Углеводороды. Основные источники месторождения в Казахстане

Тема:

Тип урока:

Цели урока:

Методы и методические приёмы:

Средства наглядности:

План урока:

Ход урока:

?

О

?

О

?

О

Конспект интегрированного урока по химии и географии

« Углеводороды. Основные источники месторождения в Казахстане.»

Комбинированный

Образовательные

1. На основе межпредетных связей химии, географии и экологии познакомить учащихся с такими важными источниками углеводородов, как каменный уголь, природный газ, нефть, с их составом и способами переработки.

2.Изучить основные месторождения этих минеральных ресурсов на территории Республики Казахстан.

3. Показать значение их в народном хозяйстве.

4. Рассмотреть проблемы защиты окружающей среды.

Развивающие:

1. Совершенствовать умение анализировать, сравнивать свойства химических соединений.

2. Развивать логическое мышление.

3.Развивать умение выделять главное, существенное, сравнивать, обобщать.

Воспитательные:

1.Формирование научно- материалистического мировоззрения.

2.Воспитывать любознательность, познавательный интерес, интерес к работе.

Воспитывать чувство товарищества, умения работать коллективно.

Словесные: эвристическая беседа, рассказ

Словесно- наглядные: самостоятельная работа учащихся по тематике экологии о проблемах загрязнения углеводородами окружающей среды.

Презентация Microsoft Office Power Pointe, коллекция « Нефть и продукты ее переработки», стакан с водой, горелка, компьютер, проектор, коллекция « Полезные ископаемые»

1. Организационный момент. ( 1 мин)

2. Изучение нового материала ( 27 мин)

3. Закрепление. ( 15 мин)

4. Домашнее задание. ( 1 мин)

5 . Итог урока ( 1 мин)

Здравствуйте, садитесь! Сегодня у нас не совсем обычный урок, сегодня на уроке вы убедитесь, как все взаимосвязано в этом мире.

Учитель химии:

Мы с вами начали изучение одного из важных разделов химии- это органическая химия. Давайте напомним друг другу еще раз.

Что такое органическая химия?

Органическая химия- это химия углеводородов и их производных.

А что такое углеводороды?

Углеводороды(УВ)- это простейшие органические вещества, молекулы которых состоят из атомов только двух элементов: углерода и водорода.

Учитель химии:

Углеводороды все такие разные-

Жидкие и твердые, и газообразные.

Почему так много их в природе?

Дело в ненасытном углероде.

Действительно, этот элемент, как никакой другой, « ненасытен» : он так и стремится то образовывать цепи, прямые и разветвленные, то кольца, то сетки из множества своих атомов. Отсюда множество соединений из атомов углерода и водорода.

УВ- это и природный газ- метан (СН₄) , и другой бытовой горючий газ, которым заправляют баллоны- пропан (С₃Н₈) . УВ- это и нефть, и бензин, и керосин. А еще- органический растворитель бензол ( С₆Н₆), парафин, из которого сделаны новогодние свечи, вазелин из аптеки и даже полиэтиленовый пакет для упаковки продуктов.

Важнейшими природными источниками УВ являются полезные ископаемые- каменный уголь, нефть, газ.

Учитель географии:

Топливные полезные ископаемые имеют осадочное происхождение и обычно сопутствуют числу древних платформ. Угли различают по степени зольности

В Казахстане развитие угольной промышленности связано с наличием больших запасов угля в Карагандинском, Экибастузском, Убаганском, Майкубинском, Кольжатском и других бассейнах.

( Учитель демонстрирует минералы- бурого угля, каменного угля, антрацита). На вид это разные минералы, но на самом деле это одно и то же полезное ископаемое. И это вам сейчас докажет учитель химии.

Учитель химии:

Различают три главных вида ископаемых углей. У вас на столах лежат таблицы в которые вы будите заносить результаты опыта на горючесть углей.

Таблица « Горючесть углей»

( Опыт проводит учитель химии демонстрационно, учащиеся отмечают в таблице увиденное)

В пламя горелки вносится:

1) Бурый уголь ( яркое пламя и сильный дым)

2) Антрацит ( пламя не виденное, сгорание бездымное)

3) Каменный уголь ( при сгорании издается громкий треск)

( По мере опыта учитель рассказывает о каждом ископаемом)

Бурый уголь- содержит до 72% углерода. Имеет бурый цвет. Как самое молодой из ископаемых углей, часто сохраняет следы структуры дерева, из которого он образовался. Отличается большой гигроскопичностью и высокой зольностью, поэтому используется как местное топливо и как сырье для химической переработки.

Антрацит- самый древний из ископаемых углей. Отличается большой плотностью и блеском. Содержит до 95 % углерода.

