| Головна » Хімія |
Очікувані результати уроку: Сьогоднішній урок навчить нас: систематизувати знання про сучасні види палива; пояснювати необхідність раціонального використання природних ресурсів енергії і створення безвідходних технологій; розвивати уявлення про нетрадиційні методи одержання палива для енергетики майбутнього; робити висновок про значення хімії у розв’язанні енергетичної проблеми. Обладнання: слайди «Традиційні джерела енергії», «Альтернативні джерела енергії»;підбір спеціальної літератури, таблиця Менделєєва. Базові поняття і терміни: енергетика, альтернативні джерела енергії, традиційні джерела енергії. Міжпредметні зв’язки: фізика, біологія, географія. Тип уроку: урок засвоєння нових знань і вмінь Епіграф уроку: Широко простягає хімія руки свої у справи людські М.В. Ломоносов Хід уроку Вступ У гарний день та добрий час я рада Вас бачити у гарному настрої та доброму здоров’ї. Сьогодні на Вас чекає багато нового та цікавого. За історичного розвитку людство стикалось з багатьма проблемами, але первинною та переважною була проблема енергії. На зорі свого розвитку людина використовувала лише енергію своїх м’язів, але згодом почала опановувати різноманітні її види. Адже енергія – це можливість подальшого розвитку індустрії, отримання високих врожаїв, благоустрій міст і надання допомоги природі в заліковуванні ран, нанесених їй цивілізацією. На сучасному етапі потреби в енергії неухильно зростають і безперервно перевищують реальні можливості її виробництва. Це зумовило виникнення енергетичної проблеми, розв’язання якої потребує глобальних зусиль. Свій чималий внесок робить хімія як зв’язуюча ланка між сучасною наукою і сучасною технікою. (слайд 1).
Оголошення, представлення теми та очікуваних результатів.
Сформувати мету сьогоднішнього уроку – до снаги кожному з вас, – адже подібне формулювання ми мали на минулому уроці, коли вивчали тему: «Значення хімії у розв’язанні сировинної проблеми». По цих словах учитель просить скористатись формулою: «Сьогоднішній урок навчить нас (мене) …» висловлювати мету заняття. Занотовувати на дошці загальне формулювання, вчитель показує слайд з конкретними очікуваними результатами (слайд 2). Читає епіграф уроку (слайд 3).
IІ. Мотивація навчальної діяльності Протягом уроку ми будемо разом долати сходинки пізнання, а ваш капітал – знання будемо вкладати у ваші майбутні сертифікати. Але спочатку ми повинні з’ясувати навіщо нам вивчати тему: «Значення хімії у розв’язанні енергетичної проблеми». (слайд 4).
IІІ. Вивчення нового матеріалу. Перша сходинка Традиційні джерела та використання їх людством. Які джерела енергії ви знаєте? (повідомлення з курсу географії) Вчитель:
Забезпеченість енергією є найважливішою умовою соціально-еконо-мічного розвитку будь-якої країни. Особливо багато енергії споживає хімічна промисловість. Хімічні виробництва разом із нафтохімічними є най-енергоємнішими галузями індустрії. Випускаючи майже 7% промислової продукції, вони споживають у межах 13-20% енергії, яка витрачається всією промисловістю.
Друга сходинка Енергетична проблема.
В даному питанні ми повинні з’ясувати з вами: 1.Чим викликана сучасна енергетична проблема? (мозковий штурм) Висновок: Отже сучасна енергетична проблема викликана: неспроможністю суспільства добувати енергію економічно і екологічно раціональними способами; (слайд 5)
2. Якими шляхами можна домогтися поліпшення енергетичної ситуації? (думки учнів) Висновок: Отже, поліпшення енергетичної ситуації можна домогтися такими шляхами:
використанням альтернативних джерел енергії; них ресурсів – зменшення теплоти у навколишнє середовище, вторинне використання теплоти, максимальне застосування місцевих паливних ресурсів… У різних країнах енергетичну проблему розв’язують по різному, проте всюди в її розв’язання значний внесок робить хімія. Так хіміки вважають, що й в майбутньому нафта збереже позицію лідера. Але її внесок в енергоресурси помітно скоротиться і буде компенсуватись альтернативними джерелами енергії. Саме про це ми поговоримо, на третій сходинці пізнання, яка називається «Альтернативні джерела енергії. Перспективи використання».
Третя сходинка Альтернативні джерела енергії. перспективи використання.
