Конспект урока по химии в 10 классе по теме «Нефть и продукты переработки»

Конспект урока по химии в 10 классе по теме «Нефть и продукты переработки»

Цель урока:

Образовательная:

1. Познакомить учащихся с составом, свойствами нефти, фракционной перегонкой и областями применения нефтепродуктов;

2. Изучить понятие «октановое число бензинов», «детонационная стойкость бензина»;

3. Познакомить со способами получения и использования продуктов нефтепереработки на примере химических процессов – крекинга, реформинга, пиролиза, гидроочистки;

4. Обратить внимание на проблему охраны окружающей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

Развивающая:

1. Развитие элементов творческой деятельности как качеств мышления – интуиции, пространственного воображения, умения самостоятельно добывать нужную информацию;

2. Развитие умения объяснять по схеме производственные процессы, работать с обобщающими таблицами, схемами.

Воспитательные:

1. Содействие формированию экологической культуры – отношению к изучаемому природному углеводороду, как к исчерпаемому и невозобновимому;

2. Воспитание самостоятельности, целеустремленности, коммуникативности.

Задачи:

1. Усвоение взаимосвязи состава, строения, свойства применение нефтепродуктов. Изучение прямой перегонки нефти, термического и каталитического крекинга нефтепродуктов.

2. Развитие познавательного интереса, умения действовать самостоятельно, воспитание культуры умственного труда.

3. Формировать гражданскую позицию, воспитывать любовь к родной земле и ее труженикам.

Материалы и оборудование: образцы нефти и нефтепродуктов, коллекция «нефть», выставки книг, презентации о нефти и нефтепродуктах, карта России.

Ход урока: 1.Организация класса.

2.План урока по теме:

1.История нефти.

2.Физические свойства нефти.

3.Состав нефти.

4. Переработка нефти. Нефтепродукты и их значение

5. Значение нефти.

Учитель. Нефть и нефтяное дело имеют многовековую историю. Знакомство человека с удивительно замечательной жидкостью произошло несколько тысяч лет до нашей эры. При раскопках городов поселений древнего Египта были найдены светильники, в которых содержались остатки высохшего нефтебитума. Археологические исследования, проведенные на берегах Евфрата, позволили установить, что в этих местах уже 6-8 тысяч лет назад находились примитивные нефтяные промыслы. В Европе асфальт, продукт окисления нефти, был известен примерно 4-5 тысяч лет назад. Нефть с древнейших времен известна Кавказе.

Ребята, мы живем в нефтяном регионе, что вы знаете о нем?

(Сообщение ученика «Нефть Ставрополья»)

Учитель. Это результат самоотверженного труда разных профессий: геологов, бурильщиков, операторов, лаборантов и др., обычно которых мы называем нефтяниками.

Работа с картой России: показ основных месторождений нефти.

Ребята, у кого из вас профессия родителей связана с нефтью?

Ответы учащихся.

Учитель: Итак, что же такое нефть? Из чего она состоит? Нефть – маслянистая жидкость с характерны специфическим запахом, от светло-бурого до черного цвета. Представляет собой смесь различных углеводородов с примесями других веществ. Нефти бывают метановые, нафтеновые, ароматические, смешанные и др.

Нефть – смесь углеводородов (алканов, циклоалканов, ароматических) с другими органическими веществами. Она не имеет постоянной температуры кипения, так как являются смесью углеводородов. Нерастворима в воде, но легко растворяется в бензине, в бензоле, Нефть хорошо растворяет йод, серу и ее соединения, воздух, СО_2, СО, Н₂S. Нефть при охлаждении застывает. Температура застывания зависит от содержания в нефти парафина. Легко застывающая добывается тяжело, плохо транспортируется и хранится. Слайды № 1-2

Демонстрация нефти.

Учитель: Из чего состоит нефть? В состав нефти входит более 150 различных углеводородов в разном количественном соотношении. Вот почему нефть является источником углеводородов. Она – смесь жидких углеводородов, поэтому нефть не имеет формулу. На сегодняшний день известно около 27600 месторождений нефти, значит, существует 27600 видов. В состав нефти входит вода, минеральные соли, 0,8- содержащие органические вещества, глина, песок. Слайды № 3-4

Учитель: Для получения из нефти технически ценных продуктов её перерабатывают. Осуществляют перегонку в современных установках. Перегонка нефти осуществляется в установке, которая состоит из трубчатой печи, ректификационной колонны и холодильника. Слайды № 5-10

В печи нефть нагревается до 350⁰ С. Нефть кипит, и ее большая часть превращается в пар, которой по подземному трудоустройству попадает в ректификационную колонну. Ректификационная колонна представляет собой огромное цилиндрической формы сооружение высотой 40м, диаметром 3-4м, похожее на башню. Внутреннее устройство ректификационной колонны исключительно простое и чрезвычайно остроумное. По всей высоте она разделена горизонтальными перегородками так называемыми тарелками. В середине тарелок отверстие как в чудо печке. Самое замечательное в колонне – это способность разделить углеводороды на группы, одновременно переводя из парообразного состояния в жидкое.

