газа»Закрепительная проблемно-поисковая беседа с учащимисяУчитель предлагает обсудить геологический аспект, т.е. разобрать вопрос о том, как же все- таки образовалась нефтьСообщение учащегосяпо информационному слайду: «^ Теории происхождения нефти» Закрепительная беседа с учащимисяПроблемный эксперимент по очистке воды от нефти выполняют двое учащихсяВо время выполнения проблемного эксперимента учитель беседует с учащимися по поводу возможных экологических проблемБеседа с учащимися по основным проблемам экологии, выведенные в слайде. Метод стимулирования познавательной активности – опора на жизненный опыт учащихся и знания в других областях наук. Демонстрация видеофрагмента «Парниковый эффект» Анализ результатов проблемного эксперимента: ^ I. Организационный моментУчитель: «Сегодня мы начинаем изучать новую тему «Природные источники углеводородов и их переработка. Нефть, природный газ и каменный уголь.» Но прежде чем углубиться в химические аспекты этой темы, проанализировать химические синтезы и основы непосредственно технологических процессов нефтехимической промышленности, мне бы хотелось обратится к иным аспектам – экономическим, политическим и экологическим.^ II. Изучение нового материала.2 этап урокаГлобальные проблемы мировой экономикиГлобальными проблемами мировой экономики считаются: демографическая, энергетическая и экологическая. Остановимся на них подробнее.Демографическая проблема Быстрый рост народонаселения (общая тенденция – уменьшение смертности, и в меньшей степени – уменьшение рождаемости). Демографический сдвиг – омоложение населения в группе развивающихся государств и наоборот, старение в старых. Нехватка продуктов питания (Деградация сельскохозяйственных земель. Снижающиеся запасы водных ресурсов, Перенасыщенность земель минеральными удобрениями)^ Энергетическая проблема Важнейшей составной частью национального богатства страны являются ее природно-ресурсный потенциал. Частью природных ресурсов, которые определяют благосостояние страны, являются энергетические ресурсы – носители энергии, используемые в народном хозяйстве. Энергетические ресурсы классифицируются: по видам: уголь, нефть и нефтепродукты, газ, гидроэнергия, электроэнергия.^ 2) по кратности использования Первичные. Вторичные, многократного использования,по возобновляемости возобновляемые, невозобновляемые.Ветер, приливы, энергия падающей воды Нефть, газ, уголь. нефть, газ, уголь, дрова электроэнергияНефть относится к первичным и невозобновляемым природным ресурсам. Электроэнергия, которую вырабатывают из всех первичных ресурсов, является вторичным невозобновляемым ресурсом. На сегодняшний день существуют четыре основных направления использования энергии: (демонстрируется схема) транспорт - практически на 100 % обеспечивается жидким топливом, получаемым из сырой нефти, причем другие энергоресурсы не используются. В ближайшем будущем заменить нефть чем-то другим не представляется возможным. промышленность – металлургия, химический синтез, производство материалов – используется нефть, газ и электроэнергия. температурный контроль – отопление и охлаждение помещений, горячее водоснабжение - используется газ, нефть, уголь и электроэнергия. производство электроэнергии.Вывод – мы по-прежнему продолжаем зависеть от нефтепродуктов, на которые приходится 44% общего энергопотребления, 21 % природного газа , 21% угля. Доля ядерной энергии, гидростанции и другие – 13%.^ 3 этап урокаГеографический аспект нефтехимииЗадание классу: по физической карте мира с обозначениями природных ископаемых найти и назвать основные месторождения нефти и газа.Предполагаемый ответ: Основные месторождения – Ближний Восток (Иран, Кувейт, ОАЭ, Саудовская Аравия) – 67%, Латинская Америка имеет 9% мировых запасов, Западная Африка – 7%,Россия, Каспий, Средняя Азия -6%, Северная Америка – 5%, Западная Европа, Китай и Юго-Восточная Азия – по 3%.Ученик:На протяжении почти всей истории человечества главным источником энергии был ручной труд. Переломным моментом, за которым последовала Промышленная революция, стало изобретение в конце 18 века парового двигателя и к концу 19 века основное топливо – дрова - сменилось углем. В начале 20 века на смену углю пришла нефть и был изобретен двигатель внутреннего сгорания. Преимущества использования нефти налицо – нефтепродукты легче транспортировать, чем уголь, продукты сгорания более экологичны, чем продукты сгорания угля, более компактные размеры двигателя. Начало 20 века – вступила в свои права электроэнергия. Не нужно говорить о ее экологичности и просторе использования – но главным остается вопрос: электроэнергия – это вторичный энергоресурс, для производства которой необходимо использование первичных ресурсов (сжигание угля, нефти, газа). За период с 1860 по 1985 г. поток энергии, потребляемой мировой экономикой, возрос в 60 раз. И сегодня мировое потребление энергии продолжает неравномерно, но неуклонно расти, несмотря на войны, экономические спады, нестабильность цен и технический прогресс. Большая доля этой энергии приходится на промышленно развитые страны. Средний европеец потребляет энергии в 10-30 раз больше, а житель Северной Америки - в 40 раз больше, чем житель какого-либо промышленно менее