а) Робота в групах: Група 1 – біодизель( додаток №1, доповнення); Група 2 – біогаз (додаток №2, доповнення); Група 3 – воднева енергетика (додаток №3, доповнення);
Група 4 – геліоенергетика (додаток №4, доповнення). б) Виступи учнів.
Четверта сходинка Ядерна енергетика (слайд 6)
Засурмив третій Янгол, і велика зоря спала з неба, палаючи як смолоскип. І спала вона на третину річок та водні джерела. І ймення зорі тієї Полин. І стала третина води, як полин, і багато людей повмирали з води, бо згіркла вона. Біблія. Новий завіт.
Розповідь учителя. Невичерпні можливості містить ядерна енергетика. Тому неможливо не згадати її на нашому уроці,Її розвиток для виробництва електроенергії та теплоти дає змогу вивільнити значну кількість органічного палива. Адже, 1 кг урану виділяє стільки енергії тепла, скільки одержують від спалювання 2,5 тис. тонн вугілля. Сьогодні на земній кулі в експлуатації та будівництві, за різними оцінками, побудовано понад 550 атомних реакторів. Україна посідає 6 місце в світі за часткою виробництва енергії на АЕС. На території України розташовано 15 реакторів. Виникає логічне запитання: це мало чи багато? (відповіді учнів) Статистично, це 1/39 частина від загального числа…
Обговорення дискусійного питання:
Атомні станції – добро чи зло? (слайд 7)
(Під час обговорення дискусійного питання використовується технологія «Займи позицію». Учні чітко аргументують визначену позицію з проблеми) (слайд 8) 26 квітня 1986 року аварія на ЧАЕС розвіяла міф про абсолютну безпеку атомної енергетики. Тому пропоную проект «Чорнобиль не має минулого часу» …,який підготувала учениця!! класу Дзюба Марія. А тепер повернімось до епіграфа. Що означають пророчі слова Івана Богослова? (Учні обговорюють епіграф ) Вчитель робить висновок: 26 квітня 2011 року виповнюється 25 років Чорнобильській трагедії, яка продемонструвала як людський фактор може згубно вплинути на історію людства. І свою провину перед планетою Земля ми будемо спокутувати ще дуже довго. Ми подолали четверту сходинку пізнання.
П’ята сходинка Шляхи розв’язання енергетичної проблеми.
IІІ. Підбиття підсумків. Оцінювання результатів уроку.
Які ви знаєте сучасні види палива? Широко простягає хімія руки свої у справи людські
Отже, енергетична проблема є однією із глобальних проблем сьогодення. І розв’язати її повинна людина, що є не лише найбільшою цінністю будь-якої держави, а й творцем. Для цього, звичайно, необхідно бути розумною, освіченою людиною. Стати такою людиною може лише тоді, коли розум не знає ні хвилини спокою, а сил йому додають вправи й постійний пошук.
IV. Домашнє завдання. Вивчити § 20. Написати реферат на тему: «Перспективи використання енергії вітру в Україні». Розв’язати різнорівневі задачі
I-II рівень Задача 1 Яку масу води потрібно розкласти електричним струмом, щоб одержати 13,44 л водню (н.у.)?
III рівень Задача 2 Обчисліть масу гліцеролу, який можна добути при взаємодії гліцеролтриалеїнату з 46 г 20% з етилового спирту? Задача 3 У результаті спалювання 18 г технічного вуглецю одержали 1,4 моль СО2. Визначте та вкажіть масову частку Карбону в технічному вуглеці.
IV рівень Задача 4 Внаслідок спалювання вуглеводню масою 24 г утворилось 66 г вуглекислого газу і 54 г води. Відносна густина за азотом – 0, 57. Визначте молекулярну формулу.
Додаток 1 Біодизель У третьому тисячолітті приріст виробництва електроенергії буде відбуватись за рахунок біопалива, Біопаливо – це паливо, яке одержують із сировини рослинного і тваринного походження. Біопаливо сьогодні розглядається в Україні як вагома альтернатива традиційному пальному, адже це поновлюване джерело енергії. Біодизельне паливо – це різновид біопалива. Воно не являє собою нічого нового, адже було відоме з початку минулого сторіччя, але ним зневажали через наявність дешевих нафтових палив. Біодизель при попаданні у воду не завдає шкоду росинам і тваринам. При згоранні біодизелю виділяється рівно також кількість вуглекислого газу, який було спожито з атмосфери рослиною, яка є вихідною сировиною для виробництва олії, за весь період його життя. Дане паливо отримують за допомогою процесу етерифікації у присутності каталізатора. (слайд 6) Сировиною можуть бути ріпакова, пальмова, кукурудзяна, кокосова олія, або інша олія, а також відходи харчової промисловості. Зрозуміло, що склад біодизельного пального залежить від того, який спирт і які жири було використано для його виготовлення. Отже, біопаливо є досить перспективним видом палива. Для України особливе значення має технологія одержання пального з ріпакової олії. Ріпак росте на землях, не придатних ні для чого іншого, і навіть в зоні ЧАЕС (радіонукліди не накопичуються в ріпаковій олії). З цієї олії можна виготовити екологічно чисте й дешеве паливо. 25 квітня 2008 року в Чернівцях розпочала роботу перша в Україні та на теренах Східної Європи спеціалізована біопаливна автозаправна станція. На АЗС реалізується два види моторного дизельного палива і аналог високооктанового бензину.