Разделение нефти на фракции происходит в колонне следующим порядком. Самые тяжелые составные части нефти, которые не испарились при 325⁰С, остаются внизу колонны, образуя фракцию мазута. В нижней тарелке накапливается тяжелая маслянистая жидкость газойль – дизельное топливо. Более легкие пары проникают выше и постепенно оседают и собираются в тарелках. Таким образом, каждый вид нефтепродуктов – мазут, газойль, керосин, лигроин, бензин находит в ректификационной колонне свою тарелку. Такое разделение нефти на отдельные фракции основано на том, что нефть – это смесь различных углеводородов с разной температурой кипения. Это физический метод переработки нефти.

Каждая фракция имеет большое значение, но более подробно остановимся на бензине

Презентация учащегося: «Марки бензина и октановое число»

Ученик: Бензин используют как авиационное, автомобильное топливо. Качество бензина определяется стойкостью к детонации. Под детонацией понимают взрывное горение бензина при сажании, что недопустимо. Детонацию в основном вызывают углеводороды нормального строения. Разветвленные, непредельные, ароматические углеводороды снижают вероятность детонации. Детонация стойкость характеризуют октановым числом. Детонационная стойкость бензина повышают, добавляя антидетонаторы, например тетраэтилсвинца. Однако он очень ядовит и сильно загрязняет атмосферу. Для увеличения октанового числа проводят ароматизацию-риформинг бензинов в присутствии платинового катализатора. Ароматические углеводороды значительно повышают октановое число, А-72, А-76, АИ -91, АИ-93, АИ-95, АИ-98 – автомобильные бензины, выпускаемые отечественной промышленностью. «И» означает, что октановое число определено исследовательским методом.

Учитель: При прямой перегонке нефти выход бензина составляет всего от 5 до 25%. А как удовлетворить потребность в бензине, если каждая третья семья имеет транспортное средство, работающее на бензине? Чтобы не допускать «бензинового голода» ученые нашли, вернее, приоткрыли способ разлагать тяжелый мазут и превращать его в летучий бензин.

Способ превращения тяжелого бурого мазута в светлый бензин был открыт в 1891 году Владимиром Григорьевичем Шуховым. Это замечательное изобретение получило название крекинга, что значит от английского «расщепление». Суть этого процесса состоит в том, что из более крупных молекул углеводородов нефти получить более мелкие молекулы углеводородов, отвечающие составу бензина.

Различают термический и каталитический крекинг, но оба являются химической переработкой нефти.

Термический крекинг – расщепление углеводородов производится при высокой температуре (470-550 ° C) и повышенном давлении. Образуется много непредельных углеводородов. Полученный бензин устойчив к детонации, но неустойчив при хранении.

Каталитический крекинг – расщепление углеводородов производится в присутствии катализаторов алюмосиликатов. Процесс протекает быстро, образуется меньше непредельных углеводородов. Бензин неустойчив к детонации, более устойчив при хранении.

Кроме крекинг – бензина в процессе крекинга поучают удивительное многообразие веществ, имеющих большое значение. Еще Д.И. Менделеев ясно понимал, каким прекрасным материалом для различных химических производств является нефть и нефтепродукты, и бросил свою знаменитую фразу: «Нефть не топливо. Топить можно и ассигнациями». Он этим подчеркнул значимость нефти. Более 80% всей добытой нефти в мире используют для получения топлива. Но запасы нефти не бесконечны. Ученые ищут разные способы получения топлива.

Работа уч-ся с коллекциями «Нефть и продукты перегонки нефти»

Учитель: Значение нефти. Нефть бесценный дар природы. Роль и значение нефти в нашей жизни огромны. Именно поэтому ее называют «черным золотом», «жидким золотом». С отдаленных времен люди применяли нефть и в лечебных целях, и в строительстве. Известно, что египтяне употребляли нефть при изготовлении особых составов для бальзамирования трупов.

