Главные вкладки

    Природные источники углеводородов. Природный и попутный нефтяные газы. Нефть
    план-конспект урока по химии на тему

    Знакомства с источниками углеводородов.

    Скачать:

    ВложениеРазмер
    Microsoft Office document icon prirodnye_istochniki_uglevodorodov.doc87.5 КБ

    Предварительный просмотр:

    Тема урока. Природные источники углеводородов.

    Природный и попутный нефтяные газы. Нефть

    Цели урока:

    Образовательная: обобщить и систематизировать знания обучающихся, углубить и расширить представление о природных источниках нефтехимического сырья, акцентировать внимание на способах получения и областях использования углеводородов.

    Воспитательная: дать ученикам возможность повысить свой общекультурный уровень, совершенствовать экологическое воспитание, воспитывать бережное отношение к природе.

    Развивающая: развивать «химический» стиль мышления, познавательный интерес, толерантность, информационную культуру.

    Тип урока: комбинированный.

    Методы обучения:

    • активные: объяснительно-иллюстративный, эвристическая беседа в сочетании с иллюстрациями и демонстрациями;
    • интерактивные: ПК, проектор;
    • практические: демонстрация материалов (образцы нефти и продуктов ее переработки).

    Ход урока

    1. Организационный момент

    1. Подготовка к восприятию темы (выявление цели).
    • Какое значение имеет органическая химия в жизни общества?
    • Что  такое  углеводороды?
    • В  виде  каких  полезных  ископаемых  углеводороды встречаются  в  природе?

    Подсказки:

    • На кухне у мамы помощник отличный, он синим цветком расцветает от спичек (природный газ).
    • В глубокой древности славяне называли это вещество ропанкой, греки – петролеумом. Считается, что современное название родилось от арабского «нафта» – вытекать. Это вещество часто называют «черным золотом». О каком веществе идет речь? (Нефть).
    • Тема нашего урока:  «Природные  источники  углеводородов. Природный и попутный нефтяной газы. Нефть».

    1. Изучение нового материала
    • Почему  на  протяжении  веков  люди  стараются  открыть  месторождения  нефти  и  газа,   овладеть  рынками  их  сбыта,  нередко  вступая  в  конфликты? (Запасы  углеводородного  сырья  определяют  экономический  потенциал  и  мощь  страны,  а  по  уровню  их  переработки  можно  судить  об  уровне  цивилизации  общества).

    Природный и попутный нефтяной газ

    • Знакомство с источниками углеводородов мы начнём с природного газа. Запасы природного  газа на нашей планете велики. Что такое природный газ?

    Природный газ представляет собой смесь газов, состав которой в значительной мере определяется месторождением. Однако в любом случае основным компонентом является метан, объёмная доля которого колеблется от 70 до 98%. Остальные компоненты – это этан, пропан, бутан, изобутан, неорганические газы (азот, углекислый и благородные газы). Чем больше относительная молекулярная масса углеводорода, тем меньше его содержание в природном газе.

    Природный газ не имеет запаха, а известный всем запах "газа" – это запах этилмеркаптана, который специально добавляется в газ на городской газораспределительной станции (ГРС) для возможности определять утечку газа по запаху.

    Попутный нефтяной газ растворён в нефти или находится над ней, образуя своеобразную «газовую шапку». В процессе добычи нефти его отделяют и используют в качестве топлива или химического сырья. В попутном газе содержится значительно меньше метана и больше его гомологов, чем в природном газа. Для практических целей попутный газ разделяют на фракции: газовый бензин (смесь пентана, гексана и других алканов), пропан-бутановая фракция (смесь пропана и бутана) и сухой газ (сходен по составу с природным).

    • Как используется природный газ? (Источник энергии (топливо). Его отличают полное сгорание без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирование процесса горения.

    Метан, содержащийся в нем, представляет немалую ценность. При неполном сгорание его образуется водород, оксид углерода, ацетилен, а от них начинаются разнообразные цепи химических превращений, приводящих к образованию альдегидов, спиртов, ацетона, уксусной кислоты, аммиака.

    Главный источник промышленного получения водорода.

    Углеводороды, содержащиеся в нем превращают в этилен и пропилен – важнейшее сырьё для производства пластических масс).

    • Важнейшие месторождения природного газа Российской Федерации (Западная Сибирь (Уренгой, Заполярье); Волго-Уральский бассейн (Оренбург, Вуктыльск).
    •  Преимущества природного газа перед другими видами топлива (Самый дешевый вид топлива; обладает высокой тепловой способностью; легко транспортируется по газопроводам; экологически чистый).

    Нефть

    Нефть как вещество

    Залежи нефти находятся в недрах Земли на разной глубине. О происхождении нефти ученые утверждают, что это «планктон древних морей», образовавшийся из растительных и животных остатков в течении долгих веков под действием микроорганизмов без доступа воздуха при повышенной температуре и давлении.

