Урок-игра по теме: «Природные источники углеводородов»
Скачать 149.89 Kb.
|
| Урок-игра по теме: «Природные источники углеводородов» Дидактические задачи:
«Никогда не спрашивай, по ком звонит колокол, он звонит по тебе». Джон Дон Судья. В открытом судебном заседании слушается дело «Об ответственности природных источников углеводородов перед будущими поколениями за нанесенный окружающей среде вред». Чтобы присяжным заседателям было легче работать, на столах лежат листы бумаги, в которых отражены основные вопросы дела. По этим вопросам необходимо делать краткие записи. Природный и попутный нефтяной газы: их состав, использование. Нефть: теории происхождения, виды переработки, основные фракции и их использование. Экологические проблемы. Пути решения экологических проблем. Судья. Слово предоставляется потерпевшему. Потерпевший. Уважаемый суд! Уважаемые присяжные заседатели! Я представляю все человечество, живущее на этой планете. С самого рождения я только и слышу: фрукты и овощи могут содержать нитраты; дожди часто бывают кислотными; реки и моря несут в себе сточные воды предприятий и нефтепродукты; ультрафиолетовые лучи солнца с каждым годом становятся все коварнее из-за озоновых дыр. Я не могу смотреть на гибнущие леса и реки. Мне страшно подумать, что с каждым годом все больше видов животных и растений попадает в Красную книгу. И виновны в этом природные источники углеводородов. Не пора ли задуматься и посмотреть в будущее? Я призываю суд заставить виновных полностью ответить за содеянное. Судья. Суд просит независимых экспертов дать объективную биографическую справку и характеристику обвиняемых. Эксперт по природному газу. Мною установлено, что первое упоминание о составе болотного газа связано с работами Клода Луи Бертолле (1786), который доказал, что «горючий газ из болот» образуется при разложении органических веществ без доступа воздуха. Запасы природного газа на Земле велики. Основной компонент – метан, содержатся и другие газы гомологического ряда алканов. Чем выше относительная молекулярная масса углеводорода, тем меньше его в природном газе. Например, состав природного газа Газлинского месторождения (в объемных процентах) следующий:
Природный газ – энергетически выгодное топливо, так как при сгорании метана и его гомологов выделяется большое количество теплоты: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 890 кДж Природный газ – источник сырья для химической промышленности. Из него получают ацетилен, водород и сажу: 2CH4 = C2H2 + 3H2; CH4 = C + 2H2. Эксперт по попутным нефтяным газам. Попутные нефтяные газы находятся над нефтью или растворены в ней под давлением. При извлечении нефти из недр давление падает, растворимость газов уменьшается, поэтому они выделяются из нефти. Основные компоненты попутного газа – метан и его ближайшие гомологи. Приведу состав попутного газа Туймазинского месторождения (в объемных процентах):
Попутные газы перерабатываются на газоперерабатывающих заводах. Из них получают различные газовые смеси Газовые смеси, получаемые из попутного газа
Судья. Спасибо, суд примет к сведению материалы экспертизы. Слово предоставляется свидетелю обвинения. Первый свидетель обвинения. Взрывы метана в каменноугольных шахтах уносят тысячи жизней. В XIX веке Англию потрясла катастрофа на шахте Феллинга в Ньюкасле (1812), в результате которой за несколько секунд погибло 100 человек и множество было покалечено. И в наше время, к сожалению, мы часто слышим о трагедиях, происходящих на угольных шахтах России и других стран. Кроме того, нельзя забывать о взрывах трубопроводов, которые наносят ущерб. Рекордным по авариям трубопроводов был 1989к., в течении которого произошло четыре взрыва на трубопроводе длиной 1850 км от Нижневартовска до Нефтекумска. Взрывы бытового газа разрушают дома, обрывают жизнь ни в чем не повинных людей. Судья. Слушаем показания свидетелей защиты. Первый свидетель защиты. Высокий суд! Доводы, выдвинутые стороной обвинения, необоснованны. Прежде чем использовать природный газ в хозяйственной деятельности и быту, людям надо изучить из свойства. Именно так поступил известный английский ученый Гемфри Дэви после упомянутого взрыва метена на шахте Феллинга. После долгих экспериментов, проведенных совместно с М. Фарадеем, во время которых Дэви неоднократно повреждал лицо и руки осколками взрывающихся сосудов, они предложили безопасную конструкцию шахтерской масляной