Оборудование: дидактический материал к уроку (приложения 1-4), карта полезных ископаемых, коллекция “Нефть и продукты её переработки”, индивидуальная карта оценки полезности урока, мультимедийный проектор, компьютер.
Цель урока: познакомить учащихся с нефтью, ее составом, физическими свойствами, способами переработки нефти, применение продуктов нефтепереработки.
Задачи урока:
Обучающие:
- создать учебную ситуацию для понимания учащимися свойств нефти,
- включить учащихся в исследовательскую деятельность по оперированию вновь освоенными знаниями,
- рассмотреть значение важнейших нефтепродуктов и способов охраны природы от загрязнений.
Развивающие:
- создать условия для освоения учащимися умений исследовательской деятельности (формулировать проблему, определять цели исследования, выдвигать гипотезы, планировать собственную деятельность, собирать данные и их анализировать, обосновывать гипотезы на основе полученных данных, делать выводы);
- способствовать развитию логического мышления путём постановки проблемных вопросов;
- способствовать развитию коммуникативных компетенций учащихся, организуя поисковую деятельность учащихся, включая их в обсуждение полученных результатов.
Воспитательные:
- ознакомить с экологическими проблемами, связанными с разработкой месторождений нефти и их переработкой.
Методы обучения: исследовательский метод, эвристическая беседа, поисковая деятельность, проблемные вопросы, работа с коллекцией, с дидактическим материалом; опрос, тестирование. Для проверки усвоения используется тест, который дает возможность учителю установить прочную обратную связь на уроке со всем классом, оперативно оценить знания каждого ученика.
Форма организации учебной деятельности: индивидуальная, парная.
Деятельность учителя: выступает в роли координатора в процессе усвоения нового материала, ведет беседу, совместно с учащимися ставит и обсуждает проблемные вопросы.
Деятельность учащихся: участвуют в беседе, выполняют необходимые задания, анализируют, сравнивают, делают выводы.
План урока:
1.История нефти.
2.Физические свойства нефти.
3.Состав нефти.
4. Переработка нефти. Нефтепродукты и их применение.
5.Экологические проблемы добычи и переработки нефти.
6. Домашнее задание.
Ход урока
...топить можно и ассигнациями.
Д.И. Менделеев
Учитель.
Здравствуйте, ребята. Сегодня у нас необычный урок. У вас на столах находятся пробирки с неизвестным Вам ранее веществом. Кто может высказать предположение, что это за вещество?
Запишите тему урока в тетради.
Слайды. История нефти.
Нефть часто называют "черным золотом". В глубокой древности славяне называли ее ропанкой, греки - петролеумом. Считается, что современное название “нефть” родилось от арабского "нафта" - вытекать.
Слайды. Физические свойства нефти.
Какое же " черное золото"? Сейчас каждый из вас сможет ответить на этот вопрос. Возьмите пробирки, рассмотрите нефть, что вы можете сказать о физических свойствах нефти? (Учащиеся дают характеристику свойствам нефти, записывают в тетрадь).
Нефть - это маслянистая тёмно-коричневая жидкость с красноватым или зеленоватым оттенком, иногда чёрная, красная или светлая, с характерным резким запахом. Как Вы думаете от чего это зависит? Правильно от места добычи нефти.
Коллекция “Нефть и продукты её переработки”.
Слайды.
Бывает нефть бесцветная, как вода (например, нефть, добываемая на Суруханском месторождении в Баку, в некоторых местностях Алжира). Редко встречается нефть очень плотная полутвёрдая (в ней много парафина).
Запишите определение нефти в тетрадь.
Слайды.
Различают лёгкие и тяжёлые нефти.
Лёгкие извлекают насосами, фонтанным способом, из них делают в основном бензин и керосин. Тяжёлые иногда добывают даже шахтным способом (например, в Республике Коми) и ее перерабатывают в битум, мазут, масла.
В отличие от других полезных ископаемых нефть не образует отдельных пластов, она заполняет пустоты в породах.
Возьмите стакан с водой, стоящий на Вашем столе, капните в него несколько капель нефти, что Вы наблюдаете?
Она легче воды и растекается на ней тонкой пленкой. Нефть горюча. Нефть – уникальное топливо, её теплота сгорания 37-49 МДж/кг.