Каменный уголь- содержит до 99% углерода. Из всех ископаемых углей находит самое широкое применение.

(Таблица после опыта)

( Учитель химии после опытов)

Углерод основная часть каменного и бурого угля.

Вспомните происхождение названия углерод?

« Рождающий уголь»

Учитель химии:

Аналогично и латинское название « карбогениум» в основе которого лежит корень карбо-уголь.

Каменный уголь, как и нефть содержит большое количество органических веществ, но кроме этого он содержит неорганические вещества ( Н₂О, NH₃, H₂S). Какова же география распространения этих полезных ископаемых в нашей Республике Казахстан?

Учитель географии:

Основная часть угольных ресурсов приходится на Центральный Казахстан. Это очень экологически грязное топливо. При добыче угля происходят взрывы и возгорание метана, возникают определенные проблемы, связанные с окружающей средой.

Учитель химии:

Другими важным источником природных УВ является нефть. Нефть известна человеку с древних времен. На берегу Евфрата она добывалась 6-7 тыс.лет до н.э. Использовалась она для освещения жилищ, для приготовления строительных растворов, в качестве лекарств и мазей, при бальзамировании. Нефть в древнем мире была грозным оружием: огненные реки лились на головы штурмующих крепостные стены, горячие стрелы, смоченные в нефти, летели в осажденные города. Нефть являлось составной частью зажигательного средства, вошедшего ив историю под названием « греческого огня».

Учитель географии:

По оценкам западных экспертов, Республика Казахстан без учета ведущей разведки недр обладает запасами в 15-30 млрд. тонн извлекаемых углеводородов. Казахстан занимает 11-е место в мире по запасам нефти, но, как полагают, обнаружение новых месторождений могло бы поднять его на 5-е место. Сейчас Казахстан располагает разведанным запасом нефти, оценивающимся более чем в 3 млрд. тонн, и занимает 26-е место в мире по добыче. Однако потенциал республики значительно выше – ожидается скорое открытие новых месторождений, как на суше, так и на шельфе Каспийского моря, что позволит в перспективе увеличить добычу в 5-7 раз.

Различают легкую и тяжелую нефть. Легкую нефть извлекают из недр насосами или фонтанным способом. Из такой же нефти делают в основном бензин и керосин. Тяжелые сорта нефти иногда добывают даже шахтным способом, и готовят из нее битум, мазут, различные масла.

Нефть наиболее универсальное топливо, высококалорийное. Ее добыча отличается относительной простотой и дешевизной, ведь при добыче нефти нет необходимости опускать под землю людей. Транспортировка нефти по трубопроводам не представляет больших проблем. Главный недостаток этого вида топлива – невысокая ресурсообеспеченность (около 50 лет). О составе нефти, ее свойствах расскажет учитель химии.

Учитель химии:

Нефть – это «сгусток энергии». С помощью лишь 1 мл. ее 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 первое место среди природных веществ. Даже радиоактивные руды не могут конкурировать с ней в этом отношении, так как содержание в них радиоактивных веществ настолько малы, что для извлечения1мг. ядерного топлива надо переработать тонны горных пород. Нефть – это не только основа топливно-энергетического комплекса любого государства.

Здесь к месту знаменитые слова Д.И. Менделеева «сжигать нефть – это то же, что топить печь ассигнациями». В каждой капле нефти содержится более 900 различных химических соединений, более половины химических элементов Периодической системы.

Нефть – масличная темно-коричневая жидкость с красноватым или зеленоватым оттенком, иногда черная, красная, синяя или светлая и даже прозрачная с характерным резким запахом. Бывает нефть белая или бесцветная, как вода.

Состав нефти неодинаков. Но все они обычно содержат углеводороды трех видов – алканы (преимущественно нормального строения), Циклоалканы и ароматические углеводороды.

Учитель географии:

В Западном Казахстане развиты нефтяная, газовая, химическая промышленности. Вначале здесь возникли два нефтяных промысла – Доссор и Макат в Эмбинском бассейне, затем были освоены месторождения Узень и Жетыбай на полуострове Мангышлак, Каламкас и Каражанбас – на полуострове Бузачи. В начале 90-х годов было введено в действие нефтяное месторождение Тенгиз. В настоящее время определяется наличие запасов нефти Северо-Каспийского морского шельфа.

Развитие нефтяной промышленности повлияло на развитие Западно-казахстанского территориально-производственного комплекса. В Эмбинском бассейне и на полуострове Мангышлак добывается нефть и газ; в Атырау перерабатывается нефть и производится полиэтилен, действует завод по изготовлению нефтедобывающего оборудования. В районе пос. Тенгиз Атырауской области будет сформирован интеграционный газохимический комплекс. Для развития нефтяной и химической промышленности необходимы большие водные запасы, однако ресурсы воды в регионе ограничены. Нефть в сыром виде нигде не используется, а находят применение продукты нефтепереработки. Со способами переработки вас познакомит учитель химии.

