Главная / Методические материалы / Преподавание химии
Урок-семинар по теме Природные источники углеводородов
Автор(ы): Ерж Елена Николаевна, учитель химии
Notice: Undefined variable: content in /home/area7ru/area7.ru/docs/metodic-material.php on line 278
Ни один сосуд не вмещает больше своего объема, кроме сосуда знаний, он постоянно расширяется. Арабская пословица. Цели урока: обобщить и систематизировать знания учащихся о составе, технологии, переработке и применении нефти, природного газа и каменного угля, продолжить формирование системы знаний о современном химическом производстве, охране окружающей среды, вырабатывать умения коллективного учебного труда, формировать патриотические чувства учащихся, расширять политехнический кругозор учащихся, развивать умения переноса знаний об общих закономерностях в конкретную ситуацию, формировать умения анализировать аргументировано излагать свою точку зрения, вести дискуссию: Ректификационная колонка. Оборудование: Таблица Применение нефти, коллекция Нефть, Каменный уголь. Оборудование к лабораторной работе: 2 пробирки с различной нефтью, раствор KMnO4 , Интерактивная доска: ресурсы: состав нефти, природного газа, попутного нефтяного газа; опорные конспекты, задания для индивидуальной работы. План урока. Организационный момент. Каменный уголь: нахождение в природе, состав и значение. Обобщение по теме урока. Выводы. Ход урока I. Организационный момент урока - 1 мин. Сообщение целей и задач урока, плана урока. В начале урока учащимся предлагается заполнить таблицу: | Попутный нефтяной газ | Природный газ | Нефть | Каменный уголь | 1. Состав | | | | | 2. Основной способ разделения | | | | | 3. Основные направления использования | | | | | 4. Важнейшие продукты, полученные из природных источников УВ. | | | | | II. На интерактивной доске показать учащимся таблицы состава нефти, природного и попутного газа, каменного угля; на столах разложить коллекции газа, каменного угля и нефти. Учитель: Ассирийцы, древние китайцы и греки о происхождении природных источников углеводородов не задумывались. Лишь в XVIII веке ученые начали строить предположения, откуда же взялось столь ценное сырье. Автором биогенной (органической) гипотезы является М.В. Ломоносов - природные источники УВ образовались из останков мертвых организмов и буйной растительности, некогда покрывавшей планету. Параллельно развивалась минеральная (неорганическая) теория Д.И.Менделеева. ее суть в том, что природные газы и нефть - это продукты химических реакций, которые идут на большой глубине, там происходит взаимодействие воды с карбидами металлов, в результате чего образующиеся УВ через трещины выдавливаются ближе к поверхности. На протяжении последующих двух веков ученые разрабатывали и проверяли обе гипотезы. Доказано, что газ и нефть может образовываться и тем и другим способом, так как сегодня ее добывают не только в осадочных породах, но и в гранитных породах, что никак не стыкуется с биогенной теорией, зато хорошо объясняется минеральной теорией (н-р, гигантское месторождение Белый тигр во Вьетнаме). И таких примеров выявилось очень много. Были вовсе сенсационные наблюдения: оказалось, что во многих давно открытых месторождениях добыть 150 % сырья от ранее подсчитанных запасов, и оно все не кончается. Подпитка нефтью и газом идет с глубин, ведь непроницаемых пород в природе не существует. Такие месторождения есть в Карпатах, Грузии, Азербайджане, Южной Африке, на старых промыслах Грозного. Так кто был прав, Ломоносов или Менделеев? Природу нельзя ограничивать, углеводороды могут образовываться и тем и другим способом - уверен академик А. Дмитревский (директор института проблем нефти и газа РАН). Доктор геолого-минералогических наук Вадим Скарятин предлагает изменить стратегию добычи нефти на основании научных расчетов: снижать темпы выкачивания сырья, учитывать скорость притока нефти, консервировать на время скважины. Тогда Земля подарит нам намного больше своего газа и черного золота. Учитель: Какие основные источники УВ мы знаем? (Анализируем таблицы). Учитель: Природные горючие газы - это смеси газообразных УВ различного строения, заполняющие пустоты в горных породах, почве, растворенными в нефти и пластовых водах. Нефтяные попутные газы - смеси УВ, сопутствующие нефти и растворенные в ней при повышенном давлении. При подъеме нефти на поверхность выделяются из нее первыми вследствии снижения давления. Состав их различен. Сообщение ученика на основе заполненной таблицы - состав природного и попутного нефтяного газа. Опорный конспект Применение и состав природного газа, попутного нефтяного газа. Вывод: Попутные нефтяные газы содержат больше различных гомологов метана, чем природные, поэтому это ценное органическое сырье. Учитель: Задание классу: Составить как можно больше химических реакций, демонстрирующих, что природный газ и попутный нефтяной газ - бесценное сырье для органического синтеза. Ученики отвечают, составляя уравнения химических реакций у доски, дополняют с места ответы. Учитель: Запасы природного газа в России составляют 120тыс млрд м3 . 