Муниципальное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 14 имени А.Ф.Лебедева 634057 г. Томск, ул. К. Ильмера, 11 т. 8 (3822) 62-17-40, факс 8(3822) 62-17-38 е-mail: school14@tomsk.net http://school14.tomsk.ru «Природные источники углеводородов» Сценарий интегрированного урока (химия-география) по химии для учащихся 10 классаСоставители:Половников С. Ю. Меньщикова С. Я.учитель химии и биологии учитель географиивысшей квалификационной высшей квалификационнойкатегории категории Томск – 2009 Интегрированные уроки позволяют, пожалуй, лучше всего показать взаимосвязь разных наук и способствуют развитию компетенций учащихся.Предлагаемый здесь сценарий урока «Природные источники углеводородов» позволяет сформировать у учащихся представление о роли и месте Западной Сибири, Томской области в мировом топливно-энергетическом комплексе, о влиянии развития нефте и газодобывающей промышленности на формирование градостроительства, экономики области, страны; поднять проблемы экологии, сформировать представление о способах переработки нефти.^ Химия, география, экономика, политика, краеведение, экология – вот те науки, которые теснейшим образом переплелись между собой на этом уроке.^ ТЕМА: ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДОВ 10 класс Цели и задачи урока: Образовательные: Познакомить учащихся с основными природными источниками углеводородов – нефтью и газом, основными направлениями и способами переработки этих полезных ископаемых, основными месторождениями нефти и газа на территории России, Томской области, мира. Сформировать представление о топливном балансе мира, рассмотреть рост производства различных видов топлива. Развивающие: Показать значение энергетических ресурсов для развития экономики стран, проблемы экологии и пути транспортировки нефти и газа, проблемы энергетической безопасности мира и роль России в решении этой проблемы. Знакомясь со способами переработки нефти, учащиеся получают возможность подробнее узнать о качестве и марках бензина, областях применения других видов топлива и попутно закрепить свои знания о генетической связи углеводородов.Воспитательные: Карта полезных ископаемых России и Томской области позволит лучше узнать свой край, его богатства, историю возникновения городов и поселков севера Томской области.^ Методы обучения: рассказ, лекция, беседа, демонстрации коллекций, самостоятельная работа с географической картой, атласом.Оборудование: Географические карты полезных ископаемых России, Томской области и мира, карты “Топливная промышленность мира”, “Полезные ископаемые мира”, карты учебника, атласы, таблицы учебника, статистический материал. Коллекции “Нефть и нефтепродукты”, “Полезные ископаемые”, “Топливо”. Таблица “Ректификационная колонна”, альбом “В краю кедровом”. ^ Ход урока.На столах учащихся лежат коллекции твердых видов топлива и полезных ископаемых, атласы, учебники по географии. Урок начинает учитель химии, рассказывая учащимся о значении нефти и газа не только как источников энергии, но и сырья для химической промышленности. Затем с учащимися обсуждается вопрос о преимуществе газообразного топлива перед твердым (используется технология «мозгового штурма»). В ходе обсуждения формулируются и записываются выводы.Выводы: Газообразное топливо имеет значительные преимущества перед твердым: легко и полностью смешивается с воздухом, поэтому при его сжигании требуется лишь небольшой избыток воздуха для полного сгорания; газ можно предварительно нагреть в специальных генераторах, чтобы получить высшую температуру пламени; устройство топок значительно проще, т. к. при сгорании нет шлаков или золы; отсутствие дыма благотворно сказывается на санитарно-гигиенических условиях окружающей среды; газообразное топливо можно передавать по газопроводам. По этой причине газообразное топливо находит все более широкое применение в промышленности, быту и автотранспорте. Важнейшим видом газообразного топлива является природный газ, дешевый и высококалорийный (до 39 700 кДж), т. к. его главной составной частью является метан (до 93-98%). ^ Состав природного газа.СН4 93 - 98% С4Н10 0,1 - 1% С2Н6 0,5 - 4% С5Н12 0 - 1% С3Н8 0,2 - 1,5% N2 2 - 13% и другие газы.Месторождения природного газа обычно находятся поблизости от нефтяных месторождений; по-видимому, природный газ (так же как и попутный нефтяной газ, имеющий меньшее содержание метана и большее его гомологов) образовался вследствие распада углеводородов нефти в результате деятельности анаэробных бактерий.Продолжает урок учитель географии.Учащимся задаются вопросы:Как по-вашему, где используются топливные ресурсы ? 