Учитель химии:

Современная установка состоит из печи для нагревания нефти и ректификации колонны, где нефть разделяется на фракции – отдельные смеси углеводородов в соответствии с их температурами кипения: бензин, керосин, лигроин.

После отгонки из нефти светлых продуктов остается вязкая черная жидкость – мазут. Он представляет собой ценную смесь углеводородов. Из мазута путем дополнительной перегонки получают смазочные масла. Непереганяющуюся часть мазута называют гудроном, который используется в строительстве и при асфальтировании дорог.

Наиболее ценной фракцией прямой перегонки нефти является бензин. Однако выход этой фракции не превышает 17-20% от массы сырой нефти. Возникает проблема: как удовлетворить все возрастающие потребности общества в автомобильном и авиационном топливе? Решение было найдено в конце 19 века русским инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым. В1891 году он впервые осуществил промышленный крекинг керосиновой фракции нефти, что позволило увеличить выход бензина до 65-70% (в расчете на сырую нефть). Полученные в результате ректификации нефти продукты подвергаются химической переработке, включающий ряд сложных процессов. Один из них – крекинг нефтепродуктов (от английского «Cracking» - расщепление).

Крекинг относят к так называемым вторичным процессам нефтепереработки. К вторичным процессам относят и ряд других каталитических процессов, например риформинг. Риформинг –это ароматизация бензинов, путем нагревания их в присутствии катализатора, например, платины. В этих условиях алканы и циклоалканы превращаются в аромотические углеводороды, в следствии чего октановое число бензинов также существенно повышается.

В природном газе содержатся углеводороды с низкой молекулярной массой, основными компонентами является метан. Его содержание в газе различных месторождений колеблется от 78% до 98%. Кроме метана – этан, пропан, бутан. Неорганические: азот-2%; СО2; Н2О; Н2S, благородные газы. При сгорании природного газа выделяется много тепла.

Учитель географии:

По своим свойствам природный газ как топливо превосходит даже нефть, он калорийнее. Это самая молодая отрасль топливной промышленности. Газ еще проще добывают и транспортируют. Это самое экономичное из всех видов топлива. Есть, правда и недостатки: сложная межконтинентальная транспортировка газа. Танкеры – метановозы, перевозящие газ в сжиженном состоянии представляют собой исключительно сложные дорогие конструкции.

Учитель химии;

Применяется в качестве: эффективного топлива, сырья в химической промышленности, в производстве ацетилена, этилена, водорода, сажи, пластмассы, уксусной кислоты, красителей, медикаментов и др. Попутные (нефтяные газы) – природные газы, которые растворяются в нефти и выделяются при ее добыче. В нефтяном газе содержится меньше метана, но больше пропана, бутана и других высших углеродов. А где газ добывается?

Учитель географии:

Газ добывается как природный на месторождениях Южного Мангыстау и плато Устюрт, так и попутный на нефтяных месторождениях Эмбы и Мангыстау. Добыча газового конденсата сосредоточена в основном в Западно-Казахстанской области (99,2). Месторождение «Карашиганак» - одно из крупнейших месторождений в мире. Разведанные запасы насчитывают 1,33 трлн. куб. м. газа, 644 – газового конденсата и 189 млн. тонн сырой нефти. Из-за отсутствия мощностей для переработки, газ в настоящее время экспортируется в Россию.

Учитель химии:

Итак, вы многое узнали сегодня об углеводородах, мы вам рассказали о их получении, применении и местонахождении, о способах переработки. Но всегда действует закон жизни : « Наряду с положительным качеством имеется и отрицательное», в чем же роль отрицательного характера углеводородов?

( Сообщение учащихся)

Заключительное слово

Нефть, газ, каменный уголь – это ценное сырье для химической промышленности. В недалеком будущем им будет найдена замена в топливно-энергетическом комплексе нашей страны. В настоящее время ученые ведут поиск путей использования энергии солнца и ветра, ядерного горючего с целью полной замены нефти. Наиболее перспективным видом топлива будущего является водород. Сокращение использования нефти в теплоэнергетике – путь не только к более рациональному ее применению, но и к сохранению этого сырья для будущих поколений. К сожалению ситуация пока не меняется, и до 94% добываемой нефти служит топливом.

Домашнее задание ( осуществить цепочку превращений, учить план конспект)

Урок закончен. До свидания!

Урок составили:

Учитель химии СШ № 21- Колесниченко Наталья Сергеевна

Учитель географии СШ № 21- Вальтер Галина Александровна.