лампы. Дэви окружил пламя лампы металлической сеткой. Вместе с воздухом газ проникал через сетку к пламени, взрывался. Тушил лампу, но металлическая сетка охлаждала продукты взрыва, и воспламенение метана за пределами лампы становилось невозможным. Дэви предложил взять патент на изобретение, и он смог бы получать огромные доходы. Но ученый отказался, заявив, что «лучшим вознаграждением за работу будет осознание того. Что я делал добро мне подобным». Прозвучало обвинение, связанное со взрывами трубопроводов, но исследования показали, что трубопроводы безопасны, если ограничить разумными пределами диаметр труб, давление в них и систематически проводить охранные мероприятия. Взрывы на шахтах и трубопроводах, разрушения, пожары происходят из-за халатности, низкой профессиональной подготовки персонала, устаревшего оборудования. Эксперт по нефти. Нефть была известна многим древним народам. Раскопки на берегах Ефрата установили, что за 6000 – 4000 лет до н.э. здесь добывали нефть. Бакинцы с древних времен жгли «земляное масло». Промышленная добыча нефти началась в середине XIX века, когда стали применять бурение скважин. Нефть – это жидкое горючее ископаемое от светло-бурого до черного цвета плотностью 0,65 – 1,05 г/см3. Представляет собой смесь преимущественно жидких углеводородов: алканов, циклоалканов, аренов. Кроме того, содержит примеси: песок, глину, некоторые кислород- и серосодержащие соединения, воду, растворенные в ней соли. Долгое время в науке существовали гипотезы неорганического происхождения нефти. Например, в 1866г. М.Бертло предположил, что нефть образуется в недрах Земли при воздействии углекислого газа на щелочные металлы. В 1877г. Д.И.Менделеев предложил «карбидную» гипотезу: вода, проникая по разломам в глубь Земли, действует на «углеродистые металлы» (карбиды) и образует углеводороды и оксиды металлов. В настоящее время доказано биогенное происхождение нефти в результате превращений грандиозных скоплений растительных и животных останков в толщах осадочных пород под влиянием повышенной температуры, давления, деятельности бактерий и др. Самые большие запасы нефти в Саудовской Аравии, Кувейте, Иране, Ираке. Богатые месторождения есть в России: в Сибири, не Урале и Кавказе. Из недр Земли и донных отложений в морях ежегодно добывают около 3 млрд. тонн нефти. Большая часть нефти – 80 – 90% перерабатывается в различные виды топлива и смазочные материалы, 8% расходуется на органический синтез. (Эксперт демонстрирует плакат, на котором схематично нарисованы области использования нефти) Если учесть, что практически весь транспорт, значительная часть электростанций используют нефтепродукты как источник энергии, что производство полимерных материалов, каучуков, синтетических волокон, моющих средств, удобрений, лекарственных препаратов и многих других веществ базируется на нефтяном сырье, то не будет большим преувеличением сказать, что современная цивилизация основана на нефти. В нашей стране становление промышленной разработки нефти связано с именем И.М.Губкина. Он разработал основы теории происхождения нефти, условия формирования ее залежей, открыл новый тип месторождений в Майкопе, предсказал нефтеносные районы на Урале, в Сибири. Эксперт по нефтепереработке. После очистки от воды и других примесей нефть подвергают переработке. Основной способ переработки – прямая перегонка. Эксперт рассказывает об устройстве ректификационной колонны, разделении нефти на фракции и вакуумной перегонке мазута, использовании продуктов нефтепереработки. При прямой перегонке нефти доля легких, низкокипящих фракций невелика. Выход бензина составляет всего 5-25%. Для увеличения выхода бензина и улучшения качества топлива углеводороды с длинной цепью надо расщепить на более мелкие: C16H34 = C8H18 + C8H16 Такой процесс называется крекингом. Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшей цепью. Различают термический и каталитический крекинг. Сравнение основных видов крекинга нефти