2. Вспомните из курса 9 класса, что такое топливно-энергетический комплекс ? После ответов учащихся учитель подводит итог и еще раз дает определение топливно-энергетического комплекса. Затем предлагаются задания. (работа в малых группах, чтение карт, таблиц, схем. Частично поисковая работа) Задание 1: По таблице № 4 учебника ознакомиться с мировым производством основных видов топлива (добыча нефти и газа). Задание 2: По рисунку 23 познакомиться со сдвигом в структуре мирового потребления топливных ресурсов и ответить на вопрос: растет ли потребление газа в мире? (Ответ – да) В ходе обсуждения данных таблицы № 4 и рисунка 23 учащиеся приходят к выводу о существовании нескольких наиболее важных районов добычи нефти и газа. Учитель по географической карте показывает и называет главные районы добычи нефти и газа, учащиеся сверяют их со своими атласами, называют страны и записывают их в тетрадь.Ближний Восток: страны вокруг Персидского залива (Саудовская Аравия, Арабские Эмираты, Иран, Ирак). На этот регион приходится 2/3 мировой добычи нефти.Северная Америка: Аляска, Техас.Северная и Западная Африка: Алжир, Ливия, Нигерия, Египет.Южная Америка: север материка, Венесуэла.Европа: шельф Северного и Норвежского морей.Россия (Западная Сибирь): Томская и Тюменская области. Задание 3: По рисунку 24 определить страны-лидеры по добыче нефти, По рисунку 25 определить формирование устойчивых нефтяных мостов между странами.^ ВЫВОД : Добыча нефти и газа осуществляется главным образом в развивающихся странах, потребление – в развитых.Продолжает учитель химии. Значительное увеличение добычи высококалорийных и более дешевых видов топлива (нефти и газа) привело к резкому снижению доли твердого топлива в топливном балансе стран.^ Попутный нефтяной газ тоже является (по происхождению) природным газом. Своим названием он обязан нефти, вместе с которой он встречается в природе. Попутный нефтяной газ растворен в нефти (частично), а частично находится над ней, образуя газовый купол. Под давлением этого газа нефть и поднимается по скважине на поверхность. При уменьшении давления попутный нефтяной газ легко выходит из нефти. Долгое время попутный нефтяной газ не находил применения и его сжигали на месте. В настоящее время его улавливают и используют в качестве топлива или как один из источников для органического синтеза, т. к. содержит большое количество гомологов метана. Для более рационального использования попутный нефтяной газ разделяют на фракции.Газовые фракции: 1. C5H12, C6H14 и др жидкости - газовый бензин; 2. C3H8, C4H10 - пропан-бутановая смесь 3. СН4, С2Н6 и другие примеси – «сухой газ» – используется в качестве добавок к бензину; – в качестве топлива и как бытовой газ; – в органическом синтезе и как топливо. Нефть и нефтепродукты.Нефть – единственное жидкое ископаемое горючее. Маслянистая жидкость от желтого до темно-коричневого цвета, легче воды. (демонстрируются образцы нефти. В том числе нефть с Невеженского месторождения Томской области).Элементарный состав нефти.С – 84 – 87% O, N, S - 0,5 – 2% Н – 12 – 14% в отдельных месторождениях до 5% SНефть – сложная смесь большого числа органических соединений.^ Состав нефти и ее продукты.( по таблице рассказывается о работе ректификационной колонны, называются фракции и области их применения).Фракции нефти: С5 – С11 - бензин (топливо для автомашин и самолетов, растворитель); С8 - С14 – лигроин (топливо для тракторов); С12 – С18 – керосин (топливо для тракторов, ракет, самолетов);С15 – С22 – газойль (светлые нефтепродукты) – диз. топливо. Остаток перегонки – мазут (топливо для котельных). При дополнительных перегонках образуются смазочные масла.Марка бензина и его качество зависят от его детонационной стойкости по октановой шкале:За 0 принята детонационная стойкость (легко самовозгорается) н. гептан; За 100 – (высокая устойчивость) 2,2,4-триметилпентан. Чем больше в бензине содержится н.гептана, тем выше его марка. ^ Закрепление изученного материала Какие продукты выделяют из попутного нефтяного газа и для чего их используют? Ответ: Из попутного нефтяного газа выделяют газовый бензин, который используют как добавку к обычному бензину; пропан-бутановая фракция используется в качестве топлива; сухой газ используется в реакциях органического синтеза. Почему газовый бензин легче воспламеняется в двигателе, чем обычный?Ответ: Газовый бензин имеет более низкую температуру воспламенения, чем обычный. Почему состав нефти нельзя выразить одной формулой? Ответ: Состав нефти нельзя выразить одной формулой, т. к. нефть – смесь множества углеводородов.Домашнее задание:1. По учебнику § 20 – 22 (до крекинга нефтепродуктов) читать 2. Вопросы и задания: № 4 § 20, № 7 – 9 § 21 Литература для учителя: А. И. Алексеев, В. В. Николина “География: население и хозяйство России. 9 класс» Москва, “Просвещение”, 2000 г. А. В. Белоцветов, С. Д. Бесков “Химическая технология” Москва, “Просвещение”, 1976г . М. И. Некрич, М. П. Ковалев, Ю. И. Черняева “Общая химическая технология” изд. Харьковского университета. Харьков, 1969г. Г. Н. Осокина “Изучение химии в 10 классе” пособие для учителя, Москва, “Просвещение”, 1979г. Л. А. Цветков “Органическая химия. 10 –11 класс” Москва, “Владос” 2004г.