Додаток 2 Біогаз У третьому тисячолітті приріст виробництва електроенергії буде відбуватись також за рахунок біогазу (метану). Біогаз добувають із відходів сільськогосподарської продукції: соломи злакових культур, відходів переробного виробництва сільськогосподарської продукції, лушпиння соняшника, гречки, рису, відходів тваринництва, лісопереробки, стічних вод, та твердих побутових відходів. Сам процес утворення газу це так зване метанове бродіння. Його суть полягає в анаеробному бродінні (без доступу повітря). Сам процес утворення газу (біогазу) складається з двох етапів: перший – розщеплення мікроор-ганізмами біополімерів до мономерів, другий – переробка мономерних біомолекул мікроорганізмами. Біогаз, одержуваний з відходів життєдіяльності тварин і птахів, може замінити в Україні 6 млрд. м3 природного газу, однак для його одержання необхідні значні інвестиції, строк окупності яких складає 4–5 роки. Китай проектує через кілька років довести виробництво біогазу до 100–120 млрд. м³. Отже, виробництво біогазу може в майбутньому розв’язати енергетичну проблему в Україні.ֽ Біомаса, яка залишається після переробки відходів може викорис-товуватись в сільському господарстві як добриво. Причому такі добрива зачно краще і ефективніше впливають на ґрунт, на розвиток рослин, на ґрунтові води, на відміну від штучних добрив. У газеті «Експрес» за 1-2 лютого 2011 р була опублікована стаття «Послід для реактора» У цій статті розповідається про те, як один чоловік самотужки сконструював дешеву і надійну установку з поліетиленової труби з якої він одержує біогаз. Чоловік спочатку почав робити досліди. Він налив у поліетиленовий мішок пташиного посліду, розчиненого у воді, добре зав’язав його і залишив на кілька днів під стіною хліву, де завжди затишно і тепло. Невдовзі "тара" почала рости мов на дріжджах. Бактерії працювали настільки ефективно, що біогаз, який утворювався від переробки відходів, доводилося стравлювати. Тоді я зрозумів, що за таким принципом дійсно можна зробити біоустановку. У трубу великого діаметра винахідливий чоловік вмонтував тоненьку, по якій безплатне паливо транспортує до хати. Спочатку використовував для цього компрес, а тепер відмовився. Натомість, як стверджує, вистачає внутрішнього тиску біогазу. Проста установка працює майже безперервно Головне, пробудити бактерії". Система працює бездоганно. Вигода – подвійна: по-перше, не треба платити гроші за газ, а по-друге, переробляю послід на чудове добриво. Технологією цього ґазди вже зацікавилося чимало земляків.
Додаток 3 Воднева енергетика Ключове місце розв’язанні енергетичної проблеми на думку багатьох експертів займе воднева. енергетика. Водень може бути використаний як паливо для будь-яких транспортних засобів, а також для задоволення енергетичних потреб будівель і живлення побутової техніки. Водень можна одержувати з води, шляхом електролізу з використанням електричної та теплової енергії. (слайд 6) Недоліки електролізу води є значний рівень споживання електричної енергії. Для цього можна здійснювати електроліз води у поєднанні з нетрадиційними джерелами енергії (сонячна, вітрова). Дуже перспективним є метод одержання водню із води Чорного моря. Крім води водень можна одержувати із викопних видів палива, різних видів біомаси. різних відходів виробництва, побутових відходів і т.д. В Україні існує також можливість одержання водню як побічного продукту при хімічних, коксохімічних та нафтопереробних виробництвах… Одне із завдань водневої енергетики – забезпечення компактного та безпечного зберігання та транспортування водню. Хоча водень безпечніший ніж бензин, бо він горить вертикальним струменем, у той час як бензин розмивається підлогою та спалює все, на що він потрапляє. Отже, якщо ці завдання і завдання пов’язане із зниженням собівартості водню будуть розв’язані, то воднева енергетика буде дуже перспективною. Вчені підкреслюють, що з ламінарій можна виготовити біоводень, не лише для транспортних засобів, але й для обігріву житлових приміщень або для використання в промисловості. Вчені звернули свою увагу на водорості, оскільки вони ростуть цілий рік і самостійно відновлюються. В Україні дослідження водневих технологій знаходиться в початковій стадії, не зважаючи на тривалий час досліджень та наявність значної кількості наукових установ, які займаються даною проблемою. Разом з тим при успішному розвитку технологій використання водню, Україна могла б раціонально використати свою енергоресурсну базу, зменшити рівень енергетичної залежності, поліпшити екологічну ситуацію в Україні.
