Урок по химии Природные источники углеводородов

Пояснительная записка.

Главная задача изучения темы - ознакомление учащихся со способами переработки и составом природного и попутного нефтяного газов, нефти и каменного угля. Содержание темы тем самым направленно не развитие политехнических знаний о главных отраслях производства, о технологическом применении химической науки.

Тему изучают после того, как в курсе органической химии рассмотрены общие понятия и теории науки, охарактеризованы строения и свойства различных групп углеводородов. Это придает ей обобщающий характер и позволяет повторить пройденное в новых взаимосвязях.

По сколько содержание темы раскрываю, используя ранее пройденный материал изучение её в профильном классе не должно вызывать особых трудностей учащихся.

В связи с этим считаю целеобразным изучение данной темы осуществитьо виде двух часового семинара( этому способствует также спаренные уроки по химии в школьном расписании) с использованием самостоятельной , групповой работы учащихся в рамках иллюстрационно -объяснительного метода с элементами проблемного изложения и иллюстрационно-объяснительными элементами.

В ходе проведения занятия прослеживаются сведущие основные моменты:

- общее и различное в составе природного и попутного нефтяного газов и их применении ;

- характеристика основных продуктов, получаемых при первичной переработке ( перегонки) нефти;

- назначение процессов вторичной переработки нети , сущность каталитического и термического крекинга, реформинга, алкилирования, изомиризации;

- сущность процессов коксования, газофикации , каталитического гидрирования угля, основные продукты , необходимость разработки не прерывного процесса коксования.

Тема урока: "Природные источники углеводородов." (2ч.)

Цели урока:

1. Обучающие цели:

1)обеспечить усвоение знаний учащихся о составе,

свойствах, способах переработки природных

источников углеводородов как топлива и сырья для

получения органических веществ;

2) сформировать представления учащихся о

технологических процессах переработки природных

источников углеводородов;

2. Воспитательные цели:

1) убедить в целесообразности бережного отношения к природе, окружающей среде;

2) способствовать развитию патриотических чувств, а так же чувства гордости за достижения ученых-соотечественников в области развития нефтеперерабатывающей промышленности

3. Развивающие цели:

1) способствовать становлению и развитию таких качеств личности, как любознательность, целеустремленность, умение выделять главное, делать выводы;

2) содействовать развитию самостоятельности и чувства коллективизма;

3) продолжить работу по развитию умений и навыков самостоятельной работы с коллекциями и дополнительной литературой.

Методы обучения:

Иллюстрационно-объяснительные с элементами проблемного обучения и частично- поискового.

Формы обучения:

Групповая форма в сочетании с элементами фронтального обучения.

Оборудование: коллекция «Нефть», «Нефтепродукты», «Природные источники углеводородов»;

образцы нефти, угля;

дополнительная справочная литература, учебник О.С. Габриелян «Химия 10 класс»;

сборник демонстрационных опытов «Школьный химический эксперимент».

Ход урока.

I. Организационная часть урока.

II. Основная часть урока. Изучение нового материала.

1. Вступительное слово учителя. Постановка проблемы.

Великий русский ученый - химик Д. И. Менделеев говорил, что топить нефтью, значит топить ассигнациями. Он считал, что нефть является ценным сырьем для производства многих органических веществ.

С давних времен люди уважительно называют нефть «черным золотом», «кровью Земли».

Насколько актуальны эти высказывания в наше время?

2. Изучение нового материала (групповая работа).

Цель работы: изучение природных источников углеводородов, их составов и способов переработки

Ход работы.

1. Учащиеся делятся на группы, получают групповые задания и распечатанные части слайдов презентации по соответствующей теме

2. Обсуждение задания в группе.

3. Выступление по группам.

4. Обсуждение итогов работы каждой группы.

I. Задание для группы № 1. «Нефть»

Внимательно прочитайте стр. 60 - 63 учебника (до раздела «Крекинг»), рассмотрите коллекцию «Нефть». Подготовьте рассказ по вопросам, соответственно распечатанным слайдам.

1. Каково происхождение нефти?

2. Где располагаются основные месторождения нефти?

3. Что такое нефть и ее состав?

4. Почему нефть не имеет определенной температуры кипения?

5. Почему нефть не имеет определенного цвета?

6. В чем состоит сущность фракционной перегонки?

7. Каковы основные продукты перегонки нефти, каково их применение?

8. Каковы последствия экологических катастроф, связанных с разливом нефти?

Задание для группы № 2. «Крекинг нефтепродуктов»

Прочитайте соответствующий текст в учебнике (до раздела «Газообразные углеводороды»), дополнительную литературу по этому вопросу и подготовьте рассказ по вопросам, соответственно распечатанным слайдам.

1.Что такое крекинг, виды крекинга?

2.В чем состоит сущность крекинга?

3.Чем отличается состав газов термического крекинга от каталитического?

4.Приведите уравнения трех реакций, соответствующих крекингу нефтепродуктов

Задание для группы № 3. «Природный и попутный нефтяной газы»

Прочитайте соответствующий текст в учебнике (до раздела «Каменный уголь»), дополнительную литературу по этому вопросу и подготовьте рассказ по вопросам, соответственно распечатанным слайдам.

1.Где располагаются основные месторождения газов?

2.Каков состав природного и попутного нефтяного газов?

3.Каковы основные области применения природного газа?

4.Каковы важнейшие продукты, получаемые из природного газа?

