Конспект урока по химии на тему "Нефть"

Конспект урока по химии

Тема: Нефть
Задачи:

Обучающие: создать условия для формирования знаний о нефти как о важнейшем углеводородном сырье, изучения свойства нефти, продуктов её переработки.

Развивающие: совершенствовать умения работать с литературными источниками, продолжить развитие умений устанавливать причинно-следственные связи, наблюдать и объяснять результаты эксперимента; развивать интерес к предмету и процессу познания.

Воспитательные: способствовать формированию представления о социально-экономическом развитии России, перспективных направлениях развития экономики.

Тип урока: комбинированный

Методы и методические приемы: словесный (объяснение, рассказ, опережающее задание-сообщение), наглядный (настенная карта, атласы, иллюстрации, схемы, видео метод), элементы метода проблемного обучения, исследовательского метода, частично-поискового.

Оборудование и реактивы: коллекция “Нефть и продукты ее переработки”, нефть, вода дистиллированная, бензол, керосин, растительное масло, бромная вода, водный раствор перманганата калия, металлический натрий, пробирки, полиэтиленовые крышки, пленки, пластмассы, парафиновая свеча.

ХОД УРОКА

1.Организационный момент. Взаимное приветствие преподавателя и обучающихся; проверка готовности к уроку.

2. Целеполагание и мотивация

1.   Введение в ситуацию урока.

Блестит, как золото. Такая же дорогая, как и золото. «Черное» золото, дающее возможность синтеза более 1000 видов химических веществ. Что же это за соединение? Нефть. Преподаватель записывает тему на доске.

2.Постановка проблемных вопросов:

Почему говорят, что нефть – это «чёрное золото»?

Как нефть связана с благосостоянием страны?

Вы знаете, что органическая химия - это химия углеводородов и их производных. Изучение углеводородов приобретает особое значение, так как эти соединения являются структурной основой всех остальных классов органических соединений. Углеводороды являются важнейшим видом сырья для химической промышленности. Посмотрите на столах предметы, без которых невозможно представить жизнь современного человека. Например, каучук, пластиковые бутылки, полиэтиленовые пакеты, современные строительные материалы и.т.д. На каждом этапе развития человеческого общества осваивались все более эффективные виды топлива. Древесина была заменена углем, а с 60-х годов прошлого столетия пришли природные источники углеводородов: природный и попутный нефтяные газы, нефть, каменный уголь. Сегодня на уроке мы ознакомимся с нефтью как одним из важнейших источников углеводородов Мы рождаемся и живем в мире продуктов и вещей, полученных из нефти. В истории человечества были каменный и железный периоды. Как знать, может быть историки назовут нефтяным или пластмассовым наш период. Нефть – является наиболее титулованным видом полезных ископаемых. Ее величают и «королевой энергетики» и «царицей плодородия». А ее королевский сан в органической химии – «черное золото». Нефть создала новую отрасль промышленности – нефтехимию, она же породила ряд экологических проблем.

3.Актуализация знаний.

Это интересно! Сообщение студента: «Роль нефти в современном мире»

Нефть известна человечеству с давних времен. На берегу Евфрата она добывалась 6-7 тыс. лет до н. э. Использовалась она для освещения жилищ, для бальзамирования. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием «греческого огня». В средние века она использовалась главным образом для освещения улиц. Вначале 19 века в России из нефти путем перегонки было получено осветительное масло, названное керосином, который использовался в лампах, изобретенных в середине 19 века. В тот же период в связи с ростом промышленности и появлением паровых машин стал возрастать спрос на нефть как источник смазочных веществ. Внедрение в конце 60-х гг. 19 века бурения нефтяных скважин считается зарождением нефтяной промышленности. На рубеже 19-20 веков были изобретены бензиновый и дизельный двигатели. Это привело к бурному развитию добычи нефти и способов ее переработки.Нефть-это «сгусток энергии». Используя всего лишь 1 мл этого вещества, можно нагреть на один градус целое ведро воды, а для того чтобы вскипятить ведерный самовар, нужно менее половины стакана нефти. По концентрации энергии в единице объема нефть занимает 1 место среди природных веществ. Даже радиоактивные руды не могут конкурировать с ней в этом отношении, так как содержание в них радиоактивных веществ настолько мало, что для извлечения 1 мг ядерного топлива надо переработать тонны горных пород. Залежи сырой нефти и газа возникли 100-200 миллионов лет назад в толще Земли. Происхождение нефти - одна из сокровенных тайн природы.

Преподаватель рассказывает о трёх теориях происхождения нефти:

Карбидная (неорганическая) теория. Д. И. Менделеев

Органическое происхождение. Нефть возникла из сапропелевого вещества (это ил образованный планктоном) И. М. Губкин.

Космическая теория. Нефть произошла из углеводородов, содержащихся в газовой оболочке Земли, при формировании её как планеты. (В. Д. Соколов)

4. Изучение нового материала и первичное закрепление.

1. Лабораторные опыты.

1) Изучение физических свойств нефти.