    Нефть стала известна людям очень давно. Более 6000 лет назад шумерам, населявшим территорию между Тибром и Евфратом, был известен вязкий нефтяной битум. В то время нефть использовали как вяжущее и уплотняющее вещество в строительном деле для изготовления кирпича. Битумными мазями лечили чесотку и нарывы, а длительными «ваннами» в нефтяных лужах пытались избавиться от боли в суставах, при болезнях желудка жевали пилюли из нефтяного битума. Жидкую нефть использовали как горючее для светильников, для военных целей.

    Нефть меряют баррелями. Один баррель составляет около 136 кг.

    Нефть и война идут рядом уже не одно тысячелетие. Ещё задолго до н. э. древние греки взяли на вооружение нефть-сырец. Во время осады крепостей и во время морских сражений они забрасывали противника глиняными горшками с горящей нефтью. Поскольку нефть имеет свойство не гаснуть даже на поверхности воды, это оружие устрашало врага, его так и называли – «греческий огонь».

    • Что же такое нефть?

    Сырая нефть – маслянистая жидкость, легче воды, не растворяющаяся в ней, от светло-коричневого до черного цвета. У нее различен не только цвет, но и запах, а также вязкость.

    • Имеет ли нефть формулу? (Нет.) А почему?

    По составу нефть – сложная смесь, главной частью которой являются предельные углеводороды, циклоалканы и ароматические углеводороды. Например:

    • грознинская нефть – содержит большое количество предельных углеводородов;
    • уральская нефть – нефть, богатая ароматическими углеводородами;
    • башкирская нефть – богата циклоалканами.
    • Каковы продукты перегонки нефти и их применение?

    Историческая справка.

    Древние греки, римляне, китайцы использовали нефть для военных целей. Арабы в I веке до н.э. имели установки для перегонки нефти. До середины XIX века нефть добывали примитивным способом – вручную. Ее черпали из неглубоких колодцев. Первая буровая  скважина начала работать в Ухте в 1855 году (в Америке позднее). В начале 60-х годов XIX в. перешли к механическому способу добывания нефти и начали подвергать ее разгонке. Главным продуктом был керосин, который применяли в керосиновых лампах. Бензин из-за опасности обращения выбрасывали (сливали в овраги). Спустя 20 лет было установлено, что из нефти можно получать ароматические УВ.

    Объяснение способов и процесса переработки нефти.

    Издавна использовали физический процесс при переработке нефти, основанный на том, что в ее составе УВ с разной температурой кипения. Сырую нефть очищают, освобождают от газа, воды, сернистых соединений, а далее используя разницу в температурах кипения УВ, ее разделяют на фракции.

    Фракции – смесь углеводородов, кипящих в определенном температурном интервале.

    Этот процесс проводят в ректификационной колонне, где нагретая нефть при охлаждении разделяется на отдельные компоненты.

    Ректификация – это процесс термического разделения нефти и нефтепродуктов на фракции.

    Демонстрация коллекции нефти и нефтепродуктов

    Самостоятельная работа обучающихся с учебником и заполнение таблицы «Переработка нефти»:

    Название фракции

    Температура кипения, °С

    Химический состав

    Продукты

    переработки

    Ректификационные газы

    менее 40

    пропан, бутан

    Газообразное топливо

    Газолиновая

    40-200

    С5Н12 до С11Н24

    Бензин

    Газолин – горючее, для освещения.

    Лигроиновая

    150-250

    С8Н18 до С14Н30

    Лигроин – сырье для производства химических реактивов

    Керосиновая

    180-300

    С12Н26 до С18Н38

    Керосин

    Дизельное топливо

    200-360

    С13Н28 до С19Н36

    Дизельное топливо

    Мазут

    С15Н32 до С50Н102

    Соляровое масло, смазочные масла, вазелин, парафин, гудрон, битум.

    Первичная переработка – физический процесс. Известно, что в Японии из 1 т нефти получают около 97% бензина, в США – около 80%, в России – 50-55%. Почему такие цифры? Что является остатком первичной переработки?

    Мазут – это ценное сырье, но области его применения не широки или его вообще просто сжигают. Но мазут можно подвергать переработке. Для этого используют вторичную переработку не самой нефти, а мазута.

    Мазут подвергают химической переработке, получая при этом дополнительные количества бензина. Этот процесс называют крекингом.

    Крекинг – процесс термического расщепления углеводородов. Первая в мире крекинг-установка была предложена русскими инженерами Шуховым и Гавриловым в 1891 году.

    С16Н34 → С8Н18 + С8Н16

                                                       гексадекан       октан        октен

    Для получения более качественного бензина проводят – риформинг – ароматизация, процесс превращения алканов и циклоалканов в ароматические УВ. Путем химической обработки нефти в настоящее время получают многочисленные органические вещества. Этим занимается нефтехимическая промышленность.

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

    Буква А – автомобильный бензин. Цифра – «октановое число», т.е. детонационная устойчивость – это основная характеристика бензина, устойчивость бензина к сжатию в цилиндре внутреннего сгорания.

    Низкая устойчивость – преждевременное воспламенение паров бензина, даже со взрывом. Поэтому наблюдаются такие явления в двигателе: резкий стук в цилиндре, затем резкий хлопок, похожий на взрыв.