В наши дни нефть – богатейшее сырье для химической промышленности. Еще из нефти на заводах получают парафин для свечного и спичечного производства, вазелин, бензол и толуол для производства взрывчатых веществ, гудрон для пропитки шпал и изготовления изоляции электрических кабелей, нефтяной кокс для отопления, короче, около пяти тысяч различных видов продуктов, используемых в промышленности, в быту. Не будет преувеличения, если скажем, что современная цивилизация основана на нефти: Слайды № 11-15

Ученик: (прочитает стих)

….Нефть, нефть, нефть – черное ты злато,

Коль с тобой поладим, заживем богато,

Много ты умеешь, ты сердца волнуешь,

Ты людей согреешь, ты людей обуешь.

Видно, от природы сильно ты природы:

Двигаешь машины, фабрики, заводы.

В сердце полыхала яркая зарница,

Ты поля вспахала, где растет пшеница

Наши души греешь и горишь ты жарко

Ты весь день чернеешь, ночью светишь ярко.

3.Домашнее задание: § 17, упр. 10,11 стр. 78

4.Итог урока.

Аспектный анализ урока:

Тема урока: «Нефть и продукты переработки»

Класс: 10

Цель урока:

Образовательная:

1. Познакомить учащихся с составом, свойствами нефти, фракционной перегонкой и областями применения нефтепродуктов;

2. Изучить понятие «октановое число бензинов», «детонационная стойкость бензина»;

3. Познакомить со способами получения и использования продуктов нефтепереработки на примере химических процессов – крекинга, реформинга, пиролиза, гидроочистки;

4. Обратить внимание на проблему охраны окружающей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

Развивающая:

1. Развитие элементов творческой деятельности как качеств мышления – интуиции, пространственного воображения, умения самостоятельно добывать нужную информацию;

2. Развитие умения объяснять по схеме производственные процессы, работать с обобщающими таблицами, схемами.

Воспитательные:

1. Содействие формированию экологической культуры – отношению к изучаемому природному углеводороду, как к исчерпаемому и невозобновимому;

2. Воспитание самостоятельности, целеустремленности, коммуникативности.

Задачи:

1. Усвоение взаимосвязи состава, строения, свойства применение нефтепродуктов. Изучение прямой перегонки нефти, термического и каталитического крекинга нефтепродуктов.

2. Развитие познавательного интереса, умения действовать самостоятельно, воспитание культуры умственного труда.

3. Формировать гражданскую позицию, воспитывать любовь к родной земле и ее труженикам.

Материалы и оборудование: образцы нефти и нефтепродуктов, коллекция «нефть», выставки книг, презентации о нефти и нефтепродуктах, карта России.

1. Мотивационно-ориентировочный аспект.

В начале урока я обеспечила мотивационную готовность и положительный эмоциональный настрой учащихся к работе на уроке, пожелав удачи в работе. В ходе изучения темы учащиеся включились в проектную деятельность и на уроке представляли ее результаты. Целевые ориентиры учебного занятия были лично значимы для учащихся, потому что от работы каждого зависел общий результат исследовательской работы – проект. Проектная деятельность нацелена на развитие индивидуальности учащихся, формирование их способности к самопознанию, умению анализировать, работать с источниками информации, работать в команде.

2. Содержательный аспект.

Проблемные вопросы проекта отобраны в соответствии с требованиями образовательной программы. Для их исследования учащиеся были распределены на группы. Изучаемые вопросы были интересны для учащихся, об этом свидетельствуют их отзывы на уроке о проделанной исследовательской работе. Во время работы над проектом учитель обращал внимание учащихся на наиболее важное и характерное: свойство нефти, которое они исследовали. Работа над проектом позволила учащимся развивать свои творческие способности.

Были использованы следующие материалы и оборудование: компьютер, проектор.

Дидактические средства: учебные кейсы, химический эксперимент.

Оборудование для химического эксперимента: пробирки, штатив для пробирок.

Вещества: вода, нефть, мел, песок, опилки.

Цифровые образовательные ресурсы: презентация MS Power Point.

Коллекции «Нефть и нефтепродукты», карта России.

На уроке использовались приемы: постановка метапредметных вопросов, постановка и решение практической проблемы, организация наблюдений, обращение к жизненному опыту учащихся.

Методы обучения, которые использовались на уроке:

• словесные (беседа, рассказ) наглядные (презентация MS Power Point, раздаточный материал);

• практические (рассматривание нефтяной пленки на поверхности воды).

