Методическая разработка урока по дисциплинам «География», «Химия» на тему «Природные источники углеводородов» с региональным компонентом

Министерство образования Саратовской области

ГАПОУ Саратовской области

«Балашовский техникум механизации сельского хозяйства»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

урок по дисциплинам «География», «Химия»

на тему «Природные источники углеводородов »

с региональным компонентом

Подготовили: преподаватели естественнонаучных дисциплин

Курсакова Светлана Николаевна, Галактионова Ирина Александровна

Балашов 2023

Аннотация

на методическую разработку урока, по теме:

«Природные источники углеводородов».

Дисциплины: «География», «Химия»

Авторы: Курсакова С. Н., Галактионова И.А.

Учебное заведение: ГАПОУ СО «Балашовский техникум механизации сельского хозяйства»

Объём работы - 41 листов

Содержание

Работа посвящена разработке методики проведения бинарного урока открытия новых знаний по дисциплинам «География», «Химия».

Значимость этого урока заключается в том, что его форма и используемый материал создают наилучшие условия для овладения студентами предметных знаний, личностных и метапредметных результатов, а так же умений по данной теме.

В методической разработке урока преподавателями используются элементы таких педагогических технологий, как: технология критического мышления, технология коллективной мыслительной деятельности, технология развивающего обучения, проблемное обучение.

Методическая разработка содержит описание методики проведения бинарного урока. Она предназначена для преподавателей естественнонаучных дисциплин с целью ознакомления с методами, формами и приемами подачи материала и внедрения их в учебный процесс.

Оглавление

1 Предисловие

Углеводороды имеют большое народно-хозяйственное значение и могут быть выделены из различных природных источников. Они служат важнейшим видом сырья для получения почти всей продукции современной промышленности органического синтеза, используются в энергетических целях.

Тема урока «Природные источники углеводородов» решает ряд задач, направленных на применение разных форм и приемов работы обучающихся, современных методов и технологий обучения.

В ходе урока формируются экономические и экологические представления об использовании углеводородов, а его содержание позволяет в полной мере использовать региональный компонент.

Особое значение уделяется выполнению обучающимися разноплановых практических заданий, включающие использование исследовательских моментов, что позволяет наглядно проверить уровень и глубину усвояемых знаний, формирование и закрепление практического опыта, способности работать в коллективе, выполнять самостоятельные задания.

Важным моментом является обобщение знаний о природных источниках органических соединений и способах их переработки; а также возможностью показать успехи и перспективы развития газовой и нефтеперерабатывающей отрасли страны. Поэтому, урок решает ряд и воспитательных задач, способствуя социализации обучающихся.

Тема урока позволяет сформировать у обучающихся первоначальные профессиональные понятия, и установить связь с курсами общепрофессиональных дисциплин.

2. Основная часть

Ход занятия.

1 Организационный момент:

1.1 Приветствие преподавателя, мотивация учебной деятельности

(Предварительная организация группы: проверка отсутствующих, внешнего состояния помещения, рабочих мест. Создание спокойной, деловой обстановки. Проверка готовности обучающихся к изучению материала)

Преподаватель химии Сегодня мы продолжим знакомиться с огромным миром органической химии. Красители, пластмассы, лекарственные препараты, моющие средства, различные виды топлива – это те вещества и продукты которые обеспечивают нам достойное качество жизни. И как мы видим, органические вещества не только окружают нас, мы сами состоим из них, и вся живая природа, среди которой мы живем и которую мы постоянно используем, тоже состоит из органических веществ.

1.2 Инициирование обучающихся к формулированию темы и целей занятия

Методы: проблемное изложение

Форма организации: фронтальная

Приемы: коммуникативная атака, беседа

Средства: эпиграф, презентация

Преподаватель химии:

Недаром, эпиграфом к нашему уроку будут слова

Углеводороды все такие разные –

Жидкие и твёрдые, и газообразные.

Почему так много их в природе?

Дело в ненасытном углероде.

Вопросы для беседы:

Вопрос 1.Как вы думаете, почему мы выбрали эпиграфом эти слова

Предполагаемый ответ студента: Потому, что мы будем говорить сегодня об углеводородах

Обобщение преподавателя Действительно, этот элемент, как никакой другой, “ненасытен”: он так и стремится образовывать то цепи, прямые и разветвлённые, то кольца, то сетки из множества своих атомов. Отсюда множество соединений из атомов углерода и водорода.

Вопрос 2. Приведите примеры природных источников углеводородов

Предполагаемый ответ студента: Важнейшими природными источниками углеводородов являются полезные ископаемые – каменный уголь, нефть, газ.

Обобщение преподавателя Углеводороды – это и природный газ – метан, и другой бытовой горючий газ, которым наполняют баллоны – пропан. Углеводороды – это и нефть, и бензин, и керосин. А ещё – органический растворитель бензол, парафин, из которого сделаны новогодние свечи, глицерин из аптеки и даже полиэтиленовый пакет для упаковки продуктов…

2. Актуализация знаний

2.1 Мотивация: пробуждение интереса и побуждение к работе (определение темы урока, целей)

Методы: объяснительно-иллюстративный, метод визуализации учебной информации, педагогическая поддержка

Форма организации: фронтальная, индивидуальная

Приемы: интеллектуальная разминка, интерактивный методический прием ЗХУ (знаю, хочу знать, узнал)

Средства: видеофрагмент, рабочая тетрадь, презентация

Преподаватель географии:

- А сейчас вашему вниманию мы предлагаем просмотреть видеофрагмент «Что такое углеводороды».

- После просмотра мы проведем беседу по данному видеофрагменту, поэтому вы должны проявить максимум внимания при его просмотре.

Вопросы для студентов по завершению просмотра фильма:

Вопрос преподавателя:

Скажите, пожалуйста, в чем связь углеводородов и энергетических ресурсов?