Установку для каталитического крекинга нефти изобрел в 1891г. русский инженер В.Г.Шухов (он же создал гиперболоидную ретрансляционную башню на Шаболовке в Москве). Бензин, полученный прямой перегонкой, можно превратить в более качественный путем каталитического риформинга (процесс насыщения бензина ароматическими углеводородами). Процесс проводят при 500С, в результате алканы и циклоалканы превращаются в ароматические углеводороды. При нагревании продуктов нефтепереработки до 600 - 900С происходит пиролиз, в результате которого длинные цепи атомов углерода разрываются и получаются этилен, пропилен, а также арены. Эксперт по видам топлива. Ваша честь, я хочу остановиться на продуктах нефтепереработки. Бензин используют как авиационное, автомобильное топливо, лигроин – горючее для тракторных двигателей, керосин – для реактивных авиационных двигателей, газойль – дизельное топливо. Качество топлива определяется стойкостью к детонации. Под детонацией понимают взрывное горение бензина при сжатии. Детонацию в основном вызывают углеводороды нормального строения. Разветвленных, непредельные, ароматические углеводороды снижают вероятность детонации. Детонационную стойкость характеризуют октановым числом: детонационная стойкость гептана принята за 0, изооктана – за 100. Если октановое число марки бензина равно 95, то это значит, что пары бензина можно сжать без детонации как смесь 95% изооктана и 5% гептана. Бензин прямой перегонки имеет невысокое октановое число, так как в нем много углеводородов нормального строения. Детонационную стойкость бензина повышают, добавляя антидетонаторы, например тетраэтилсвинец (ТЭС). Однако он очень ядовит, вызывает поражение нервной системы и другие тяжелые хронические заболевания. Поэтому при работе с этилированным бензином следует избегать его попадания на кожу и вдыхания паров. Чтобы отличить этот бензин от других, его окрашивают в различные цвета: А72 – розовый, А76 – желтый, А93 – оранжево-красный, АИ98 – синий. Судья. Заслушаем показания свидетеля обвинения. Второй свидетель обвинения. Ваша честь, я обращаю внимание суда на то, что использование природных газов, нефтепродуктов может привести к экологической катастрофе. При сжигании астрономического количества топлива увеличивается содержание углекислого газа в атмосфере, что вызывает парниковый эффект – задержку тепла атмосферой. Примерно 30% энергии, идущей от Солнца, отражается либо олт облаков, либо от поверхности Земли. Остальные 70% поглощаются облаками и поверхностью. Поглощенная энергия вновь излучается в инфракрасном диапазоне. Большая часть этого излучения задерживается так называемыми парниковыми газами: метаном, оксидами азота и углерода, озоном и фторхлоруглеродами. Повышение температуры может привести к таянию снегов Антарктиды и Арктики, что вызовет повышение уровня Мирового океана. Сжигание топлива приводит к увеличению содержания углекислого газа, а утечка газа при добыче нефти и угля – к увеличению содержания метана в атмосфере. Кроме того, при сгорании топлива образуются оксиды углерода, азота, серы, вызывающие кислотные дожди. От этого уменьшается плодородие почв, страдают леса, разрушаются памятники архитектуры, корродируют металлы, ухудшается здоровье людей. Судья. Вопрос к экспертам: что вы можете сказать об углеводородах как топливе? Существуют ли другие способы получения энергии? Эксперт по видам топлива. Более 90% добываемых углеводородов используется в качестве топлива: сжигается в топках электростанций, в двигателях внутреннего сгорания, для обогрева жилищ: СnHm + O2 = CO2 + H2O + Q По увеличению количества теплоты, выделяющейся при сжигании 1 кг топлива, виды топлива можно расположить в ряд: древесина, торф, бурый уголь, антрацит, каменный уголь, нефть, природный газ. Традиционная энергетика находится в тупиковом положении: за год тепловые электростанции мира расходуют столько угля, нефти и газа, сколько природа накапливала в течение миллионов лет. Ситуацию обостряют экологические проблемы. Но человечеству известны альтернативные источники энергии: энергия термальных вод, приливов, ветра, солнца, ядерная. Все источники энергии должны использоваться разумно, чтобы не нанести вред природе. Возможны также иные способы производства топлива. Моторное горючее можно получать из угля, а себестоимость добычи угля в несколько раз ниже, чем нефти фирма «Мобил» разработала технологию производства бензина по схеме: природный газ синтез-газ метанол бензин. Ведутся разработки технологии получения топлива из бытовых отходов. Только одна московская свалка содержит огромные ресурсы биогаза – 30 млрд.