Додаток 4 Геліоенергетика Великі надії покладаються на використання сонячної радіації (геліоенергетика). У Криму діють сонячні батареї, фотогальванічні елементи яких перетворюють сонячне світло в електрику. Для опріснення води й опалення житла широко використовуються сонячні термоустановки, що перетворюють сонячну енергію на теплоту. Сонячні батареї вже давно застосовуються у навігаційних спорудах і на космічних кораблях. На відміну від ядерної вартість енергії, яку добувають за допомогою сонячних батарей, постійно знижується. Для виготовлення сонячних батарей головним напівпровідниковим матеріалом є силіцій та сполуки Силіцію. Нині хіміки працюють над розробкою нових матеріалів-перетворювачів енергії. Це можуть бути різні системи солей як накопичувачі енергії. Подальші успіхи геліоенергетики залежать від тих матеріалів, які запропонують хіміки для перетворення енергії?) Отже, у третьому тисячолітті приріст виробництва електроенергії буде відбуватися за рахунок розвитку сонячної енергетики. Розроблено також9 хімічні методи вилучення в'язкої нафти (містить високомолекулярні вуглеводні), значна частина якої залишається у підземних родовищах. Для збільшення виходу нафти у воду, яку закачують у пласт, додають поверхнево-активні речовини. Їхні молекули розміщуються на межі нафта – вода, що збільшує рухливість нафти. На майбутнє поповнення паливних ресурсів поєднують із раціональною переробкою вугілля. Наприклад, подрібнене вугілля змішується з нафтою, на добуту пасту діють воднем під тиском. При цьому утворюється суміш вуглеводнів. На добування 1 т штучного бензину витрачається близько 1 т вугілля і 1500 м3 водню. Поки що штучний бензин дорожчий від добутого з нафти, проте важлива принципова можливість його добування"!
Повідомлення учня (з курсу географії). Джерела енергії та використання їх людством. Джерелами енергії найчастіше є традиційні невідновні природні ресур-си – вугілля, нафта, природний газ, торф, сланці… Вугільна промисловість має традиційно велике значення для України. Адже вугілля використовують для потреб металургії, енергетики та інших галузей господарства і частково вивозять в інші країни, де існує попит на коксівне вугілля. Нафта і природний газ відігріють важливу роль в економіці України. Нафта використовується як сировина для виготовлення паливно-мастильних матеріалів, до яких відноситься бензин, гас, дизельне паливо; також на нафтопереробних заводах виробляють мазут, бітум, мастила. Нафта і газ являють собою цінну сировину для хімічної промисловості. З них виробляють пластмасу, штучні волокна, лаки, фарби, гуму, мінеральні добрива. Торф. Основними споживачами торфу є сільське господарство, скляна, фарфоро-фаянсова, харчова та місцева промисловість. З торфу виробляють ацетон, кормові дріжджі, феноли, парафіни і навіть кокс. Природний газ використовується як паливо в промисловості. Горючі сланці використовуються як місцеве паливо, як сировина для отримання рідкого палива, терпких будівельних матеріалів, бітумів, олив, фенолів, бензолу, толуолу, ксилолітів. За рахунок власних ресурсів Україна забезпечує себе паливом лише на третину Адже, на частку вугільної промисловості припадає 62% видобування палива в Україні, на газову 32%, нафтову – 5,1%. На торф’яну та горючесланцеву промисловість припадає незначна частка (0,9%) паливного ресурсу. Тому для нашої держави у сучасній економічній ситуації велику роль відіграє імпорт енергоресурсів.
Схожі навчальні матеріали: | ||||||
| Всього коментарів: 0 | |