Структура і хронометраж уроку

І. Організаційний момент (3 хв)

ІІ. Мотивація навчально-виховної діяльності (5 хв)

ІІІ Актуалізація ЗУН (3 хв)

ІІІ Узагальнення ЗУН (27 хв)

ІV. Підведення підсумків (4 хв)

V. Домашнє завдання (3 хв)

Хід уроку

І. Організаційний момент.

Перевірка відсутніх; оголошення теми та мети уроку.

ІІ. Мотивація навчально-виховної діяльності (евристична бесіда)

Проблемне запитання

Що мав на увазі Д. І. Менделєєв, коли говорив «Великий гріх спалювати нафту, палити можна і асигнаціями» ?

ІІІ. Актуалізація ЗУН

Які ж види палива існують в наш час, яке місце посідають в енергетиці країни і чому? Які існують екологічні проблеми, пов’язані з видобуванням і використанням вуглеводневої сировини , способи захисту. Це основні питання, відповідь на які ми сформуємо на протязі нашого уроку. Отже, відкриваємо зошити та записуємо тему уроку.

Пригадаємо з географії галузі народного господарства, що використовують енергетичні ресурси Завдання учням : за таблицею «Споживачі палива та електроенергії» визначимо галузі, що витрачають її найбільше.

Згадаємо також ознаки «ідеального пального»

Епіграф нашого уроку: Не досить оволодіти премудрістю. Потрібно також вміти користуватися нею.

І сьогодні ми узагальнимо ті знання, які ви отримали на протязі вивчення розділу «Природні джерела вуглеводнів».

ІІІ Узагальнення знань.

Слово вчителя

Людина з давніх часів використовувала різні види природного палива для приготування їжі та обігріву житла, а згодом і для виготовлення предметів побуту, зброї тощо.

Давайте разом сформулюємо поняття « паливо»

Паливо – це природні або синтетичні речовини, спалювання яких супроводжується виділенням великої кількості теплової енергії.

А тепер заслухаємо доповідь на тему «Основні види палива та їх значення в енергетиці країни»

Приблизна доповідь учня

Природні види палива — кам'яне вугілля, включаючи паливні продукти, одержані при збагаченні та сортуванні на підприємствах вугільної промисловості, буре вугілля (лігніт), сланці горючі, торф паливний, дрова опалювальні, деревинні відходи лісозаготівлі, деревинні відходи деревообробки, відходи сільськогосподарського виробництва (солома, качани та стебла кукурудзи, лушпиння соняшникове та рисове тощо), інші види первинного твердого палива (непридатні шпали, рудникові стійки, дерев'яна тара тощо), нафта, включаючи газовий конденсат, природний газ, до якого входить шахтний метан.

Альтернативні види рідкого та газового палива (далі - альтернативні види палива) - рідке та газове паливо, яке є альтернативою (заміною) відповідним традиційним видам палива і яке виробляється (видобувається) з нетрадиційних джерел та видів енергетичної сировини;

Нетрадиційні джерела та види енергетичної сировини - сировина рослинного походження, відходи, тверді горючі речовини, інші природні і штучні джерела та види енергетичної сировини, у тому числі нафтові, газові, газоконденсатні і нафтогазоконденсатні вичерпані, непромислового значення та техногенні родовища, важкі сорти нафти, природні бітуми, газонасичені води, газогідрати тощо, виробництво (видобуток) і переробка яких потребує застосування новітніх технологій і які не використовуються для виробництва (видобутку) традиційних видів палива;

До альтернативних видів рідкого палива належать:

- горючі рідини, одержані під час переробки твердих видів палива (вугілля, торфу, сланців);

- спирти та їх суміші, олії, інше рідке біологічне паливо, одержане з біологічної сировини (у тому числі з поновлюваних відходів сільського та лісового господарства, інших біологічних відходів);

- горючі рідини, одержані з промислових відходів, у тому числі газових викидів, стічних вод, виливів та інших відходів промислового виробництва;

- паливо, одержане з нафти і газового конденсату нафтових, газових та газоконденсатних родовищ непромислового значення та вичерпаних родовищ, з важких сортів нафти та природних бітумів, якщо це паливо не належить до традиційного виду.