Предполагаемый ответ студентов:

Потому, что нефть и природный газ состоят из углеводородов

(После беседы студенты должны сформулировать тему урока).

Преподаватель географии : Мы определили тему урока (запишем сегодняшнюю дату и тему урока в тетрадь). Давайте выясним, что вам известно по данному вопросу. Для этого выполните задание №1 в опорном конспекте, заполнив первую колонку.

Задание № 1. Запишите в первой колонке все, что вам известно об углеводородах. Записи должны быть емкими (четко передающими смысл) и краткими.

Студенты выполняют задание № 1 таблица №1.

Преподаватель проверяет выполненную работу, отмечает, что студенты имеют базовые знания по изучаемой теме.

2.2 Самоконтроль и самооценка возможностей предстоящей
деятельности по изучению данной темы (постановка задачи, сообщение форм контроля, показателей и критериев оценки).

Методы: самоконтроль, самооценка, педагогическая поддержка

Форма организации: фронтальная, индивидуальная

Приемы: диалог, междисциплинарная координация, интерактивный методический прием ЗХУ (знаю, хочу знать, узнал)

Средства: рабочая тетрадь, презентация

Преподаватель химии: Мы весь урок будем с вами рассуждать, высказывать свое мнение, анализировать, сравнивать, мыслить, работать с презентацией, выполнять практические задания. После завершения урока ваша работа будет оценена.

Полученная вами информация будет вам необходима при изучении, дисциплины «Экологические основы природопользования», общепрофессиональных дисциплин, междисциплинарных курсов.

Преподаватель химии: Какое практическое значение имеет данная тема, для чего ее необходимо изучать?

Предполагаемый ответ студентов:

Современному специалисту хотя бы в общих чертах необходимо разбираться в этих вопросах, чтобы иметь представление: о природных источниках углеводородах, их составе, способах переработки и др.

Преподаватель химии: Чтобы выяснить, какие знания вы хотите получить по данной теме, мы продолжим работу в рабочей тетради с заданием №1, заполнив вторую графу «Хочу знать».

(Студенты заполняют в рабочей тетради таблицу №1 (колонку 2)

Проверка выполненного задания.

Преподаватель химии: Давайте сформулируем задачи урока:

- познакомится с составом, способами добычи и переработки природных углеводородов с их основными месторождениями

- выявить основные экологические проблемы, возникающие при переработке и добыче различного вида топлива.

2.3 Повторение изученного материала для новой темы (основные понятия, необходимые для освоения новых знаний, раскрытие междисциплинарных связей и др.)

Методы: метод опережающего обучения

Форма организации: фронтальная

Приемы: выделение ключевых понятий, междисциплинарная координация

Средства: презентация

Преподаватель географии: О природных ресурсах их свойствах вы говорили на уроках физической географии, физики, биологии, экологии.

Посмотрим, что вам известно по теме нашего урока.

Преподаватель географии

1. Он вязкий и черный, он нефтепродукт,

Его кочегары и любят, и ждут,

Горит изумительно ярким огнем,

Так все говорят про него и о нем.

Его для дорожных работ привезут.

И что это? Вы догадались? (Мазут)

2. Его из мазута готовят, мешают:

Щебенки и гальки туда добавляют,

Потом добавляют его понемногу.

Когда ремонтируют нашу дорогу.

Дорога теперь устремляется вдаль

Как воздух, для этого нужен (Асфальт)

3. Горели раньше свечи и лучина,

Негодовали женщины, мужчины:

«Темно для глаз! Так жить мы не хотим!»

И наливали в лампы… (керосин)

4.Заправляют ей КамАЗы,

И БелАзы, КрАЗы, МАЗы.,

И трудяги трактора

Трудятся на ней с утра (солярка).

5.Черный как ворон, а греет как солнце,

Он несет в дома тепло,

От него в домах светло,

Помогает плавить стали,

Делать краски и эмали (уголь)

6. Без нее не побежит

Ни такси, ни мотоцикл,

Не поднимется ракета.

Отгадайте, что же это? (нефть)

7.На кухне у мамы помощник отличный,

Он синим цветком расцветает от спичек (природный газа)

Преподаватель географии : У вас достаточно хороший багаж знаний для изучения нового материала. Вам хорошо известно, что относится к природным углеводородам

2.4 Проверка домашнего задания

Методы: взаимопроверка учебной деятельности

Форма организации: индивидуальная, групповая (парная) деятельность

Приемы: тестирование, оценка успешности

Средства: карточки-дешифраторы, презентация

Преподаватель химии: На прошлых уроках мы изучали темы «Предельные и непредельные углеводороды». Давайте посмотрим, как вы усвоили материал. Проведем тестирование. На столах у вас лежат листы с вопросами теста, переверните их. Дешифраторы пока не трогаем. Выберите из предложенных вариантов правильный ответ.

А сейчас обменяйтесь карточками и проверьте выполнение задания друг, у друга используя дешифратор. Оцените работу, используя следующие критерии:

Без ошибок – «оценка 5»

Одна ошибка- «оценка 4»;

Две ошибки – «оценка 3»;

Три ошибки – «оценка 2».

Верните карточки с выставленными оценками на место, ознакомьтесь с результатами проверки и передайте их преподавателю.

3. Промежуточная рефлексия:

3.1 Самооценка собственной деятельности обучающихся.

Методы: частично-поисковый, педагогическая поддержка, организация самостоятельной деятельности обучающихся

Форма организации: индивидуальная

Прием: самооценка учебной деятельности, «кубик Блума»

Средства: «кубик Блума», рабочая тетрадь, презентация

Преподаватель географии:Сегодня нам предстоит очень большая работа по изучению нового материала. Мы будем использовать ваш опыт и познания, находить пути разрешения вопросов стоящих перед нами. Сейчас вы сами оцените свой уровень знаний.