90 % добываемых УВ используют как топливо, лишь 10 % - как сырье. Из метана и его гомологов получают Н2, саксу, ацетилен, этилен, бутадиен, бензол, углеводороды изостроения. Предлагаю вам вспомнить технологическое задание по вариантам. I вариант: Найдите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля водорода в котором 25 %, относительная плотность по кислороду 0,5. (Ответ: СН4 ). II вариант: Найдите молекулярную формулу УВ, массовая доля углерода в котором составляет 81,8 %. Относительная плотность вещества по азоту равна 1,57. (Ответ: С3Н8 ). Проверка выполнения задания - самопроверка учащихся с интерактивной доски. Учитель: Нефть. Вероятно, трудно найти среди народов Земли слово более понятное и емкое, чем это. За ним стоит мир машин и вещей, окружающих нас, энергетическая база страны, надежда на лучшее будущее. Наметились три основных направления использования нефти: получение энергетического сырья, получение материалов с заданными свойствами, производство химических и фармацевтических продуктов. Все источники УВ имеют огромное значение, но наибольшее имеет нефть, так как она представляет смесь жидких, твердых и газообразных УВ с молекулярным составом от С1 - С6О. В составе нефти до 100 химических соединений. Познакомимся с составом нефти и историей развития нефтяной индустрии. Ученик: Соотношение парафинов, циклопарафинов и аренов в нефтях разных месторождений различные. (Демонстрация нефти). Например, Бакинская нефть - циклоалканами, нефть Западной Сибири и Урала, Мангышлака - алканами. В небольшом количестве в нефти содержатся сера, которая оказывает негативное воздействие на качество горючего, поэтому нефть обязательно очищают от серы. Также входят азот, но он не снижает качества нефти, а кислород, который входит в состав фенолов, кислот, кетонов, снижает октановое число бензинов, поэтому нефтепереработчикам приходится избавляться от кислородсодержащих органических веществ. Нефть - это маслянистая горючая жидкость обычно темного цвета от коричневого до черного, легче воды (плотность от 0,73 - 0,97 г/см3), в воде не растворяется (1л нефти загрязняет 400 000л воды), не имеет постоянной температуры кипения, так как представляет собой смесь УВ. В своем развитии нефтяная индустрия прошла большой путь. В 1900г добыча нефти во всем мире составляла около 20 млн т., через 20 лет - 27 млн тонн, в 1928г - 200 млн тонн, в 2000году только в России - 270 млрд тонн. При возрастающих масштабах использования нефтепродуктов в качестве топлива большое значение приобрела охрана окружающей среды от продуктов ее сгорания и разливов нефти. Количество поступающей за год в Мировой океан нефти оценивается в 5-10 млн тонн. Подсчитано, что 200000тонн нефти достаточно, чтобы превратить Балтийское море в биологическую пустыню. Нефть и нефтепродукты поступают в океан при разведке и добыче нефти, при аварии судов и сливе балластовых вод танкеров. Нефтяная пленка покрывает морскую поверхность и весь планктон, животный и растительный мир погибает, нарушается обмен теплоты, влаги, газов, нарушается биологическое равновесие водоемов. Учитель: А теперь, зная состав нефти, мы можем рассмотреть, какие составляющие фракции получают из нефти, подвергая ее, как и природный газ фракционной перегонке в ректификационных колонках. Далее следует сообщение ученика об устройстве трубчатой печи для нагревания нефти и ректификационной колонки и основных фракциях нефти с опорой на таблицу. Перегонка основана на различии в температуре кипения УВ с различной молекулярной массой. Продукты, получаемые в результате первичной переработки нефти, ученики записывают в таблицу, а учащийся продолжает сообщение, рассказывая о применении фракций нефтепродуктов. Таблица. Светлые продукты | Состав | Температура кипения | Применение | Бензин | С5 - С11 | 50 - 180 | Горючее для автомашин, для поршневых самолетов, растворитель каучуков. | Лигроин | С8 - С14 | 120 - 240 | Горючее для тракторов | Керосин | С12 - С18 | 150 - 300 | Горючее для тракторов, ракет, реактивных двигателей. | Газойль | С13 - С15 | 200 - 300 | Горючее для дизелей. | В печи после отгонки из нефти светлых нефтепродуктов остается черная жидкость: мазут и твердый остаток перегонки нефти - асфальт. Он представляет ценную смесь большого количества высокомолекулярных УВ из мазута путем перегонки получают смазочные масла (С16 - С28 ), вазелин, гудрон (темп. примерно 350 градусов, давление пониженное, чтобы не происходили реакции крекинга). Вывод: выход бензина в условиях первичной переработки нефти 20 %, а потребность в нем и горюче-смазочных материалах огромна. Как можно увеличить выход этих фракций? Далее следует сообщение ученика о крекинге нефтепродуктов с опорой на конспект. Увеличить выход бензина из нефти можно с помощью крекинга - разложение УВ, вторичная переработка нефти. Вывод: крекинг бензина содержит много непредельных УВ. Такой бензин неустойчив при хранении, т.к. легко образуются высокомолекулярные смолы в результате полимеризации, бензин каталитического крекинга более устойчив при хранении и имеет большое октановое число, т.к. в нем меньше непредельных УВ, большое количество разветленных УВ. Для увеличения детанационной стойкости бензина и увеличения октанового числа бензина применяют риформинг (аро...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами методического материала урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие тексты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
Добавлено: 2012.12.21 | Просмотров: 2234
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательна!
|