До альтернативних видів газового палива належать:

- газ (метан) вугільних родовищ, а також газ, одержаний у процесі підземної газифікації та підземного спалювання вугільних пластів;

- газ, одержаний під час переробки твердого палива (кам'яне та буре вугілля, горючі сланці, торф), природних бітумів, важкої нафти;

- газ, що міститься у водоносних пластах нафтогазових басейнів з аномально високим пластовим тиском, в інших підземних газонасичених водах, а також у газонасичених водоймищах і болотах;

- газ, одержаний з природних газових гідратів, та підгідратний газ;

- біогаз, генераторний газ, інше газове паливо, одержане з біологічної сировини, у тому числі з біологічних відходів;

- газ, одержаний з промислових відходів (газових викидів, стічних вод промислової каналізації, вентиляційних викидів, відходів вугільних збагачувальних фабрик тощо);

- стиснений та зріджений природний газ, зріджений нафтовий газ, супутний нафтовий газ, вільний газ метан, якщо вони одержані з газових, газоконденсатних та нафтових родовищ непромислового значення та вичерпаних родовищ і не належать до традиційних видів палива.

Сфера альтернативних видів палива - сфера діяльності, пов'язана з виробництвом (видобутком), транспортуванням, зберіганням та споживанням альтернативних видів палива.

В залежності від виду палива (природний газ, біогаз, тверда біомаса та ін.), тобто в залежності від теплотворної здатності палива, знаючи загальну енергію палива, що необхідна для роботи установки на протязі року, можна розрахувати річну витрату палива (т/рік, нм3/рік). Також, якщо вже точно відомо, яке обладнання буде встановлено, можна просто ввести витрату палива з паспортних даних енергогенеруючого обладнання (кг/с, м3/с).

Наступна доповідь на тему «Характеристика основних видів палива»

Приблизна доповідь учня

Буре вугілля має значно меншу теплотворну здатність від кам'яного, високий вміст сірки, значну зольність. Воно придатне для брикетування, напівкоксування і газифікації. Крім того, з бурого вугілля можна одержати штучний гірський віск. В основному буре вугілля використовується на місцевих електростанціях та інших підприємствах як паливо. Основними центрами буровугільної промисловості є Ватутіне на Черкащині та Олександрія в Кіровоградській області.

Українське вугілля в основному має високу собівартість. У кам'яновугільних басейнах це пов'язано з глибоким заляганням пластів та невеликою їхньою потужністю. Буре вугілля невигідно перевозити на далекі віддалі, тому що воно має низьку теплотворну здатність, сипучість, підвищену вологість тощо.

Нафту і природний газ використовують як високоефективне паливо і цінну сировину для хімічної промисловості. На нафту в структурі видобутку палива у перерахунку на умовне паливо припадає 7,2%, на природний газ — 26,1%.

Хоча видобуток нафти і газу в нашій державі зменшується, проте маємо і сприятливі фактори: великі потужності по переробці нафти, близько 70 млн. т, які відсутні в Росії, і великі газосховища. Оскільки газ зберігати у трубах неможливо, Росія вимушена закачувати його великі обсяги в українські газосховища. Цей газ вона продає в країни Західної та Центральної Європи. При розумній міжнародній пол­ітиці це може дати Україні величезні валютні надходження.

Нафту і природний газ в Україні видобувають у Передкарпатті, на Лівобережжі та в причорноморському нафтогазоносному регіоні. Провідне місце належить Лівобережжю. Тут, у Чернігівській, Сумській та Полтавській областях є родовища високоякісної нафти. Вони мають значну кількість попутного природного газу, який використовується для газифікації навколишніх міст і сіл. Є невеликі родовища нафти на півдні країни.

Найбільші родовища газу зосереджені в Харківській області, серед яких особливо відоме Шебелинське. Менше п'ятої частини видобутку природного газу України зосереджено в Прикарпатті. Це Дашава і родовища Івано-Франківської області. Доволі значні родовища природного газу на півдні країни і передусім у Криму. В ос­танні роки зростає видобуток газу з дна Чорного моря.

В Україні склалася густа мережа газопроводів, які ведуть від родовищ Харківської області, Передкарпаття і Криму до великих індустріальних центрів: Полтави, Києва, Львова, Дніпропетровська, Кривого Рогу, Одеси, Харкова, Сімферополя, Севастополя, Ялти тощо.

Слово вчителя

Давайте згадаємо склад, фізичні властивості та способи переробки нафти.

Перелічіть головні продукти переробки нафти.

Інтерактивна гра «реклама». Учням заздалегідь було запропоновано наступне завдання: створити рекламу таких видів палива як: природній газ (1 група), нафта (2 група), вугілля (3 група). Учні представляють результати своєї роботи, після завершення проводиться обговорення та створення «рейтингу» видів палива(робота з інтерактивною системою)

Отже, ми розглянули основні види палива, його види та використання, а тепер укажіть, чи впливають продукти спалювання вугілля, нафтопродуктів і природного газу на навколишнє середовище й організм людини?