Понадобиться обычный бумажный куб «кубик Блума», на гранях которого написано:

Назови.

Почему.

Объясни.

Предложи.

Придумай.

Поделись.

Я буду задавать вопросы, вы постарайтесь на них ответить.

- предложи меры по защите окружающей среды от загрязнений

- назови основные месторождения нефти в России

- назови город, который является колыбелью газовой отрасли России.

- придумай синоним к слову уголь (материал, черное золото, топливо)

-объясни отличие термического крекинга от каталитического крекинга

- почему на бензоправках мы видим колонки с надписями марок бензина: А-78 (80), А-92, А-95. Что означают эти записи?

На данном этапе студенты испытывают затруднения при ответе на вопросы.

Преподаватель географии: сейчас вы не смогли ответить на все вопросы, но в конце урока, после изучения темы, вы сможете легко найти на них ответ.

4 Открытие «нового знания»

Ребята, а какие вопросы помогут нам раскрыть тему нашего урока «Природные источники углеводородов».

Предполагаемый ответ обучающегося: мы будем говорить о нефти, каменном угле и природном газе.

Преподаватель географии: сейчас, мы посмотрим видеофильм, который вам подскажет еще один вопрос, который мы рассмотрим сегодня на уроке.

Просмотр видеофильма «Экологические проблемы»

Преподаватель озвучивает план занятия.

План:

1. Происхождение и области применения природного и попутного газов.

2. Переработка каменного угля.

3. Состав, переработка нефти и использование нефтепродуктов.

4.Экологические проблемы при использовании природных углеводородов

Вопрос№1. Происхождение и области применения природного и попутного газов

Методы обучения: познавательно-проблемное изложение материала, метод визуализации учебной информации, общепедагогические здоровьесберегающие методы

Форма организации: фронтальная

Приемы обучения: рассказ, проблемный диалог, физкультминутка, работа с рабочей тетрадью.

Средства обучения: схемы, таблицы, презентация преподавателя, рабочая тетрадь.

Преподаватель географии: Важнейшими природными источниками углеводородов являются полезные ископаемые: каменный уголь, природный и попутный нефтяной газ, нефть.

Природный газ

Природный газ – смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ, газ относится к группе осадочных горных пород

Зажигая горелку на кухне, мало кто из хозяек задумывается, как давно люди стали использовать природный газ в качестве топлива. Эта история насчитывает не века, а тысячелетия: в IV веке до н. э. китайцы обогревались и освещали жилища при помощи бездымного голубоватого огня.

В России промышленная разработка месторождений природного газа началась в прошлом веке, а до этого его находили только при добыче нефти или бурении скважин для воды.

Саратов это город, который является колыбелью газовой отрасли России. Русская смекалка всегда помогала людям с пользой применять все, что встречается на пути. Когда в Саратовской губернии один купец начал бурить артезианскую скважину и обнаружил не воду, а огонь, он с выгодой воспользовался ситуацией и организовал там стекольное и кирпичное производство. Сегодня это первое обнаруженное газовое месторождение называется Мельниковское (Дергачевское), однако запасы метана здесь уже давно иссякли.

Другие промышленники переняли его опыт, и бесполезный подземный газ стал постепенно превращаться в ценное топливо. В апреле 1941 года заложили первую рабочую скважину в районе поселка Елшанка. Именно эта скважина считается первой газовой скважиной №1 в России. Газовики ласково именуют ее «Бабушкой». Производительность Елшанской скважины равнялась 800 тысяч кубометров газа в сутки.

Началом газовой промышленности СССР также следует считать строительство магистрального газопровода «Саратов — Москва» в 1944–1946 годах. Газопровод «Саратов — Москва» ознаменовал собой коренной поворот топливной экономики страны, которая окончательно перешла от использования дров, угля и торфа к использованию природного газа метана. С открытием природного газа, Саратов на некоторое время стал главным центром всей газовой индустрии Советского Союза. Газовая промышленность – это самая молодая отрасль переработки полезных ископаемых в России, в этом году, в феврале. ей исполнилось всего 25 лет.

На сегодняшний день Россия обладает 35% от мировых запасов природного газа, что составляет более 48 трлн. м3. Основные районы залегания природного газа по России: Уренгойское, Ямбургское, Заполярное; Волго-Уральская нефтегазоносная провинция; Ставропольский край, Краснодарский край. Только пять месторождений- Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье и Оренбургское – содержат ½ всех промышленных запасов России. Добыча природного газа отличается высокой концентрацией и ориентирована на районы с наиболее крупными и выгодными по эксплуатации месторождениями.

Уренгойское месторождение включено в «Книгу рекордов Гиннеса». Запасы и добыча этого месторождения уникальны. Разведанные запасы превышают 10трлн м3.

Саратовская область относится к Волго-Уральской нефтегазоносной провинции и располагает достаточными ресурсами почти всех видов полезных ископаемых, позволяющими удовлетворить как собственные потребности, так и обеспечивать вывоз некоторых за её пределы. Область производит 1,8% всей добываемой нефти Поволжья, 17% природного газа. Важнейшее значение в топливно-энергетическом комплексе области имеет нефтегазовое минеральное сырьё. В настоящее время у нас насчитывается 42 промышленных нефтегазоносных месторождения. Нефть здесь хорошего качества, легкая, малосернистая, но сами месторождения невелики. Они находятся в Красноармейском, Саратовском районах. Длительное время сохраняется уровень добычи нефти 1,2-1,3 млн т в год. Потенциальные ресурсы нефти и газа в области достаточно велики и составляют около 700 млн т нефти и 1 трл м3 газа.

Преподаватель географии: Нанесите на контурную карту основные месторождения природного газа в России (Задание №2). Проверяет выполнение работы.

Преподаватель химии: Состав природного газа.

