Урок « Бензин и понятие об октановом числе».
презентация к уроку по химии (10 класс) на тему

Тема урока: « Бензин и понятие об октановом числе».

Место урока в образовательном процессе:

Данный урок в образовательном процессе проводится в теме: « Углеводы и их природные источники», после урока «Нефть», это соответствует программе О.С.Габриеляна, календарно-тематическому планированию.

Цель урока: обобщение и углубление знаний учащихся по теме: « Нефть и её фракции», «Октановое число бензина»,

«Негативные последствия использования бензина человеком».

Тип урока: Интегрированный, комбинированный.

Задачи образовательные: Расширить представления учащихся о фракции нефти-бензине, дать новые понятия: крекинг, детонация, октановое число, риформинг.

Закрепление понятий “Двигатель  внутреннего сгорания” и принцип его  действия (из курса физики).

Закрепление умения учащихся работать с дополнительной литературой.

Воспитательные задачи:

Стимулировать познавательную активность ребят и интерес к предмету;

Воспитывать потребность у учащихся применять знания, полученные на уроках  химии и других предметах в окружающей, повседневной жизни;

Воспитывать у учащихся бережное и разумное отношение к окружающей природе, толерантность.

Развивающие задачи:

Развитие личности ребенка в процессе самостоятельной исследовательской деятельности;

Развитие критического мышления, способности учащихся анализировать ситуации, связанные с охраной атмосферы;

Совершенствование умений анализировать, классифицировать, делать выводы.

Знания и умения: знание новых понятий, применение этих знаний в жизни;

умение  проводить лабораторные опыты, анкетирование;

умение работать с дополнительной литературой.

Технологии: информационные технологии обучения: личностно-ориентированные, развивающие обучение.

 Методы:

1. По источникам знаний:

Словесный (беседа, рассказ);

Наглядный (наблюдение учащихся, иллюстраций);

Практический (опыт);

2. По характеру познавательной деятельности:

Проблемный

Частично-поисковый (самостоятельная работа учащихся).

3. По степени самостоятельности школьников:

Учебная работа под руководством учителя;

Оборудование:  Презентация урока «Бензин и понятие об октановом числе», презентация «Нефть в медицине и косметике», анкеты «Социологический опрос о марках бензина, используемых в нашем селе», компьютерное обеспечение, реактивы (бензин, нефть, сера, спирт, поваренная соль, раствор перманганата калия, оксид меди), лабораторное оборудование: штатив для пробирок, 6 пробирок, резиновые пробки, стакан с водой, пипетка.

План урока:

1. Организационный момент-1 минута;
2. Проверка домашнего задания- 15 минут;
3. Объяснение нового материала-20 минут;
4. Закрепление:3 минуты;
5. Домашнее задание:1 минута.

Проверка домашнего задания:

1. Задание у доски по карточке(5 минут);
2. Кодированный диктант с самопроверкой (5 минут);
3. Сообщение «Нефть в медицине и косметике»(5 минут).

1.Задание по карточке  у доски: 1. Перед вами 6 пробирок с разными веществами, найдите пробирку с нефтью и опишите её физические свойства.

2. Как утечка нефти при её добыче и транспортировке  влияет на состояние окружающей среды?

2.Кодированный диктант: Ответ «да»-1, ответ «нет»-0.

Нефть – важнейший источник углеводородов. (Да). Она состоит из бензина и керосина. (Нет).  Нефть кипит при температуре 120º С. (Нет). Нефть перегоняют в ректификационной колонне. (Да). Пиролиз – это процесс ароматизации нефти. (Да). Существуют бактерии, способные использовать компоненты нефти в качестве пищи, преобразуют её в безвредные продукты жизнедеятельности. (Да). В промышленном процессе нефть разделяют на следующие фракции: бензин, лигроин, бензол, дизельное топливо, анилин, керосин. ( Нет).

 Код правильных ответов: 1001110

Заслушивание сообщения  «Нефть в медицине и косметике».

Итак, мы повторили пройденную тему.

Объяснение нового материала.

На прошлом уроке мы с вами изучали нефть, способы переработки, фракции нефти, сегодня мы поговорим о фракции нефти: бензине, о новых понятиях «крекинг», «детонация», «октановое число бензина», о негативных последствиях  использования бензина человеком.

Тема нашего урока: « Бензин и понятие об октановом числе».

План работы:

1. Свойства бензина и методы его получения (крекинг);
2. Понятие о детонации. Двигатель внутреннего сгорания (карбюраторный), принцип работы;
3. Октановое число. Марки бензина;
4. Действие паров бензина на организм человека и загрязнение атмосферного воздуха выхлопными газами, автотранспортом; их влияние на здоровье человека;
5. Мероприятия по борьбе с загрязнениями атмосферного воздуха автотранспортом: альтернативные виды топлива и новые виды автотранспорта.