• проблемно-поисковый метод (при определении впитывающей способности сорбентов);

• интерактивные методы обучения (парная и групповая работа)

Универсальные учебные действия (УУД), формируемые на уроке:

Личностные: осознание чувства ответственности человека за свою деятельность; принятие ценности мира природы; осознание необходимости следовать нормам природоохранного поведения. Для формирования личностных универсальных учебных действий были применены следующие виды заданий: проектная деятельность, рефлексия, творческие задания в домашней работе, дискуссия о сырой нефти с экологическими проблемами.

Познавательные: осуществлять поиск необходимой информации для выполнения учебного задания; строить сообщения в устной форме. Для диагностики формирования познавательных универсальных действий были использованы следующие виды заданий: работа с химической посудой и нефтью, работа с коллекциями «Нефть и нефтепродукты», работа с кейсами, определение понятий, причинно-следственных связей, находили уч-ся общие признаки и отличительные признаки нефтепродуктов.

Регулятивные: умение выделять и осознавать то, что уже знают о нефти и что ещё нужно узнать в рамках темы урока. Для диагностики и формирования регулятивных универсальных учебных действий были использованы следующие виды деятельности: составить план ответа, найти информацию в предложенных кейсах, оценить свою работу, предложения решения экологической проблемы.

Коммуникативные: учитывать разные мнения; договариваться и приходить к общему решению в совместной деятельности; участвовать в диалоге со сверстниками. Для формирования и диагностики коммуникативных универсальных действий были использованы следующие виды заданий: групповая работа по выполнению эксперимента, оцени и дополни ответ товарища, подготовка творческого задания по выбору.

Метапредметные: умение определять тему и цель урока; умение определять "причину" и "следствие" явлений, событий при выполнении тестовых заданий и задания закончи предложение.

При проведении урока были достигнуты планируемые результаты:

Знание: физических свойств нефти; последствий влияния нефтяной пленки на живые организмы; мер борьбы с аварийными разливами нефти.

Умение: осуществлять экспериментальное исследование впитывающей способности сорбентов (мел, песок, опилки); анализировать экспериментальные данные; находить ответы на поставленный вопрос в материалах учебного кейса.

Понимание: зависимости особенностей физических свойств вещества (нефтяной пленки) и ее влияния на живые организмы; причин возникновения аварийных разливов нефти; глубины и масштабности последствий экологических аварий; практического значения вклада ученых в разработку методик ликвидации аварийных разливов нефти.

Использовала на уроке виды межпредметных связей:

• содержательно-информационные – с курсом географии на уровне фактов по месторождениях нефти в России и Ставропольском крае, с курсом биологии о влиянии разлива нефти и нефтепродуктов на живые организмы.

• организационно-методические – на уровне общепредметных умений (наблюдение, анализ и вывод, применение знаний и способов действий, решение учебных проблем);

• специально-предметные – причинно-следственные, экспериментально-практические.

В ходе проектной деятельности учитель тоже провел свое исследование «Почему рациональнее использовать продукты нефтепереработки, а не сырую нефть?» и представил его учащимся для актуализации и обогащения субъективного опыта учащихся. В начале этой работы учитель попросил дать ответ на этот вопрос учащихся, а затем попросил продолжить характеристику нефти, с описанием её физических свойств. Занятия применялись диалоговые формы общения, а при представлении результатов работы – монологический ответ. В процессе работы над проектом учащиеся коллективно выбирали вопросы для исследования. В ходе работы над проектом учитель взаимодействовал с учащимися, помогая создать ситуацию успеха на заключительном уроке. На уроке учащиеся самостоятельно в группе оценивали по критериям результаты работы своих товарищей. В процессе представления итогов проекта учитель помогал учащимся, так как домашнее задание было предложено для учащихся по выбору

3. Оценочно-результативный аспект.

• Учитель оценил на уроке в виде тестовой работы с взаимной проверкой знания учащихся по теме.

• Учащиеся оценили результаты исследования своих товарищей с помощью критериев оценки презентации.

• Учащиеся получили оценочные суждения не только за конечный результат, но и за пути и способы его выполнения.

• Учащиеся получили удовлетворение от проделанной работы.

• Техника безопасности на уроке соблюдалась учениками и учителем, проведена физминутка.

• Учителем были использованы методы: поисковые, исследовательские, создание и решение проблемных ситуаций. Использовался учебник, коллекции, презентации.