Задание для группы № 4. «Каменный уголь. Коксование».

Прочитайте соответствующий текст в учебнике, дополнительную литературу по этому вопросу и подготовьте рассказ по вопросам, соответственно распечатанным слайдам.

1.Что такое каменный уголь?

2.Какие основные продукты получаются при перегонке каменного угля? Где они применяются?

3.При каких условиях осуществляется процесс коксования?

4.Какие научные принципы применяются в коксохимическом производстве?

5.Для получения каких органических веществ используется коксовый газ? Приведите уравнения реакций для известных вам продуктов коксования каменного угля.

3. Обсуждение итогов работы каждой группы.

(выступление учащихся группы с демонстрацией слайдов презентации)

1. Выступление учащихся группы № 1, с рассказом о нефти.

(месторождение, происхождение, состав, свойства нефти, перегонка нефти, продукты перегонки и экологические проблемы).

А. Параллельная демонстрация слайдов презентации ( 4 - 11)

Б. Демонстрация фрагментов сборника « Школьный химический эксперимент» ( 4.1 Модель нефтеперегонной установки. Иллюстрация фракционного состава бензина; 4.2 Образцы продуктов нефтепереработки).

В. Заполнение таблицы слайда № 11. (самостоятельная работа учащихся по заполнению таблицы в рабочих тетрадях)

« Основные фракции нефти»

Фракция нефти

Углеводородный состав

Т кип.

Применение

2. Выступление учащихся группы № 2, с рассказом «Крекинг нефтепродуктов» С параллельной демонстрацией слайдов презентации (12 - 15) ( сущность крекинга, его виды, сравнение термического и каталитического крекинга, продукты крекинга)

3. Объяснение учителя о других способах переработки нефтепродуктов с параллельной демонстрацией слайдов презентации (16 - 18)(в связи с отсутствием материала в 10 параграфе учебника)

А. Риформинг - Переработка с получением ароматических углеводородов и водорода (слайд № 16)

C

- H2

(ок. ч. 0)H3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2 - СH3

CH3

CH3

- 3H2

(ок. ч. 70)

Толуол

( ок. ч. 120)

Основа - реакции каталитического дегидрирования алканов от С6 и выше, а так же циклогексана и его алкилзамещенных, содержащихся в нефтяной фракции. Образуются бензол и его гомологи.

Процесс ароматизации - главный способ получения бензолов и других Аренов.

Б. Алкилирование предельных углеводородов (слайд № 17)

Алкилирование - процесс обратный крекенгу.

В присутствии кислотных катализаторов происходит присоединение алканов к алкенам с увеличением углеводородной цепи:

CH3

CH3

t ◦

CH3 - C - CH2 - CH - CH3

+ CH2 = C - CH3

CH3

CH

CH3

CH3

CH3

CH3

В. Изомеризация алканов (слайд № 18)

Молекулы линейных алканов при температуре и катализаторе разрываются с образованием первичных радикалов.

Поскольку такие частицы являются наиболее устойчивы, они изомеризуются во вторичные и третичные радикалы путем перемещения атомов водорода. Соединяясь вновь, радикалы образуют алканы с разветвленным скелетом:

к

●

●

●

(окт. ч. 62)

2 - метилбутан

(ок. ч. 93)

CH3

CH3 - CH - CH2 - CH3

CH3 - CH - CH3

CH3 -CH2 -CH2 + CH2 -CH3

CH3 -CH2 -CH2 -CH2 -CH3

t ◦

4. Выступление учащихся группы № 3, с рассказом «Природный и попутный нефтяной газы» «С параллельной демонстрацией слайдов презентации (26 - 31) (месторождения и состав природного газа, его свойства, области применения природного газа и важнейшие продукты)

5. Выступление учащихся группы № 4, с рассказом «Каменный уголь. Коксохимическое производство» «С параллельной демонстрацией слайдов презентации (32 - 37) (месторождения и состав каменного угля ,основные способы переработки, основные продукты коксохимического производства )

6. Объяснение учителя о других способах переработки каменного угля с параллельной демонстрацией слайдов презентации № 38 - 39. (связанное с отсутствием данного материала в параграфе 10 учебника данного материала)

А. Газификация каменного угля

C + H2O = CO + H2 (водяной газ)

Происходит в газогенераторе при большой температуре, с перегретым водяным паром.

Б. Каталитическое гидрирование угля

nС + (n + 1)H2 CnH(2n + 2)

Продукт используется в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания.

4. Подведение итогов урока, выводы (делают учащиеся)

• Углеводороды - это соединения, состоящие только из атомов углерода и водорода.

• Наиболее важными источниками углеводородов являются природный и попутный нефтяной газы, нефть и уголь.

• Природный газ, нефть и уголь - это не только топливо, но и богатейший источник сырья для химической промышленности.

• Знание строения веществ и закономерностей их превращений позволяет человеку искусственно создавать вещества, которых нет в природе. Поэтому вместе с другими науками органическая химия становится все более могучей непосредственной производительной силой.

Исходя из выше изложенного вытекает, что высказывание Менделеева о том, что топить нефтью, значит топить ассигнациями, не только не утеряло своей актуальности в наши дни, но и приобрело огромный размах.

5. Тестирование (с использованием слайдов презентации42 - 43)

6. Домашнее задание: параграф 10, записи в тетради, упражнения № 1,2,4,5,11.