Что вы знаете о бензине? Как его использует человек?

1. В переводе с французского языка, бензин (benzine) обозначает различную по своему строению углеводородную смесь, жидкость, не имеющую цвета, предел кипения у которой составляет 33-205 °С. Замерзает бензин при температуре – 60 °С и ниже.

( Заполнение карты урока задание №1)

Наиболее ценная фракция перегонки нефти — это бензин,   который  применяется   главным  образом   как топливо для автомобильных и авиационных двигателей внутреннего сгорания. Однако в процессе ректификации о выход составляет не более 18—20% от массы сырой нефти. Значительно больше получается лигроиновой и керосиновой фракций, в которых содержатся углеводороды, имеющие в среднем в два раза более длинную углеродную цепь, чем в бензине.

Возможно, ли из керосина получить бензин? Для этого необходимо разорвать длинные молекулы углеводородов пополам. Способ осуществления такого химического превращения предложил в 1891 г. русский инженер М. Г. Шухов. При нагревании углеводородов керосиновой фракции до температуры 500—600 °С молекула алкана разрывается примерно пополам, образуя два углеводорода с более короткой углеродной цепочкой, например:

с16н34→с8н18 + с8н16.

гексадекан       октан      октен

Один из продуктов реакции — октан — это углеводород бензиновой фракции.

  Второму продукту реакции расщепления до состояния насыщенности не хватает двух атомов водорода. Следовательно,  октен относится к непредельным углеводородам.

  Описанный процесс с конца XIX в. стал широко внедряться в промышленность и получил очень точное название — крекинг (от англ. crack — расщеплять).

Крекинг-это термическое разложение нефтепродуктов, приводящее к образованию углеводородов с меньшим числом атомов углерода в молекуле.

 В результате повышается выход бензина на 55%. Различают 2 вида крекинга термический и каталитический.

                                  Крекинг

термический                                           каталитический

Каталитический крекинг, проведенный в присутствии катализаторов, более эффективный – даёт бензин высокого качества, т. е. идёт процесс изомеризации. 

( Заполнение карты урока задания №2,3)

Вывод: вид топлива зависит от способа получения.

2. Качество бензина определяется его детонационной устойчивостью, т. е. способностью выдерживать при высоких температурах сильное сжатие в цилиндре двигателя без самопроизвольного возгорания. 

Первый ДВС работал на газе. Изобрел его в 1878 г. немецкий механик-самоучка Николай Отто. Позже его коллега, инженер Даймлер, построил двигатель, работавший на бензине.

Это был 1885 г.

Карбюраторный ДВС имеет карбюратор - устройство, в которое поступают бензин и воздух, при этом получается горючая смесь.

В двигателях внутреннего сгорания воспламенение горючего происходит от запальной свечи, дающей искру в момент наибольшего сжатия поршнем смеси газов. Однако при сжатии смеси паров бензина и воздуха углеводороды нормального строения образуют вещества, вызывающие преждевременное воспламенение, что приводит к быстрому износу двигателя. Это явление называют детонацией.

Детонация- процесс преждевременного воспламенения  горючего в результате сжатия смеси паров бензина и воздуха в двигателе внутреннего сгорания.

 ( Заполнение карты урока задание №4)

3.Количественным показателем качества бензина является его октановое число. За начало отсчета в октановой шкале принята детонационная устойчивость гептана нормального строения (октановое число 0), а за 100 — октановое число изооктана. Октановое число бензина, например АИ-92, показывает, что данное горючее имеет  такую же детонационную устойчивость, как смесь 92%  изооктана и 8% н-гептана. ( Заполнение карты урока задание № 5)

Для повышения октанового числа используют  процесс риформинга низкосортных сортов бензина, который   подвергают нагреванию в присутствии  катализаторов,   например  платины.   При  этом  углеводороды линейного строения не только изомеризуются, но также  превращаются в циклические и ароматические, что и приводит к повышению октанового числа. Для повышения качества бензина добавляют различные присадки и антидетонаторы: например, токсичный тетраэтилсвинец. В последнее время стали применять новый антидетонатор - марганцевоорганические соединения, которые  не обладают токсичным действием. Так же возможно применение добавок повышающие октановое число смешения. Таким добавками являются кислородсодержащие соединения (спирты и эфиры).

 Посмотрим небольшой видеоролик о марках бензина  и  его  качестве. ( Демонстрация видеоролика «Кое-что о бензине»).

А какие марки бензина используют автомобилисты нашего села?  ( Выступление ученика о результатах социологического опроса, проведенного в нашем селе).

Результаты социологического опроса, проведенного среди   автомобилистов села Кундравы.