м3. можно также утилизировать газообразные отходы доменного производства. Ученые постоянно работают над изменением технологических параметров двигателей, чтобы уменьшить расход топлива и количество выбросов в атмосферу. Интересна идея создания водородного двигателя, ведь продуктом горения будет только вода. Каждое государство пытается решить эту проблему, исходя из местных ресурсов. Некоторые страны Западной Европы начали экспериментальное использование топлива, полученного из семян рапса. В Бразилии вместо бензина используют метанол, это выгодно и экономически, и экологически. В Новой Зеландии получено горючее из апельсиновых корок, в Мексике –из кактусов. Но, оказывается, топливо можно получать из воздуха. еще в 1908г. русский химик Е.И.Орлов обратил внимание на возможность синтеза жидких углеводородов из оксида углерода (II) и водорода: CO + H2 CnHm + H2O После первой мировой войны способ был опробован на практике. Судья. Спасибо. Суд примет к сведению ваши уточнения продолжим слушание свидетелей. Второй свидетель защиты. Прозвучало обвинение, что при сжигании топлива загрязняется атмосфера. Однако вдыхаемый табачный дым содержит вредных веществ в четыре раза больше, чем выхлопные газы автомобилей, идущие из глушителя. Таким образом, даже в чистой атмосфере курящий человек вдыхает такую смесь, которая не встречается даже в самых загрязненных промышленных зонах. Что же касается загрязнения атмосферы выхлопными газами, то и эта проблема решаема: автолюбители должны следить за состоянием карбюраторов, на светофорах по возможности глушить двигатель и т.д. Третий свидетель обвинения. В загрязнении природы виновна и нефть. Экологическими бедствиями сопровождаются повреждения нефтепроводов, гибель танкеров. Почва, пропитанная нефтепродуктами и нефтью, теряет плодородие на многие десятки лет, и ее очень трудно восстановить. Нефть – один из основных источников загрязнения океана. Она может растекаться тонкой пленкой на огромной территории: 1 т нефти растекается на площади 12 км2. В результате прекращается доступ кислорода в воду. При концентрации нефтепродуктов 0,05 – 0,1 мг/л погибает икра, 0,1 – 1 мг/л – планктон и простейшие организмы, 10 – 15 мг/л – взрослые рыбы, больше 15 мг/л – морские животные и птицы. Пары нефти и нефтепродуктов вызывают у человека заболевания органов дыхания и центральной нервной системы, повышенную утомляемость. Третий свидетель защиты. Уважаемый суд, все выдвинутые обвинения в отношении нефти не правомерны. Обвинять нужно человека, его неразумное отношение к природе. А сама природа очень хорошо позаботилась о себе. В окружающей среде нефтепродукты постепенно окисляются аэробными бактериями до безвредных веществ. Но в водоемах процесс самоочищения протекает при наличии достаточного количества кислорода и только в теплое время года. На помощь природе должен прийти человек. Одесский университет разработал препарат «Эконадин» - особые бактерии с торфом. Препарат рассеивают на поверхности нефтяной пленки, бактерии принимаются за работу, а торф не дает пленке опуститься на дно. Испытания препарата успешно прошли в Санкт-Петербурге и районе Сургута. Созданный российскими учеными препарат «Деворойл» (сообщество углеводородокисляющих бактерий) очищают почву загрязненность 20 мг/м3 и воду, содержащую 5% нефти. Препарат успешно опробован в Татарстане, Чечне, Сибири. Уже давно используются различные виды адсорбентов, которые разбрасываются на нефтяные пятна и затем собираются специальными судами, а также вещества-коагулянты, собирающие капли нефти в крупные агрегаты, опускающиеся на дно. Эксперт показывает один из способов очистки поверхности воды от нефти. В чашку Петри наливают воду, на ее поверхность – каплю нефти. По поверхности нефтяной пленки рассыпают мелко измельченную пробку. Пробка адсорбирует нефть, и ее механически удаляют с поверхности. Судья. Слово предоставляется государственному обвинителю. Прокурор. Уважаемый суд! Уважаемые присяжные заседатели! Виновные должны быть наказаны, так как представляют реальную угрозу для общества. Практически любой человек видит и чувствует ухудшение состояния окружающей среды по мере развития цивилизации. Добытая из сокровенных глубин кровь Земли беспечно расплескивается, загрязняет, отравляет, пачкает зеленый и голубой миры. И вот уже в мазутных потоках реки, стали чумазыми зеленые болота, не подступиться к берегам Каспия, а фотографии вымазанных нефтью несчастных бакланов обходят газеты и журналы. При сжигании природных газов загрязняется атмосфера, с этим связаны парниковый эффект и кислотные дожди, болезни человека и надвигающаяся гибель живого мира планеты. Желающие услышать да