    Устойчивым к детонации является бензин, полученный каталитическим крекингом, поэтому его подвергают ароматизации, и прямой перегонке. Для качественной характеристики детонационной стойкости выработана октановая шкала (это эталон, а не реальный состав бензина). Октановое число изооктана (2,2,4 – триметилпентан) – 100% (max), н-гептана – 0% (min). Например, бензин марки А-95 устойчив к детонации так же, как смесь состава изооктана – 95% и н-гептана 5%.

    • А можно ли опытным путем определить качество бензина?

    Да, можно. Для этого необходимо иметь воду, йодную настойку, бензин.

    Проведем лабораторный опыт.

    Нальем в пробирку немного воды 0,5 мл, затем йодной настойки и прильем бензин, встряхнуть. Наблюдаем за окраской. Если окраска исчезнет, то пред нами крекинг-бензин низкой марки, содержащий непредельные УВ (А-80).

    Если йод окрасил верхний слой, то перед вами бензин прямой перегонки, не содержащий непредельные УВ (А-92). Этот опыт можно провести и с раствором перманганата калия вместо йодной настойки.

    • Как утечки нефти при её добыче и транспортировке влияют на состояние окружающей среды? Ежегодно происходят экологические катастрофы, причиной которых является использование людьми нефти в своей жизни. Как избежать загрязнения окружающей среды?

    При всё возрастающих масштабах добычи и переработки нефти  большое значение приобретает охрана окружающей среды от загрязнения  нефтепродуктами. Причины загрязнения могут быть различными – утечка нефти при перевозке различными видами транспорта, поступление нефтепродуктов со сточными водами предприятий в водоемы и т.д. Растекаясь тонким слоем по поверхности воды, нефтепродукты нарушают ее газообмен с атмосферой, лишая растительные и животные организмы акватории нормальных условий жизнедеятельности. Для предупреждения подобных явлений принимают различные меры безопасности. На нефтеререрабатывающих заводах строят очистные сооружения – пруды, в которых нефтепродукты и другие органические соединения разрушаются микроорганизмами

    1. Закрепление знаний

    Выполнение теста.

    1. Основной компонент природного газа:

    а) этан; б) бутан; в) метан.

    2. Сопровождающим нефть является:         

    а) конденсат; б) попутный газ; в) вода.

    3. Основной тип переработки природного газа:

    а) получение синтез-газа; б) как топливо; в) получение ацетилена.

    4. Экономически и экологически выгодное топливо:

    а) каменный уголь; б) природный газ; в) торф.

    5. Перегонка нефти основана:

    а) на разных температурах кипения составляющих компонентов;

    б) на разности плотности составляющих компонентов;

    в) на различной растворимости составляющих компонентов.

    6. Попутные нефтяные газы в основном ценны своей частью:

    а) этан; б) метан; в) пропан-бутан.

    7. Переработка нефтепродуктов с целью получения углеводородов с меньшей молекулярной массой называется:

    а) разложение; б) крекинг.

    1. Подведение итогов.
    • А теперь ответьте, пожалуйста,  на вопросы, которые записаны у вас на карточках.

    Карта оценки полезности урока (для обучающихся)

    • Что из материалов урока Вам показалось интересным?
    • Что из материалов урока Вам показалось новым?
    • Был ли этот урок полезным для Вас?
    • Остались ли у Вас вопросы к учителю, нерешенные проблемы?

    1. Домашнее задание

    п. 3 (23-25), п.8, упр.6, 7, 9 (с.62).

    Составить схему областей применения важнейших продуктов, получаемых из природных источников углеводородов.


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Углеводороды. Природные источники углеводородов. Нефть, ее состав и переработка. Нефтепродукты. Бензин. Природный газ как топливо. Состав природного газа. 10 класс

    Углеводороды. Природные источники углеводородов. Нефть, ее состав и переработка. Нефтепродукты. Бензин. Природный газ как топливо. Состав природного газа. Источниками предельных углеводород...

    урок в 10 классе по теме: Нефть. Природные источники углеводородов.

    Урок  может бытьиспользован в качестве открытого. На  уроке есть небольшая исследовательская работа учащихся, а также экологический компонент....

    презентация по теме "Природный и попутный нефтяной газы"

    Данная презентация помогает учителю чётко и интересно объяснить данную тему. К сожалению фильмы "Секреты природного газа"( доступно и интересно в виде мультфильма представлена познавательная информаци...

    Химия 10 класс. Органическая химия. Природные источники углеводородов. Природный газ.

    Презентация к уроку органической химии по теме "Природный газ". Природные источники углеводородов. В презентации представлена таблица химического состава некоторых газовых месторождений, кратко указан...

    Разработка урока по теме «Природные и попутные нефтяные газы, их состав и использование в народном хозяйстве»

    Целями данного урока являются:1. Сформировать у обучачающихся   понятие о природных источниках углеводородов. 2. Познакомиться с сотавом и способами переработки природных и  п...