Нами было опрошено 14 человек, из них 50 % женщин, 50 % мужчин. Они заполняли анкету, состоящую из 4 вопросов. Что же мы узнали? 50 % имеют иномарки и 50 % отечественные автомобили. Все используют в качестве топлива бензин, 64 %  заправляют свои автомобили АИ-92,  27 %- АИ-95 и всего 9 %  респондентов используют бензин марки А-76. Все опрошенные на 100 % довольны качеством  бензина.

4.Так как человек ежедневно использует бензин, поговорим о действии бензина на организм человека и влиянии автотранспорта на окружающую среду.

Для этого выполним задание: У меня имеется 2 текста  о действии бензина на организм человека и о влиянии транспорта, работающего на бензине, на окружающую среду. Но текст разрезан на предложения, ваша задача: соединить текст в единое целое и зачитать.

                       Бензин и отравление.

Текст № 1. Пары бензина очень токсичны для человека, и их вдыхание может вызвать как острое, так и хроническое отравление.

Использование бензина с тетраэтилсвинцом опасно для организма человека. Такой бензин очень ядовит, действует на нервную систему, вызывает тяжёлые хронические заболевания.

Существует бензиновая токсикомания.

Бензиновая токсикомания обычно встречается среди подростков. При вдыхании бензина с целью вызвать эйфорию и галлюцинации, быстро развивается привыкание. Бензиновая токсикомания достаточно быстро ведёт к тяжёлым поражениям центральной нервной системы, психоорганическому синдрому, необратимому падению интеллекта, влекущему за собой инвалидизацию.

( Заполнение карты урока задание № 6)

5. Текст № 2. Выбросы автотранспорта наносят большой вред окружающей среде. Кроме соединений свинца, коварным является угарный газ. Отравление им происходит через дыхательные пути. В легких угарный газ соединяется с гемоглобином крови в 200 -300 раз быстрее, чем кислород. При сильном отравлении человек может погибнуть от кислородного голодания.

Поэтому  в некоторых городах появились “Икарусы” с двумя баллонами и другие автомобили. Они работают на особом виде горючего- смеси дизельного топлива и природного газа.

Природный газ дешевле бензина, лучше смешивается с воздухом, поэтому он полнее сгорает, а значит и вредных веществ в отработанных газах меньше.

В последнее время стали использовать в качестве топлива этиловый спирт (этанол), который при сгорании образует только углекислый газ и воду.

Наиболее экологически видом топлива является водород. Он не ядовит и при сгорании образует только воду, экологически чистое вещество.

Появились первые машины, энергию для движения которых дают фотоэлектрические элементы, преобразующие энергию Солнца.

Может быть, в скором будущем электромобиль станет главным видом городского транспорта.

( Заполнение карты урока задание № 7)

Итак, подведем итог: Сегодня мы изучили тему: «Бензин», узнали много нового, некоторые ребята активно поработали. Какой вывод урока можно сделать? Бензин - нужное человеку вещество, но при неправильном обращении с ним возможны негативные последствия для человека.

Запишем вывод в карту урока.

Закрепление:

 Закрепим всё, что мы узнали о бензине, а для этого ответим на следующие вопросы:

1. Какая из фракций нефти самая важная? Что такое бензин?
2. Как повышают качество бензина? Что такое крекинг?
3. Какой процесс называется детонацией?
4. Назовите наиболее используемые человеком марки бензина.
5. Как бензин влияет на организм человека?

Домашнее задание: параграф 8 (стр. 59-61), выполнить задание в тетради на выбор: мини-сочинение « Наш семейный автомобиль» по плану (если имеется автомобиль) или задание 6 на стр. 62.

Карта урока « Бензин и понятие об октановом числе».

   1.Физические свойства бензина___________________________________________________________________________________________________________________________________________________

  2. _______________это термическое разложение нефтепродуктов, приводящее к образованию углеводородов с меньшим числом ___________________________в молекуле.

   3.                               Виды крекинга

__________________                      ___________________

4.Детонация- процесс_______________________горючего ___________________________________________паров бензина и воздуха  в ______________________________

6. Октановое число бензина АИ-95, показывает, что горючее имеет детонационную способность, как смесь ________% изооктана и ________% н-гептана.

7. Влияние паров бензина на организм человека______________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Опасные вещества:________________________в составе выбросов автотранспорта.

Вывод:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________

План написания мини-сочинения:

1. Состав семьи. Кто водит автомобиль?
2. Модель автомобиля и марка используемого бензина.
3. Самая интересная семейная поездка на автомобиле.

Карточка к уроку: « Бензин и понятие об октановом числе».

1. Перед вами 6 пробирок с разными веществами, найдите пробирку с нефтью и опишите её физические свойства.

2. Как утечка нефти при её добыче и транспортировке  влияет на состояние окружающей среды?