В природном газе содержатся углеводороды с низкой молекулярной массой, основным компонентом является метан. Его содержание в газе различных месторождений колеблется от 80% до 97%. В состав природного газа входят более тяжёлые углеводороды — гомологи метана: этан (C2H6), пропан (C3H8),бутан (C4H10).

Природный газ содержит также другие вещества, не являющиеся углеводородами: водород (H2), сероводород (H2S), диоксид углерода (СО2), азот (N2), гелий (Не) и другие инертные газы.

Применение природного газа:

1. Природный газ является ценнейшим видом топлива, по своим свойствам он превосходит даже нефть. 

2. Используют в котельных установках, доменных, мартеновских и стекловаренных печах т.к. при сгорании газа выделяется много теплоты, поэтому он служит энергетически эффективным и дешевым топливом.

3. Используют в химической промышленности как сырье для получения различных органических веществ.

Преподаватель химии Итак, метан – это основа природного газа, а его мы изучили в теме предельные углеводороды, вспомните физические свойства метана.

Предполагаемый ответ студента: метан легче воздуха, без запаха, вкуса малорастворим в воде, с воздухом образует взрывчатую смесь.

Действительно, поскольку природный газ почти в два раза легче воздуха, он поднимается вверх. Человек не может задохнуться, оказавшись на дне низины. Но есть другая опасность: если в воздухе присутствует от 5 до 15 % объема природного газа, смесь становится взрывоопасной.

Преподаватель химии: Природный газ не имеет запаха, так почему же жильцы квартир сразу чувствуют, если где-то происходит утечка?

Предполагаемый ответ студента: добавляют вещества для запаха.

Для нашей безопасности в голубое топливо добавляют специальные одоранты (этилмеркаптан), имеющие резкий неприятный запах (гнилой капусты, прелого сена, тухлых яиц), и не заметить его невозможно. Поэтому, если вы почувствовали запах газа необходимо позвонить по телефону аварийной газовой службы -04, или в службу спасения -112.

Попутный нефтяной газ – это газ, существующий вместе с нефтью, он растворен в нефти и находится над ней, образуя «газовую шапку», под давлением.

По специфике получения попутный нефтяной газ считается побочным продуктом нефтедобычи, который очень долгое время сжигали. Он является собой смесь парообразных углеводородных и неуглеводородных составляющих природного происхождения.

Вопрос: И для того чтобы понять, что же из себя представляет нефтяной газ давайте поработаем с таблицей и сравним природные и попутные газы по составу и подумаем в качестве чего может применяться данный газ?

Таб. № 1. Сравнительная характеристика природного и попутного нефтяного газов.

Попутный газ, по сравнению с природным газом содержит меньше метана, но имеет большое количество его гомологов, в том числе пентана и гексана, поэтому его выгоднее использовать как химическое сырье. Поэтому ПНГ может использоваться в разных целях, а природный газ применяется только как энергетическое сырье.

Применение ПНГ.

1. Является ценным сырьем для энергетической и химической промышленности т.к. обладает теплотворной способностью.

2. В химической промышленности из содержащегося в попутном газе метана и этана изготавливают пластмассу и каучук.

3. Более тяжелые углеводородные компоненты используют как сырье для производства высокооктановых топливных присадок, ароматических углеводородов и сжиженных углеводородных газов.

Основной способ доставки газа - газопроводы имеют протяженность много тысяч километров, начальной энергии потока не хватит, чтобы преодолеть такие расстояния. Чтобы отправить его дальше, строятся компрессорные станции, где газ охлаждают и придают ему дополнительное давление. Кроме трубопроводного транспорта широко используют специальные танкеры — газовозы. Это специальные суда, на которых газ перевозится в сжиженном (сжимается в 600 раз) состоянии в специализированных изотермических емкостях при температуре от −160 до −150 °С.. Существуют и другие способы транспортировки газа, но пока трубопроводы являются самыми экономичными.

Динамическая пауза. Обучающиеся выполняют упражнения на мышцы шеи и плечевого пояса:

Очень химию мы любим!

Шею влево, вправо крутим.

Воздух – это атмосфера,

Если правда, топай смело!

В атмосфере есть азот,

Делай вправо поворот.

Так же есть и кислород

Делай влево поворот.

Воздух обладает массой -

Мы попрыгаем по классу.

Есть в нем углекислый газ,

Шагом марш на месте класс!

Чем выше вверх, тем воздух реже,

Друг другу улыбнулись нежно

Вопрос № 2 . Переработка каменного угля.

Методы обучения: познавательно-проблемное изложение материала, метод визуализации учебной информации, исследовательский.

Форма организации: фронтальная, индивидуальная.

Приемы обучения: рассказ, проблемный диалог, мини-исследование

Средства обучения: рабочая тетрадь, презентация, образцы угля.

Преподаватель географии На земном шаре известно больше 36 тысяч угольных бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15% территории земного шара. Угольные бассейны могут тянуться на тысячи километров. Всего общегеологические запасы угля на земном шаре составляют 5 трлн. 500 млрд. тонн, в том числе разведанные месторождения -1 трлн. 750 млрд. тонн.

Основная часть угольных ресурсов приходится на северное полушарие – Азию, Северную Америку, Евразию. Россия занимает второе место по запасам и пятое место по объему добычи угля (более 320 млн т в год) . При существующем уровне добычи угля его запасов хватит более чем на 550 лет.

Преподаватель географии Выполните задание № 3 Нанесите на контурную карту основные месторождения каменного угля в России.

Обучающиеся работают с контурной картой

Преподаватель химии

Сейчас вы будете проводить небольшую исследовательскую работу, напоминаю вам о соблюдении техники безопасности на уроке.