Опыт 1. Физические свойства.

Откройте флакон с нефтью и понюхайте, соблюдая правила техники безопасности. Каков запах нефти?

А теперь большим пальцем прикройте горловину флакона и встряхните. Обратите внимание на цвет нефти.

Потрите нефть между большим и средним пальцами. Каково ваше ощущение?

Опыт 2. Удельный вес и растворимость нефти.

В пробирку с водой налейте 1 мл нефти. Нефть располагается слоем сверху, так как она легче воды.

К нефти прибавьте воду и смесь перемешайте встряхиванием. Жидкость расслаивается, так как нефть в воде не растворяется.

Прибавьте 1 мл нефти к 1 мл керосина, взболтайте встряхиванием. При взбалтывании жидкости полностью смешиваются.

Опыт 3. Керосин как растворитель. В пробирки с керосином и водой наливают по 0,5 мл растительного масла и взбалтывают. Масло растворяется в углеводородах.

По результатам опытов самостоятельно составляют выводы.

Объяснение нового материала преподавателем.

Нефть природная смесь углеводородов различной молекулярной массы, содержащих от 5 до 50 атомов углерода. В состав нефти входят следующие классы органических соединений: Алканы, Циклопарафины

Ароматические углеводороды - арены

В основном в состав нефти входят алканы, как линейного так и разветвленного строения. В ней найдены все изомеры гексана, гептана. Кроме углеродов нефть содержит:

Состав нефти различных месторождений различен.

4. Дополнение преподавателя: Нефть перерабатывают на нефтеперерабатывающих заводах. Способы переработки нефти:

1) Физический метод (первичная переработка самой нефти)

2) Химический метод (вторичная  переработка, т. к. перерабатывается не сама нефть, а фракции, полученные в процессе первичной переработки)

Физический метод. Перегонку нефти осуществляют в установке, которая состоит из трубчатой печи и ректификационной колонны. По трубопроводу подается нефть, где она нагревается до t=320-3500и в виде смеси жидкости и паров поступает в колонну. Внутри она имеет горизонтальные перегородки с отверстиями, так называемые тарелки. Пары нефти подаются в колонну через отверстия, поднимаются вверх, при этом они постепенно охлаждаются и сжижаются. Менее летучие получаются на первых тарелках, боле летучие поднимаются вверх. При этом выделяют следующие фракции (заполнить таблицу).

Фракции

Состав фракции

t кипения

Применение

Остаток после перегонки (мазут) также подвергают вакуумной перегонке (при пониженном давлении) и получают: солярные масла (дизельное топливо), смазочные масла (машинные, цилиндровые), оставшаяся часть гудрон. Недостаток перегонки малый выход бензина (20%). (Спросить заполненную таблицу).

Химические способы переработки. (Выход бензина до 70%).

Крекинг- слово произошло от «тухрек»- раскалывать, расщеплять. Способ изобретен русским инженером Шуховым в 1891 г., в России начал осуществляться только после Октябрьской революции. Цель - получение бензинов, непредельных углеводородов. Сырье - соляровые фракции. Условия-t=470-5500. Р=2-7 Мпа. Процесс крекинга заключается в расщеплении молекул углеводорода с длинной углеродной цепью на более короткие под действием высокой t.

При термическом крекинге образуется много микромолекул газообразных углеводородов, которые можно использовать как сырье для получения спиртов, карбоновых кислот, В.М.С.(полиэтилен). Бензин низкого качества. В мире всего 10%  получают термического крекинга.

Каталитический крекинг, при нем расщепление углеводородов происходит при более низкой t  (450-5000) с применением катализаторов, процесс происходит с большой скоростью. Бензин более высокого качества, т. к. наряду с реакциями расщепления идет реакция изомеризации и образуются разветвленные углеводороды. Непредельных углеводородов содержится меньше, поэтому он более устойчив при хранении. Получают преимущественно авиационный бензин.

Пиролиз- наиболее жесткая форма термического крекинга, t больше 7000. Получают газообразные вещества (этилен, ацетилен). Сырье любое (от природного газа до нефти).

Риформинг- это процесс ароматизации бензина. Получают бензин высоких качеств и много ароматических углеводородов.

Таким образом, мы познакомились с основными способами переработки нефти.

5.Включение нового знания в систему знаний

1.   Работа по заданиям (по группам).

Задание1. Написать уравнение реакций горения и крекинга эйкозана С₂₀Н_42. К Какому гомологическому ряду следует отнести данное вещество?

Задание 2. Возможно ли из керосина получить бензин? (Работа с учебником)

Задание 3. Среди углеводородов, содержащихся в бензине, есть нормальный октан С₈Н_18, имеющий линейную цепь из атомов углерода. Могут ли существовать другие углеводороды, имеющие такую же формулу? Напишите их структурную формулу. ( Работа с учебником)

6.Подведение итогов. Обсуждение результатов работы групп.

7. Домашнее задание. §8 стр.55 упр. 1,7,9 (О.С.Габриелян).