Доповіді на тему «Вплив продуктів спалювання вугілля, нафтопродуктів і природного газу на навколишнє середовище й організм людини»

Приблизна доповідь учня

Ще не так давно ми раділи новим здобуткам індустріалізації. Густий чорний дим над заводськими трубами або повалені бульдозером дерева під новий будівельний майданчик сприймалися як символи технічного прогресу, а перші хімічні та металургійні промислові гіганти викликали ейфорію. Прозріння наступило в останні 25-30 років. І тепер фабричний дим - це вже забруднювач атмосфери, шкідливі токсичні викиди продукції хімічної промисловості становлять глобальну проблему, яка потребує негайного вирішення.

При спалюванні вугілля, дров та інших видів твердого, а також рідкого палива в атмосферу викидається велика кількість диму, сажі, часток палива, що не згоріли, сірчистого ангідриду та інших шкідливих речовин. Околиці засмічуються золою, шлаками і пилом від них. Надходження в повітря великої кількості продуктів згоряння, особливо в великих промислових центрах, різко змінює його склад, часто наближаючи концентрацію токсичних речовин до межі допустимих норм у значенні впливу їх на здоров'я людини.

Максимальні гранично допустимі концентрації токсичних речовин в атмосфері обмежені суворими санітарними нормами, наприклад, окису вуглецю до 3,0 г, сірчистого ангідриду до 0,5 г, окислів азоту до 0,08 г, нетоксичного пилу до 0,5 г, сажі до 0,15 г у 1 м3 повітря.

Основним споживачем палива, а отже, і головним “винуватцем” забруднення повітряного басейну є промислові підприємства, електростанції і транспорт. Заміна твердого і рідкого палива газоподібним різко скорочує у відхідних газах котельних установок вміст шкідливих речовин – сажі, сірчистого ангідриду, окису вуглецю. Так, якщо прийняти забруднення атмосфери при спалюванні вугілля за 100%, то при спалюванні мазуту забруднення складе 60%, а при спалюванні газу тільки 20%.

Вміст шкідливих речовин у продуктах згоряння, що викидаються в атмосферу котлами великої продуктивності при спалюванні різноманітних видів палива, наводиться в табл. 1.1.6 (у г/м3).

Слово вчителя

Напишіть рівняння реакцій перетворення діоксиду сірки в сульфатну кислоту; азоту в нітратну кислоту. Забруднення токсичними речовинами навколишнього середовища негативно відбивається на здоров’ї населення, погіршує якість сільськогосподарської продукції, знижує врожайність, передчасно руйнує житлові будівлі, металоконструкції, впливає на клімат окремих регіонів, руйнує озоновий шар Землі, зумовлює загибель флори та фауни.

Наступні доповіді про наслідки забруднення навколишнього середовища.

Приблизна відповідь учня

Забруднення атмосфери

Атмосфера завжди містить домішки природного та антропогенного походження. Основними забруднювачами є гази та тверді частинки. При цьому частка газів складає 90%, а тверді частинки – 10% від всієї маси забруднювачів. До природних забруднювачів відносяться пилові бурі, виверження вулканів, космічний пил тощо. Джерела антропогенного забруднення – теплоелектростанції (сірчистий та вуглекислий гази), металургійні підприємства (викидають оксиди азоту, сірководень, сірковуглець, хлор, фтор, аміак, сполуки фосфору, ртуть, миш’як), хімічні, цементні заводи та інші підприємства.

Атмосферні забруднювачі поділяються на первинні, які надходять безпосередньо до атмосфери, і вторинні, які утворюються внаслідок перетворення первинних забруднювачів. Наприклад, сірчистий газ в атмосфері окислюється до сірчаного ангідриду, який взаємодіє з водяною парою і утворює краплинки сірчаної кислоти. Розглянемо вплив деяких забруднювачів на організм людини.

Атмосферний вплив. Особливо небезпечним є токсичний тонкодисперсний пил з розміром частинок 0,5–10 мкм. Ці частинки глибоко проникають в органи дихання. При неповному згоранні палива утворюється сажа – високодисперсний порошок, який на 90–95% складається з частинок вуглецю. Сажа має високу адсорбційну здатність до важких вуглеводнів, що робить сажу дуже небезпечною для людини. Встановлена залежність між зниженням рівня забруднення атмосферного повітря та зниженням захворюваності (табл. 3.1).

Оксид вуглецю СО. Це безколірний газ який не має запаху. Він впливає на нервову та серцево-судинну системи, викликає задуху. Поява головного болю (первинний симптом отруєння) виникає через 2–3 години після перебування в атмосфері, яка містить 200–220 мг/м3 СО. При більших концентраціях СО виникає відчуття пульсації у скронях, запаморочення. Токсичність СО зростає за наявності в повітрі оксидів азоту.