Выполним задание № 4 в рабочей тетради. На столах у вас находятся образцы видов угля. Поработайте с ними, изучите его виды по физическим свойствам: цвету, внешнему виду, хрупкости….. Результаты запишите в рабочую тетрадь.

Студенты зачитывают записи, преподаватель химии дополняет сведения.

Антрацит – самый древний из ископаемых углей. Отличается большой плотностью и блеском. Содержит до 95% углерода. При горении это угля – пламя невидимое, сгорание бездымное.

Каменный уголь – содержит до 99% углерода. Черный, хрупкий. Из всех ископаемых углей находит самое широкое применение. Он при горении издаёт громкий треск.

Бурый уголь – содержит до 72% углерода. Имеет бурый цвет. Как самый молодой из ископаемых углей, часто сохраняет следы структуры дерева, из которого он образовался. Отличается большой гигроскопичностью и высокой зольностью (от 7% до 38 %), поэтому используется только как местное топливо и как сырьё для химической переработки, получают бензин и керосин.

Каменный уголь содержит большое количество органических веществ. Кроме органических веществ, в его состав входят и неорганические вещества, такие, как вода, аммиак, сероводород и, конечно же, сам углерод – уголь. Одним из основных способов переработки каменного угля является коксование – прокаливание без доступа воздуха. (Фиксируют способы переработки в рабочей тетради) Под коксованием подразумевают технологический процесс преобразования угля в кокс. Он состоит из несколько стадий. На первом этапе проводится подготовка угля к коксованию. Добытый уголь измельчают и образовывают специальные смеси – шихты. На следующей стадии проводится коксование. Оно происходит в специальных камерах коксовой печи с применением газового нагрева. Подготовленную шихту помещают в печь на 15 часов, где все это время проводится повышение температуры до 1000ºС.

Преподаватель химии Используя слайд, продолжайте выполнение задание № 4 в рабочей тетради.

Коксовый газ – в его состав входят водород, метан, угарный и углекислый газ, примеси аммиака, азота и других газов.

Каменноугольная смола – содержит несколько сотен различных органических веществ, в том числе бензол и его гомологи, фенол и ароматические спирты, нафталин и разные гетероциклические соединения.

Надсмольная или аммиачная вода – содержащая, как ясно из названия, растворённый аммиак, а также фенол, сероводород и другие вещества.

Кокс – твёрдый остаток коксования, практический чистый углерод.

Кокс используется в производстве чугуна и стали, аммиак - в производстве азотных и комбинированных удобрений, а значение органических продуктов коксования трудно переоценить.

Вопрос № 3. Состав, переработка нефти и использование нефтепродуктов

Методы обучения: познавательно-проблемное изложение материала, метод визуализации учебной информации, исследовательский, здоровьесберегающий.

Форма организации: фронтальная, индивидуальная.

Приемы обучения: рассказ, проблемный диалог, мини-исследование

Средства обучения: рабочая тетрадь, презентация, образцы нефти, схема ректификационной перегонки нефти.

Преподаватель географии Из курсов истории, географии, экологии, химии вы уже многое знаете о нефти. Что такое нефть? Теплотехник на этот вопрос ответит: «Прекрасное высококалорийное топливо». Географ скажет: «Ценнейшее полезное ископаемое». Химик возразит: «Нет! Это сырьё для получения множества химических продуктов». Сегодня на уроке мы постараемся выяснить, кто из них прав и почему нефть называют «чёрным золотом».

Нефть известна человечеству с древних времён. На берегу Евфрата она добывалась 6-7 тыс. лет до н. э. Использовалась она для освещения жилищ, для приготовления строительных растворов, в качестве лекарств и мазей, при бальзамировании. Нефть в древнем мире была грозным оружием: огненные реки лились на головы штурмующих крепостные стены, горящие стрелы, смоченные в нефти, летели в осаждённые города. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием “греческого огня”. В средние века она использовалась главным образом для освещения улиц.

Нефтегазоносных бассейнов разведано больше 600, разрабатывается 450, а общее число нефтяных месторождений достигает 50 тысяч.

Д. И. Менделеев сказал: Сжигать нефть – это то же, что топить печь ассигнациями. Давайте задумаемся над этими словами. И после просмотра видеоролика «Что делают из нефти» ответим на вопрос: В чем смысл этих слов?

Просмотр видеофильма«Что делают из нефти»

Предполагаемые ответы студентов:

- Из нефти получают бензин, солярку, керосин

-Продукты производства всегда дороже, чем сырье.

В каждой капле нефти содержится более 900 различных химических соединений, более половины химических элементов Периодической системы. Это действительно чудо природы, основа нефтехимической промышленности. Примерно 90% всей добываемой нефти используется в качестве топлива. Несмотря на “свои 10%”, нефтехимический синтез обеспечивает получение многих тысяч органических соединений, которые удовлетворяют насущные потребности современного общества. Недаром люди уважительно называют нефть “чёрным золотом”, “кровью Земли”.

Существуют две гипотезы происхождения нефти.

1. Гипотеза неорганического (абиогенного) происхождения нефти – карбидная. В 1546 году Георгий Агрикола писал, что нефть имеет неорганическое происхождение, а каменные угли образуются путем ее сгущения и затвердевания. Впервые ее высказал Д. И. Менделеев (1877 г.), который полагал, что нефть образовалась из карбидов металлов и паров воды в условиях глубинных процессов, происходящих в земной коре при воздействии высоких давлений и температур.

2. Наиболее современной и распространенной является гипотеза органического (биогенного) происхождения. Согласно биогенной теории, нефть образовалась из останков растений и животных, накопившихся в осадочных породах морей и океанов (сапропель). Давайте посмотрим видеоролик «Биогенное происхождение нефти»

Просмотр видеоролика «Биогенное происхождение нефти».