Слайд.
Состав нефти. По составу нефть представляет собой смесь углеводородов (парафины, нафтены, ароматические углеводороды). В нефти содержится 80-87% углерода, 10-14% водорода, до 5% серы, до 3% кислорода, до 2% азота.
Запишите состав нефти в тетрадь.
Слайды. Переработка нефти. Нефтепродукты и их значение.
Ознакомьтесь с Приложением 1 "Ректификационная колонна. Перегонка нефти в ректификационной колонне ", Приложением 2." Продукты перегонки нефти".
Ответьте на следующие вопросы. (Учащиеся отвечают, используя Приложения
1,2).
- Как вы думаете, что означает фраза Д.И.Менделеева “...Топить можно и ассигнациями” ?
- Какой вывод вы можете сделать исходя из этой фразы?
- Ректификация это....? Фракция это ....? Назовите какие продукты перегонки нефти Вы знаете ?
- Как Вы считаете, почему необходима вторичная переработка бензина прямой перегонки?
- Почему нефть называют “чёрным золотом”?
Слайды. Вторичная переработка бензина.
В ознакомьтесь с Приложением 3 "Вторичная переработка нефти и мазута с целью получения бензина высокой детонационной стойкости"
Ответьте на следующие вопросы. (Учащиеся отвечают, используя Приложение 3).
- Крекинг это...? Риформинг это...?
- С какой целью проводят вторичную переработку бензина?
- Назовите различия процесса термического и каталитического крекинга ?
Сравните термический и каталитический крекинг? Какой вывод Вы можете сделать?
Слайды. Нефтепродукты и их применение.
Используя Приложение 2 “Продукты перегонки нефти”, назовите продукты переработки нефти и области их применения.
Слайды. Экологические проблемы добычи и переработки нефти.
Любое химическое производство требует соблюдение техники безопасности. Вопросы использования продуктов переработки нефти сейчас актуальны, как никогда. Перед обществом стоит много проблем. Это и разработка месторождений углеводородного сырья, добыча нефти , требуются так же и разработки новых технологий переработки нефти. Это и экологические проблемы, связанные с добычей, транспортировкой, переработкой углеводородов.
Природа реагирует на деятельность человека , возникают экологические проблемы: загрязнение почвы, воды, воздуха, разрушение биогеоценозов, в том числе таких хрупких, как тундра. Важно научиться принимать решения, делать выбор, отвечать за результаты своей деятельности.
Ознакомьтесь с Приложением 4 “Топливо и окружающая среда”, Приложением 5 “Вредное воздействие процессов переработки нефти на окружающую среду”.
Перечислите какие экологические проблемы возникают переработке нефти.
Предложите природоохранные мероприятия, которые необходимо использовать при добыче, переработке и использовании нефти и продуктов ее переработки, объясните эффективность их применения.
Предложите альтернативные виды топлива.
Предлагаю вам проверить полученные на уроки знания.
Учащиеся работают в паре (выполняют тест, после его выполнения меняются выполненными тестами и проверяют правильность его выполнения).
Заполните, пожалуйста, карту оценки полезности урока.
Учитель подводит итоги урока, выставляет полученные оценки.
Домашнее задание, сообщения по теме урока.
Приложение 1. Ректификационная колонна. Перегонка нефти в ректификационной колонне.
Фракции:
Бензины С5Н12 – С11 Н24 (40-2000 С) Газойль С18Н30 – С24 Н50 (270-400 0С)
Лигроины С8 Н18 – С14 Н30 (150-2500 С) Мазут С19 Н40 – С53 Н108 (более 4000)
Керосины С12 Н26 – С18Н38 (180-3000)
Приложение 2. Продукты перегонки нефти.
| Фракции | Массовая доля, % | Число атомов углерода в молекулах | Интервал кипения | Применение |
| Ректификационные газы | 2 | 3-5 | до +40 | Топливо |
| Бензин | 32 | 5-12 | 40-200 | Моторное топливо |
| Керосин | 18 | 12-18 | 180-300 | Дизельное и реактивное топливо, растворитель |
| Газойль | 20 | 13-19 | 200-350 | Дизельное топливо |
| Мазут | 18-50 | - | Смазки, масла, асфальт |
Приложение 3. Вторичная переработка нефти и мазута с целью получения бензина высокой детонационной стойкости.