Оксиди азоту NОх, (NО, NО₂, N₂О₃, NО₅, N₂О₄). В атмосферу викидається переважно діоксид азоту NО2 . Це безколірний отруйний газ, який не має запаху. Спричиняє подразнювальну дію на організм. Небезпека дії оксидів азоту підвищується в містах, де вони взаємодіють з вуглеводнями вихлопних газів і утворюють фотохімічний туман – смог. Ознакою отруєння оксидами азоту є легкий кашель. При підвищенні концентрації NОх виникає сильний кашель, блювання, часом головний біль. Контактуючи з вологою поверхнею слизових оболонок, оксиди азоту утворюють кислоти НNО₃ та НNО₂, які призводять до набряку легенів.

Діоксид сірки SО₂. Це безколірний газ, що має різкий запах і навіть при малих концентраціях (20–30 мг/м3) викликає неприємний присмак в роті, подразнює слизові оболонки очей та дихальні шляхи. Діоксид сірки згубно діє на хвойні та листяні ліси. Коли концентрація SО₂ в повітрі сягає 0,23–0,32 мг/м3, відбувається всихання сосни протягом 2–3 років. Подібні зміни у листяних дерев виникають при концентрації SО₂ 0,5–1,0 мг/м3.

Вуглеводні (пари бензину). Вони мають наркотичну дію. При малих концентраціях викликають біль голови, запаморочення тощо. При вдиханні парів бензину протягом робочої зміни і при концентрації 600 мг/м3 виникають неприємні відчуття в горлі, головний біль, кашель. Метан (СН) утворюється внаслідок розкладання органічних речовин, наприклад, у сільському господарстві, у процесі вуглевидобутку, нафто- і газодобування, газорозподілу і спалювання біомаси. Метан також є причиною "парникового ефекту".

Сполуки CFC (Chlorinated Flour Carbons або фреони) належать до окремих невеликих газоподібних домішок в атмосфері. Вони з'являються переважно внаслідок антропогенної дії (виробництва окремих теплоізоляційних матеріалів, пінопласту), виділяються з холодаґентів холодильників і морозилок. Фреони (головні руйнівники озонового шару атмосфери) підвищують рівень ультрафіолетового опромінювання Землі з космосу. Їх наявність в атмосфері сприяє утворенню "парникового ефекту"

Озон (О₃) утворюється на великих висотах (приблизно 30 км) від взаємодії кисню О₂ та ультрафіолетового випромінювання Сонця, а також на низьких висотах — у результаті фотохімічних реакцій (зокрема, взаємодії оксидів азоту й гідрокарбонатів). Озон спричинює "парниковий ефект", неґативно впливає на здоров'я людини, культивування рослин та "вимирання лісів".

Альдегіди. Тривалий вплив альдегідів викликає подразнення слизових оболонок очей та дихальних шляхів. За концентрації формальдегіду 20–70 мг/м3 спостерігається біль голови, слабкість, втрата апетиту, безсоння.

Сполуки свинцю. Через органи дихання до організму надходить близько 50% сполук свинцю. Свинець викликає порушення синтезу гемоглобіну, виникають захворювання дихальних шляхів, статевих органів, нервової системи.

Приблизна відповідь учня

Забруднення гідросфери

Розрізняють хімічне, фізичне та біологічне забруднення водоймищ. Хімічне забруднення зумовлюється збільшенням вмісту у воді неорганічних та органічних шкідливих домішок. Фізичне забруднення пов’язане зі змінами фізичних параметрів водного середовища і зумовлюється тепловими, механічними та радіоактивними домішками. Біологічне забруднення полягає в змінах властивостей водного середовища внаслідок збільшення кількості мікроорганізмів, рослин та тварин.

Основними забруднювачами гідросфери є промисловість та сільське господарство. Внутрішні водойми забруднюються стічними водами металургійної, нафтопереробної, хімічної та інших галузей сільського господарства, житлово-комунального господарства та поверхневими стоками. Найбільш шкідливими органічними забруднювачами гідросфери є нафта та нафтопродукти. Щорічно в світовий океан потрапляє 5–10 млн. тонн нафти та нафтопродуктів. Наявність на поверхні води масла, жирів, мастильних матеріалів перешкоджає газообміну між водою та атмосферою, що знижує насиченість води киснем. Забруднення води нафтою перш за все негативно впливає на стан фітопланктону і зумовлює загибель птахів. Відходи, які містять мінеральні забруднення, локалізуються переважно біля берегів, проте деяка їх частина виноситься за межі територіальних вод. Найбільш небезпечним є забруднення вод ртуттю, тому що зараження морських організмів викликає отруєння людей.