Основные доказательства биогенной гипотезы:

1. Территориальное совпадение нефтяных месторождений и зон осадочных пород. Например, обилие нефтяных месторождений в зоне шельфа морей и океанов, прибрежных зон, зон, где в отдаленные геологические периоды было морское дно.

2. В составе нефти обнаружены элементы биогенного происхождения, входящие в состав белков, жиров (азот, сера, кислород), а также оптически активные вещества биогенного происхождения.

3. Углеводороды нефти имеют преимущественно нормальное строение молекул, как и углеводороды биогенного происхождения. В случае образования углеводородов в результате каталитической полимеризации, как следует из первой и второй гипотез, они имели бы преимущественно разветвленное строение.

Преподаватель географии Выполните задание № 5. Нанести на контурную карту в рабочей тетради основные месторождения нефти России.

Преподаватель химии. В зависимости от месторождения нефть имеет различный состав. Наиболее часто встречаются нефти смешанного состава. По плотности различают легкую и тяжелую нефть.

Сейчас выполним задание № 6.используя рабочие тетради. На столах у вас находятся образец нефти. Проведите исследование физических свойств нефти и сделайте вывод. Напоминаю вам о соблюдении техники безопасности используя легко воспламеняемое горючее вещество. Результаты запишите в рабочую тетрадь.

- Обратите внимание на цвет нефти(коричневый)

- Ребята, а запах вам знаком? Какие ассоциации у вас возникают? (не нюхаем!!!, а направляем воздух рукой к носу)(запах бензина).

- А теперь большим пальцем прикройте горловину флакона и встряхните, не бойтесь испачкаться: нефтеразведчики умывают руки и лицо нефтью - так празднуется открытие нефтеносного пласта. Разотрите оставшеюся на пальце нефть, что ощущаете?(ответ – маслянистость)

- Теперь проведем опыт по растворимости ее в воде (проводит преподаватель).

- Проведем опыт горения нефти (проводит преподаватель).

А теперь сделайте вывод, что собой представляет нефть.

Предполагаемый ответ студентов: Вывод: Нефть - маслянистая жидкость, темного желто-коричневого цвета, имеет своеобразный запах бензина, легче воды, хорошо горит.

Состав нефти неодинаков. Но все они обычно содержат углеводороды трех видов – алканы (преимущественно нормального строения), циклоалканы и ароматические углеводороды.

В сыром виде нефть нигде не используется, применение находят продукты ее переработки. Выделяют первичную и вторичную перегонку нефти (фиксирование в тетради). Первичная переработка нефти - ректификация заключается в разделении её на фракции при нагревании, при этом выделяются фракции, различающиеся по температуре кипения. Низкокипящие фракции называются легкими, а высококипящие - тяжелыми.

Таб. № 2. Основные фракции нефти

Мазут в свою очередь подвергают дальнейшему разложения и получают фракции: соляровые масла (дизельное топливо), смазочные масла (автотракторное, авиационное, индустриальное и др.), вазелин (основа для косметических средств и лекарств). Из некоторых сортов нефти получают парафин (для производства спичек, свечей и др.). После отгонки остается гудрон, который широко применяют в дорожном строительстве 

Выход бензина после первичной перегонки нефти составляет всего 20% и понятно, что данный объем получения бензина не удовлетворяют потребностям населения.

Преподаватель химии: Заезжая на бензозаправку мы видим колонки с надписями марок бензина: А-80, А-92, А-95. Что означают эти записи?

Буква А – автомобильный бензин. Цифра – «октановое число» т. е. детонационная стойкость бензинов. Детонация – взрывное сгорание паров бензина с воздухом в поршне двигателя. Чем сильнее сжимается смесь паров, тем большую мощность развивает двигатель и тем относительно меньше он расходует горючего. Детонация зависит от строения молекул углеводородов, входящих в состав бензина. Наименьшей стойкостью к детонации обладают предельные углеводороды неразветвленного строения (то есть получаемые при первичной перегонки нефти) – они входят в состав бензина марки А-80. Предельные углеводороды с разветвленной цепью, а также непредельные и ароматические более устойчивы к детонации содержатся в марках бензина А-92, А-95.

Преподаватель химии: как удовлетворить все возрастающие потребности общества в автомобильном и авиационном топливе?

Для увеличения выхода высококачественных бензиновых фракций были разработаны химические способы переработки нефтепродуктов. Вторичная переработка нефти основана на химических процессах.

Решение было найдено в конце 19 века русским инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым. В 1891 году он впервые осуществил промышленный крекинг керосиновой фракции нефти, что позволило увеличить выход бензина до 65-70% (в расчете на сырую нефть).

Полученные в результате ректификации нефти продукты подвергают химической переработке, включающей ряд сложных процессов. Один из них – крекинг нефтепродуктов (расщепление)

Преподаватель химии: Давайте сравним каталитический и термический крекинг, сделаем выводы, какой из них экономически выгоден.

(студенты сравнивают виды крекинга используя слайд презентации)

Различают: термический крекинг – расщепление молекул углеводородов с длинной цепью на более короткие под действием высокой температуры (470 -550оС). В процессе этого расщепления наряду с алканами образуются алкены. С16Н34 → С8Н18 + С8Н16

В настоящее время наиболее распространен каталитический крекинг, он проводится при температуре 450-500оС, но в присутствии катализатора. В условиях каталитического крекинга наряду с реакциями расщепления идут реакции изомеризации, то есть превращения углеводородов нормального строения в разветвленные углеводороды Изомеризация влияет на качество бензина, т.к. наличие разветвленных углеводородов повышает его октановое число. Крекинг относят к так называемым вторичным процессам нефтепереработки (фиксирование в тетради). К ним же относится риформинг – это ароматизация бензинов, путем нагревания их в присутствии катализатора, например, платины, при этом октановое число бензинов существенно повышается (фиксирование в тетради).