| Способ переработки | Исходное сырьё | Условия | Химические реакции | Основные продукты |
| Термический крекинг | Т=450-550 С,Р=3 МПа | Расщепление | Предельные и непредельные у/в | |
| Каталитический крекинг | Вакуумный газойль | Т=470-530 С | Расщепление. Изомеризация. |
Углеводороды разветвлённого строения |
| Пиролиз (высокотемпературный крекинг) | Лёгкий бензин | Т=650-900 С,кат. Pt | Расщепление. Циклизация |
Этилен, пропилен, ароматические у/в |
| Риформинг (ароматизация) | Бензиновая фракция | Т=600-700 С, кат.Рt | Циклизация | Ароматические у/в |
Приложение 4. Топливо и окружающая среда.
| Продукт | Основные загрязнители | Природоохранные мероприятия |
| Неэтилированный бензин | Выхлопные газы: СО, у/в, оксиды азота | Переход на газовое топливо. Получение высокооктановых добавок |
| Этилированный бензин | Выхлопные газы, соединения свинца Пары бензина проникают в организм через дыхательную систему. Тормозятся обменные процессы, разрушается нервная и кровеносная система, развивается импотенция, нарушается зрение | Сокращение производства |
| Дизельное топливо | Соединения серы, у/в | Глубокая очистка от соединений серы |
| Котельное топливо | СО, оксиды серы, оксиды азота | Модернизация печей. Переход на газовое топливо. |
Приложение 5. Вредное воздействие процессов переработки нефти на окружающую среду.
| Источник загрязнения | Негативное воздействие на окружающую среду | Основные природоохранные мероприятия |
| Воздух | 1.Загрязнение атмосферы дымовыми
газами. 2.Загрязнения воздуха при сжигании остатков газов в факелах. 3.Токсичные ароматические соединения в газовых выбросах. |
1.Уменьшение количества газов,
поступающих на факельное хозяйство путём
улавливания факельных газов и возвращения их для
разделения. 2.Реконструкция печей и горелочных устройств с целью значительного сокращения выбросов СО, оксидов азота. 3.Глубокая очистка нефти от сернистых соединений и солей. |
| Водные объекты | 1.Большой расход воды. 2.Наличие в сточных водах остатков нефти, солей, сернистых соединений. |
1.Сокращение потребления воды.
Использование оборотной воды. 2.Замена водяного охлаждения на воздушное. 3.Внедрение новых установок по очистке сточных вод(на входе- 7000мг/л нефтепродуктов ,а на выходе- 70мг/л) |
| Почва | 1.Утечка нефтепродуктов при недостаточной герметизации оборудования, аппаратов. | 1.Ликвидация буферных прудов, свалки
твердых отходов(вывоз на городской полигон). 2.Установки по очистке нефтешламов. |
Тест по теме “Природные источники углеводородов”
1.Нефть – это:
а) маслянистая жидкость, хорошо растворяемая в воде
б) жидкость чёрного цвета, тяжелее воды
в) маслянистая жидкость темного цвета, легче воды
2.Состав нефти различных месторождений:
а) одинаков
б) различен
3.Самый легкий нефтепродукт – это:
а) мазут
б) керосин
в) газойль
г) бензин
4.Процесс крекинга отражает уравнение:
а) C8H18 —> C4H10 + C4H8
б) n C2H4 —> (-CH2-CH2-)
в) 2C8H18+25O2 —> 16CO2+18H2O
г) C8H18 —> 8C + 9H2
5.Нефть –
а) имеет формулу б) не имеет
6.Нефть тяжелее воды –
а) да
б) нет
7.Нефть – это смесь а) органических соединений б) неорганических
8.Методы перегонки нефти: а) крекинг б) перегонка
9.Виды топлива, получаемые из нефти:
а) керосин
б) бензин
в) лигроин
Карта оценки полезности урока (заполните).
- Что Вам удалось запомнить в процессе урока?
- Что из материалов урока Вам показалось интересным?
- Пригодятся ли Вам полученные знания в дальнейшей жизни?
- Был ли этот урок полезным для Вас?
- Остались ли у Вас вопросы к учителю, нерешенные проблемы?