На промислових підприємствах джерелами забруднення стічних вод є виробничі, поверхневі та побутові стоки. Виробничі стічні води утворюються внаслідок використання води в технологічних процесах. Побутові стічні води підприємств утворюються при експлуатації душів, туалетів, пралень та їдалень, звідки вони скеровуються на міські станції очищення.

Поверхневі стічні води утворюються внаслідок змивання дощовою, талою та поливальною водою домішок, які накопичуються на території, на дахах та стінах виробничих будівель. В цих водах містяться тверді частинки (пісок, камінь, стружка, тирса, пил, сажа, залишки рослин), нафтопродукти, використовувані в двигунах транспортних засобів тощо. Небезпечні не лише первинні забруднення поверхневих вод, але й вторинні забруднення, які виникають внаслідок хімічних реакцій речовин у водному середовищі. Наприклад, феноли і хлориди можуть утворювати діоксини. Забруднення поверхневих вод знижує запаси питної води, негативно впливає на розвиток фауни та флори водоймищ. Порушується кругообіг речовин в біосфері, знижується обсяг біомаси на планеті, знижується відтворення кисню.

Приблизна відповідь учня

Забруднення літосфери

Забруднення ґрунтів відбувається під час видобутку корисних копалин та при їх збагаченні, внаслідок захоронення відходів виробництва та побутового сміття, при проведенні військових навчань, випробувань, внаслідок аварій та катастроф. Ґрунти істотно забруднюються також під час опадів в зонах розсіювання викидів в атмосферу.

Із загального об’єму гірської маси, яка видобувається з надр, переробляється лише 1/3 частина, а у виробництві використовується близько 7%. Більша частина гірської маси накопичується у відвалах.

Тверді відходи машинобудівних виробництв містять амортизаційний лом, стружку та тирсу металів, деревини, пластмас, шлаки, золу, шлам, пил. Найбільш небезпечними є підприємства кольорової та чорної металургії. Забруднені зони мають радіус близько 20–50 км, при цьому перевищення ГДК сягає понад 100 разів. Основними забруднювачами є нікель, свинець, бензапірен, ртуть тощо. Викиди сміттєспалювальних заводів викидають тетраетил свинець, ртуть, діоксини, бензапірен тощо. Викиди теплоелектростанцій містять бензапірен, сполуки ванадію, радіонукліди, кислоти та інші токсичні речовини.

В сільському господарстві основним забруднювачем довкілля, окрім добрив, є пестициди. В залежності від об’єкта впливу пестициди поділяються на гербіциди, інсектициди, зооциди, фунгіциди, бактерициди, лімациди, дефоліанти, десіканти, ротарденти, репелянти, атраканти.

Токсичний вплив пестицидів став проявлятись в глобальних масштабах. Нераціональне використання пестицидів негативно впливає на якість ґрунтів. Залишки пестицидів у вигляді домішок проникають у воду, включаються в харчові ланцюги, потрапляють в продукти харчування. В зв’язку з цим актуальною є проблема створення і використання швидкорозчинних препаратів з великою швидкістю деструкції.

Запропонуйте способи захисту навколишнього середовища від продуктів переробки вуглеводневої сировини.

Які ви можете запропонувати альтернативні джерела енергії?.

Учні виголошують свої думки, обговорюють їх.

Дати відповідь на проблемне запитання уроку ( Справа в тому, що довгий час нафту використовували в якості палива, а Д.І. Менделєєв разом зі своїми однодумцями сприяли розвитку її переробки і раціонального використання продуктів переробки).

Інтерактивна вправа «Займи позицію».

Завдання учням : прокоментуйте інформацію, висловіть свою думку, аргументуйте її, займіть позицію(розмістіть посмішку біля вислову,що відповідає позиції вашої групи):

- За використання класичних продуктів палива

- За використання алютернативних видів палива

Відповідь обгрунтуйте.

ІV. Підведення підсумків роботи

Отже, на сьогоднішньому уроці ми з вами узагальнили знання про склад та властивості основних джерел вуглеводнів, їх застосування як палива у різних галузях господарства, розглянули який вплив чинять продукти спалювання вугілля, нафтопродуктів та газу на навколишнє середовище.

Рефлексія

Учні продовжують речення «Новим для мене було…; Цікавим я вважаю той факт…; Мені сподобалося…; Було б краще, якби…