Назначение процесса — производство высокооктанового базового компонента автомобильных бензинов, а также получение индивидуальных ароматических углеводородов: бензола, толуола, ксилолов.

Пиролиз нефти – это разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре (650-750 С) (фиксирование в тетради). В результате него получают различные химические вещества.

Динамическая пауза. Обучающиеся выполняют упражнения на мышцы шеи и плечевого пояса:

Вопрос №4 «Экологические проблемы»

Методы обучения: познавательно-проблемное изложение материала, метод визуализации учебной информации.

Форма организации: фронтальная

Приемы обучения: рассказ, сообщение обучающегося, проблемный диалог.

Средства обучения: рабочая тетрадь, презентация

Преподаватель географии:

Загрязнение окружающей среды– это любое нежелательное изменение состояния этой среды в результате хозяйственной деятельности человека. Это происходит при добыче полезных ископаемых, сжигании энергетических ресурсов. За последние 25-30 лет транспорт и промышленность взяли из атмосферы больше кислорода, чем его потребило человечество за весь антропоген, то есть за 2-3 миллиона лет. Ежегодно в мире углекислого газа выбрасывается 5 млрд. тонн, это приводит к потеплению, частичному таянию полярных льдов и повышению уровня Мирового океана

Давайте прослушаем стихотворение А.Глебова и попытаемся выделить экологические проблемы возникающие при использовании наших природных углеводородов.

Чтец

Весна! Ручьи не умолкают:

Потоки в буйстве - там и тут.

И в наше озеро стекают

И удобренья, и мазут.

Весь берег стал похож на свалку –

Чего, чего тут только нет:

Объедки, старые мочалки,

Обрывки книжек и газет...

Растут те свалки год от года

По берегам озер и рек,

И сокрушается Природа:

-Зачем все это, Человек?!
Иду таежною долиной...
И снова - горькие слова:

У сосен высохли вершины,

С берез осыпалась листва,

На травах - черные болячки –

Беда, куда ни погляди...

И разъяснил мне егерь мрачно:

-А что? Кислотные дожди...

... Лес плакал, точно в непогоду,

Скрипучей жалобой калек,

И я услышал стон Природы:

-Что натворил ты, Человек?!

В. Глебов

Сообщение студента Представим ситуацию в районе добычи угля. Вместе с углём на поверхность поднимается огромное количество пустой породы, которое за ненадобностью просто отправляют в отвалы. Постепенно образуются терриконы – огромные, в десятки метров высотой, конусообразные горы пустой породы, которые искажают облик природного ландшафта. А весь ли уголь, поднятый на поверхность, обязательно будет вывезен потребителю? Конечно, нет. Ведь процесс негерметичен. Огромное количество угольной пыли оседает на поверхность земли. В результате изменяется состав почв, грунтовых вод, что неминуемо повлияет на животный и растительный мир района.

Уголь содержит радиоактивный углерод - С, но после сжигания топлива опасное вещество вместе с дымом попадает в воздух, воду, почву, спекается в шлак или золу, которая используется для производства строительных материалов. В результате, в жилых домах стены и перекрытия “фонят” и представляют угрозу для здоровья человека.

Сообщение студента: Несовершенство технологии добычи нефти и газа, их транспортировки обуславливает постоянное сжигание объёма газа на тепло-агрегатах компрессорных станций и в факелах. На долю компрессорных станций приходится около 30% этих выбросов. На факельных установках ежегодно сжигается около 450 тыс. тонн природного и попутного газа, при этом в атмосферу поступает более 60 тыс. тонн загрязняющих веществ.

Сжигание попутного газа загрязняет окружающую среду. Вокруг факела действует термическое разрушение, которое поражает почву в радиусе 10–25 метров и растительность в пределах 50–150 метров. В процессе сгорания в атмосферу попадают окиси азота и углерода, сернистый ангидрид, а также несгоревшие углеводороды. Ученые подсчитали, что в результате сжигания ПНГ выбрасывается около 0,5 млн тонн сажи в год.

Также продукты сгорания газа очень опасны для здоровья человека. Согласно статистическим данным, в основном нефтеперерабатывающем регионе России – Тюменской области - заболеваемость населения по многим видам болезней выше средних показателей по всей стране. Особенно часто жители региона страдают патологиями дыхательных органов. Наблюдается тенденция роста числа новообразований, заболеваний органов чувств и нервной системы.

Преподаватель химии: как же бороться с загрязнениями окружающей среды нефтью?

Демонстрация опытов «Очистка воды от нефтяных загрязнений»

Проводится эксперимент с целью, выяснить, какой адсорбент лучше устраняет нефтяную пленку. Для опыта используется мел, древесные опилки и пенопласт. (демонстрация)

Вывод: применяемые сорбенты (древесные опилки и пенопласт) требуют сбора и дальнейшей утилизации. В промышленных масштабах это довольно трудоемкий метод. Мел впитывает в себя нефть и очень быстро тонет, очищая поверхность воды, но нефть остается на дне и продолжает отравлять флору и фауну.

Преподаватель химии сообщает, что открыта культура микроорганизмов псевдомонос, которые питаются, окисляя углеводороды нефти. Очень эффективен способ борьбы с разливами нефти путем ее адсорбции вермикулитом – это отходы природного материала. 1 г вермикулита поглощает 8 г нефти. После адсорбции его собирают, обжигают и можно его использовать еще 10 раз.

Преподаватель химии: Мы раскрыли с вами заявленные вопросы?

Обучающиеся отвечают утвердительно.

5 Первичное закрепление новых знаний (формы, методы и приемы обучения, средства обеспечения)

Методы: репродуктивный, самоконтроль

Формы организации: коллективная деятельность

Приемы: тестирование

Средства: сигнальные карты

Преподаватель географии: А сейчас мы выясним, как усвоен вами новый материал. Я буду зачитывать предложения, если оно правильно вы поднимаете синюю карту, если неправильно поднимаете красную карту.