развитого государства. По прогнозам Всемирной энергетической конференции 1989 г., дальнейший рост численности населения может привести к увеличению спроса на энергию к 2020 г. еще на 75%. При этом в качестве источников энергии будут преобладать невозобновимые виды ископаемого топлива: уголь, нефть и газ. В настоящее время 88% всей потребляемой в мире энергии получают из ископаемого топлива. В 1970-1990 гг. в мире было сожжено 450 млрд. баррелей нефти, 90 млрд. т угля и 1 100 трлн. м3 природного газа. Однако за тот же 20-летний период были открыты новые месторождения, а переоценка разведанных ранее запасов показала, что они могут оказаться значительно большими. И хотя темпы потребления ископаемого топлива сейчас выше, чем в 1970 г., срок истощения разведанных ресурсов нефти и газа при неизменной интенсивности их использования увеличился. Фактические запасы нефти сократились на 450 млрд. баррелей, угля - на 90 млрд. т, природного газа - на 1100 трлн. м3. Ископаемое топливо является невозобновимым источником. Сгорая, оно превращается в диоксид углерода, водяной пар, диоксид серы и ряд других продуктов сгорания, которые никогда, во всяком случае в масштабах существования человечества, не станут вновь ископаемым топливом. Наоборот, они представляют собой отходы и загрязняющие вещества, поступающие в планетарные стоки. В 1989 г. срок истощения запасов природного газа равнялся 60 годам, т. е. при сохранении темпов потребления на уровне 1989 г. этих запасов хватило бы до 2050 г. Два обстоятельства могут изменить данное предположение. Во-первых, открытие новых месторождений, во-вторых, изменение темпов потребления ресурсов. При сохранении объема потребления природного газа на уровне 1990 г. его запасы будут уменьшаться линейно и их хватит на 240 лет. Но если потребление будет продолжать расти теми же темпами, что и за последние 20 лет, т. е. приблизительно 3,5% в год, запасы будут исчерпаны не в 2230 г., а в 2054 г., и их хватит не на 240 лет, а лишь на 64 года. Если человечество отдаст предпочтение природному газу в качестве источника энергии, производимой сейчас при сжигании угля и нефти, с целью уменьшения некоторых видов загрязнений и предотвращения истощения нефтяных ресурсов, темпы потребления этого вида топлива могут значительно превысить 3,5%. При темпах 5% в год "240-летние" запасы будут исчерпаны за 50 лет.^ Что можно сделать, чтобы предотвратить энергетический кризис?Предполагаемый ответ: альтернативные источники энергии или способы получения нефти нетрадиционными способами. Учитель обращает внимание на глубину поднятой проблемы и предлагает раскрыть ее в домашнем задании в виде рефератов.^ 4 этапГеологический аспект нефтехимииКакая теория происхождения нефти лично вам кажется наиболее верной? Почему?^ 5 этапХимический аспект в нефтехимииЗнакомство с нефтьюУчитель открывает флакон с нефтью, (запах, цвет, отношение к воде) – учитель выливает по 2 мл нефти в 4 чашки Петри, наполненные водой и предлагает проблемный опыт – очистить поверхность воды от нефти. С помощью пенопласта, угля, фильтровальной бумаги и пробковой крошки, учащиеся пробуют собрать нефть с поверхности воды. Затем смесь фильтруют и сравнивают результаты. ^ 6 этапЭкологический аспект нефтехимииК глобальным проблемам мировой экономики относятся и проблемы экологии - обратимся к слайду.Какие из них связаны с нефтехимией? а) на стадии нефтедобычи – образование пустот в горных породах, смещение литосферных плит, б) на стадии транспортировки – аварии нефтеналивных судов, аварии нефтепроводов, выливание нефтепродуктов на поверхность почвы и воды, прекращение доступа кислорода к биологическим объектам в воде , в) на стадии производства и переработки нефти, г) на стадии применения нефтепродуктов – сжигание топлива, загрязнение атмосферы, «парниковый эффект».Учащиеся, осуществлявшие опыт по очистке воды от нефти, докладывают о результатах. Предположительно, лучшим сорбентом для сбора разлитой нефти является пенопласт и древесный уголь.^ 7 этапВывод в конце урока В настоящее время мы не имеем права говорить о нефти и газе только как об объектах изучения химии, нефть сейчас - прежде всего экономическая категория, из-за которой начинаются войны, делятся сферы влияния. Нефть определяет мировую политику и мировую экономику. Но самое важное, что мы, химики, обязаны осознавать – это то, что использовать нефть в качестве топлива – безрассудно. Как говорил великий Менделеев, «Топить нефтью - все равно, что топить бумажными ассигнациями». Продукты, которые можно получить из нефти – ценного органического сырья - очень разнообразны и ценны. Как это сделать и что можно получить из нефти - об этом мы узнаем из последующих уроков. ^ 8 этапЗадание на дом Задание на дом будет у нас нестандартное – рефераты на различные нехимические темы о нефти. Выбирайте, выполняйте. Защита рефератов – на заключительном уроке темы. Список тем для рефератов: Нефть и политика. Динамика мировых цен на нефть. Экологические аспекты нефтепереработки. Экологические аспекты транспортировки нефти. Парниковый эффект. Нефтяные войны. История организации ОПЕК, ее роль в мировой экономике. Взаимосвязь природных ресурсов и благосостояния страны. Альтернативные источники энергии