услышат, по ком звонит колокол… Уважаемый суд, подсудимые должны быть изолированы от общества и заменены новыми видами энергии и сырья. Судья. Заключительное слово предоставляется главному защитнику. Адвокат. Уважаемый суд! Уважаемые присяжные заседатели! Нельзя вину человека, его химическую и экологическую безграмотность, нежелание знать законы природы, халатность перекладывать на плечи помощников человека – нефти, природного и попутного газов, которые честно трудятся на благо цивилизации. «Человек неразумный» своим отношением к живой оболочке Земли поставил ее на грань экологической катастрофы. «Человек разумный» должен раз и навсегда научиться жить на этой планете, чтобы без страха вдыхать утренние туманы, подставлять лицо дождю и спокойно входить в ласковые воды морей и рек. Человек не может отказаться от заработанных трудом благ, но и не должен идти в никуда по останкам живого. Он обязан найти путь от пропасти. Необходимо расширять производство, не загрязняя окружающую среду, экономно расходуя природные ресурсы, использовать наряду с традиционными и новые источники энергии, внедрять экологически грамотные технологии. Защита требует уважения к подзащитным и считает, что они не виновны. Секретарь суда задает присяжным заседателям вопросы: нужны ли человеку природные источники углеводородов? Может ли он обойтись без них? Виновны ли они? Если нет, то кто виновен? Какие можно предложить пути выхода из экологически кризисных ситуаций? Судья оглашает приговор по делу «Об ответственности природных источников углеводородов перед будущими поколениями за нанесенный окружающей среде вред» Судья. Суд постановляет:
Учитель подводит итоги урока, анализирует работу учащихся и выставляет отметки. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Урок игра по теме «Природные источники углеводородов» Образовательная – познакомить с происхождением нефти и природного газа, методами их переработки, использованием продуктов, получаемых... |  | Уроков самостоятельная работа по теме «Природные источники углеводородов» |
| Природные источники углеводородов Основные источники углеводородов нефть,природный и попутный нефтяной газы, уголь. Запасы их не безграничны. По оценкам ученых,при... | | Урок по химии Тема: «Природные источники углеводородов» Итоговая контрольная работа по курсу Особенности содержания и методики преподавания избранных тем курса химии 8-9-х классов |
| Урок по органической химии. 10 класс Тема: «Природные источники углеводородов» Изучить состав нефти, природного и попутного газов, сущность и значение их переработки, области применения продуктов и материалов,... | | Природные источники углеводородов 10 класс ... |
| Тема урока: «Природные источники углеводородов и их переработка» Методическая разработка урока учителя химии моу «сош№13 с уиоп» г о. Электросталт Зарубаевой Н. Н | | Урок викторина по теме: “Природные зоны.” ... |
| Чередниченко Наталья Евгеньевна Тема : «Природные зоны России». Тип урок Цель урока: Повторение, обобщение и закрепление знаний по теме «Природные зоны России». Выработка умения самостоятельно применять... | | Урок игра по русскому языку в 5 классе по теме «Синтаксис» Урок – игра по русскому языку в 5 классе по теме «Синтаксис». Учитель русского языка и литературы Шадрина Людмила Виталиевна |
| Урок-игра «Крупные природные районы России» Полное название образовательного учреждения: Государственное бюджетное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа... | | Урок-игра в 9 классе, обобщающий знания учащихся по теме «Химическая... Урок-игра в 9 классе, обобщающий знания учащихся по теме «Химическая связь. Электролитическая диссоциация» (умк оржековского П. А.).... |
| Урок-игра «В мире замечательных людей» Открытый интегрированный урок-путешествие по математике в 6 классе по теме «Координатная плоскость» | | Конспект урока по теме: «Природные зоны Африки» Оборудование: карта «Природные зоны Африки», компьютер, презентация «Природные зоны Африки», электронный учебник «География. Наш... |
| Урок игра «Математический тир» по теме: «Решение логарифмических уравнений» Цель урока: обобщить знания по теме, сформировать умения решать логарифмические уравнения | | Урок географии в 7 классе по теме: «Природные зоны Африки. Экваториальные леса» Образовательные закрепить понятие «природные зоны», показать разнообразие природных зон Африки, их зависимость от климата, показать... |