1. Нефть — это смесь углеводородов.(да)

2. Нефть имеет определенную формулу.(нет)

3. Плотность нефти меньше чем плотность воды.(да)

4. Природный газ состоит только из метана.(нет)

5. Нефть бывает и черного и жёлтого цвета.(да)

6. Из каменного угля можно получить аммиак.(да)

7. Из нефти можно изготовить жевательную резинку.(да, основа резинки синтетический каучук)

8. Газ энергетически выгоднее нефти и угля.(да)

9. Из попутного газа можно получают бензин.(да)

10. Основной способ получения бензина с высоким октановым числом –крекинг нефти. (да)

Преподаватель географии делает вывод, что обучающиеся усвоили изученный материал.

6 Применение новых знаний и способов действий (формы, методы и приемы обучения, средства обеспечения).

Методы: репродуктивный, самопроверка, мини-исследование, частично-поисковый.

Формы организации: групповая (парная)

Приёмы: работа с кластером,

Средства: рабочая тетрадь, лист кластера, раздаточный материал, коллекции.

Преподаватель химии: А теперь выполним работу, которая поможет нам закрепить полученные знания. Откройте рабочие тетради на стр.6, задание №7

Используя коллекции, схемы, таблицы в рабочей тетради, раздаточный материал заполните кластер «Применение природных источников углеводородов». Работа проводится в группах(2-3 человека). Каждая группа выполняет работу по конкретному углеводороду(нефть или уголь). После выполнения, примерный вариант заполнения кластера выводится на экран. Вы сравниваете его со своей работы и осуществляете самопроверку. Необходимо также ответить на вопросы в конце кластера

Преподаватель: А теперь проверьте, правильно ли вы выполнили это задание.

Студенты проверяют правильность выполнения данного задания.

7 Включение новых знаний в систему знаний (формы, методы и приемы обучения, средства обеспечения).

Методы: частично-поисковый,

Формы организации: индивидуальная

Приемы: синквейн

Средства: презентация , рабочая тетрадь

Преподаватель географии: Сегодня вы познакомились с важнейшим источниками углеводородного сырья. Давайте закрепим полученные знания, выполнив в рабочей тетради задание № 8. Необходимо составить синквейн (стихотворение, состоящее из 5 строк) по плану. В качестве существительных можно использовать слова: нефть, газ, уголь, крекинг, природные углеводороды и др.

8 Итоговая рефлексия: самооценка собственной деятельности обучающихся.

Методы: репродуктивный

Формы: индивидуальная, фронтальная

Приемы: беседа, интерактивный методический прием ЗХУ, уровневое домашнее задание

Средства: рабочая тетрадь

Преподаватель: Откройте задание №1. Запишите, что вы узнали сегодня на уроке.

Обучающиеся дают самооценку своей работе, ответив на вопросы:

1. Интересно и продуктивно было для них занятие.

2. Какую задачу ставили?

3. Удалось решить поставленную задачу?

4. Что из материала урока показалось вам интересным?

5. Остались ли у вас вопросы по теме?

9 Задание на дом:

Преподаватель: домашнее задание у нас буден дифференцированное, трех уровневое

Задание на дом:

I уровень- обязательный минимум

Изучить конспект урока. Ответить на контрольные вопросы:

1. Как называется процесс первичной перегонки нефти, назовите фракции перегонки.

2. Назовите самый выгодный энергоноситель, вызывающий наименьшее загрязнение природной среды.

3. Назовите основные виды угля. Опишите процесс коксование каменного угля.

II уровень Решить задачу:

При сгорании 2,52 г органического вещества образовалось 7,92 г углекислого газа и 3,24 г воды. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 2,9. Определите молекулярную формулу этого вещества.

III уровень – выполняют обучающие, которые желают хорошо знать предмет.

III – уровень выполняется добровольно, но оценка ставится максимальная.

Написать мини эссе «Альтернативные источники энергии»

10 Заключительная часть занятия: подведение итога урока.

Соотношение цели учебной деятельности с результатами, фиксация степени их соответствия, намечаются дальнейшие цели деятельности, озвучивание результатов работы на уроке (оценок):

- оценка качества работы каждого работающего на уроке студента;

- лучшие студенты сегодняшнего урока;

- ошибки в работе обучающихся.

Преподаватель благодарит обучающихся за работу.

3 Заключение

В данной методической разработке рассматриваются  особенности применения углеводородов и их значение в жизни человека, обучающиеся знакомятся со способами переработки угля, газа и нефти и выясняют возникающие в связи с этим экологические проблемы, а также рассматривают возможные варианты решения этих проблем.

Практика работы показала, что интерес обучающихся повышается при использовании активных методов обучения, поэтому на уроке были использованы такие методы как: проблемное изложение материала, опережающее обучение, частично-поисковый метод. В результате урок построен таким образом, что обучающиеся в процессе его постоянно переключаются на различные виды деятельности, что способствует их высокой активности и работоспособности, а также снижению утомляемости.

Методическая разработка представляет один из вариантов проведения бинарного урока, в которой демонстрируется использование современных приемов и методов обучения и может использоваться в качестве наглядности преподавателями. Рабочая тетрадь, презентация, видеофрагменты позволяют сделать урок более насыщенным, интересным сточки зрения восприятия обучающимся.

4 Литература

1. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Химия для профессий и специальностей технического профиля: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. — М., 2017.

2. Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Сладков С.А., Дорофеева Н.М. Практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. — М., 2017.

3. Ерохин Ю.М., Ковалева И.Б. Химия для профессий и специальностей технического и естественнонаучного профилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. — М., 2017.

4. Максаковсий В.П. Экономическая и социальная география мира.- М.: Просвещение, 2016- 398 с

36