план урока по теме 'Нефтепродукты' (10 класс)

Урок: «Нефтепродукты»

Цель:

обучающая: ознакомить учащихся с применением нефтепродуктов, текущий контроль знаний и умений по теме, продолжить формирование навыков проведения химического эксперимента, соблюдая правила техники безопасности;

развивающая: продолжить формировать умения выделять в тексте главное, выделять и формулировать цели учебной деятельности; развитие умений наблюдать, сравнивать, анализировать делать выводы; развитие умений ставить и решать проблемы; развитие монологической и диалоговой речи; развитие коммуникативных способностей; развитие познавательного интереса;

воспитывающая: формирование потребности в бережном отношении к природе (экологическое воспитание), формирование потребности во взаимодействии; воспитание толерантного отношения к окружающим людям; формирование умений анализировать свою деятельность и деятельность товарищей.

Оборудование: презентация, тест (в программе Мастер тестов), учебники, сообщения, бензин АИ - 80,92,95, йод, вода дистил, пробирки, листы формата А -4, фломастеры, магниты, нефть, листы учета знаний и самооценки (ЛУЗиС).

Тип урока: комбинированный, интегрированный

Ход урока:

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Осуществляемые действия

Формирующие действия

1. Организапционный момент

Обучающиеся садятся в группу

Коммуникативные УУД

2. Актуализация знаний

Дем. нефти:

Данное вещество является «сгустком энергии». Используя всего лишь 1 мл этого вещества, можно нагреть на один градус целое ведро воды, а для того чтобы вскипятить ведёрный самовар, нужно менее половины стакана. По концентрации энергии в единице объема данное вещество 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.

О каком веществе идёт речь?

Сформулируйте тему урока.

Учащиеся знакомятся с характеристиками вещества, которое предстоит изучить

Учащиеся называют вещество и озвучивают тему урока

Познавательные УУД

3. Даётся название темы, оказывается помощь при постановке цели урока, проговариваются действия учащихсяна уроке. Составляется план работы (совместно с ребятами), учитель указывает на его присутствие в выданных листах учёта знаний и самооценки

Пишут на листах и помещаем на доску

Обсуждают цель и действия, записывают тему урока в тетради

Личночтные, регулятивные, познавательные УУД

4. Инструктаж работы учащихся в листах учёта знаний и самооценки (ЛУЗиС)

Знакомятся с выданными ЛУЗиС;

Подшебякин П. и Ковалёв И. получают задание по подготовке сообщения.

Регулятивные УУД

5. Изучение новой темы

1. Просмотр видеофрагмента выступления Гордеева М.:

О чём шла речь в его рассказе?

Но человек научился перерабатывать нефть.

Назовите способы переработки нефти? Перечислите продукты реформинга, крекинга (беседа)

Рассмотрение вопроса об использовании продуктов нефтепереработки

Из рубрики «Это интересно»:

Асфальты и битумы - это природные минералы, образуются в результате окисления нефти. Асфальт (от греческого asphaltеs - горная смола).

Различают асфальты:

- природные (60-70% битумов): образуются при выветривании нефти в природе

- искусственные - производят из нефти и используют для дорожного покрытия дорог, это смесь битумов -13-60% и песка, гравия, щебня.

В природе встречаются асфальтовые озёра - редкостное природное образование. По нему можно ходить, даже проложена узкоколейная железная дорога для вывоза асфальта. Находится оно на юго-западе карибского острова Тринидад. Величина озера 40 га - это 80 футбольных полей. Глубина предположительно 70-90 м. Возникновение асфальтового озера вызвано тем, что под островом Тринидад стыкуются две тектонические плиты. Они с чудовищной силой давят на месторождение нефти, и черная масса выходит на поверхность. Там, где когда-то образовалось асфальтовое озеро, горячая масса прорывается сквозь земную кору и, соединяясь с кислородом, образует вещество, подобное асфальту, которое быстро остывает и затвердевает, превращаясь в идеальный материал для дорожного покрытия.

Ежегодно там добывается 150-200 т битума и большая его часть экспортируется. При текущем уровне добычи озеро будет являться возобновляемым источником асфальта на протяжении 400 лет.

Ежегодно к его берегам совершают экскурсии 20 000 человек..

Согласно древней легенде, асфальтовое озеро - дорога богов. Когда-то там стояла богатая индейская деревня, а ее жители возделывали фруктовые плантации. Плодами лакомились птицы, что очень раздражало людей. Люди убивали птиц, съедали их и украшали себя их перьями. Не щадили они даже птиц колибри, не догадываясь, что в этих маленьких птичках живут души их предков. Боги так сильно разгневались на людей, что приказали озеру поглотить всю деревню в своей пучине.

Асфальт в озере находится в постоянном движении и такие озёра - настоящий капкан для животных. Птицы, привлекаемые обманчивым блеском поверхности, садятся на озеро и больше уже не взлетают.

Историческая справка о применении нефти

Ответ учащегося с использованием презентации, обсуждение, уточнение

Самостоятельная работа по § 53 (стр.314), при ответе - аппликация на доске - самопроверка

Работа по слайдам в презентации

Регулятивные, познавательные, знаково-символьные,

коммуникативные УУД

2. Бензин - основное топливо для двигателей внутреннего сгорания. От его качества зависит работа двигателя, его долговечность, скорость передвижения. Давайте посмотрим, как работает автомобильный двигатель.

Выступление учащегося с сообщением «Бензин: состав и октановое число. Детонация» ( Подшебякина П.) - § 53 (стр.318) - демонстрация модели

Учащиеся работают в ЛУЗ в разделе «Мои заметки»

Личностные, регулятивные, познавательные УУД

3. Можно ли опытным путем определить качество бензина?

Для этого необходимо иметь H₂O, йодную настойку, бензин. Возьмите 2 мл H₂O, добавьте 1 каплю йодной настойки и 2 мл бензина. Затем встряхните.

Что вы наблюдаете? Сделайте вывод.

Жидкость должна расслоиться. Наблюдайте за окраской. Если окраска исчезнет: то перед вами крекинг-бензин (Аи-93, Аи-95, Аи-96), содержит непредельные углеводороды.

Почему и на основе чего сделан такой вывод?

Если йод окрасил верхний слой (экстраполировался в бензине), то перед вами бензин прямой перегонки (не содержит непредельные углеводороды)

Учащиеся проводят опыты, записывают наблюдения, делают вывод о качестве бензина

Термическим крекингом обычно подвергаются высококипящие нефтяные фракции, например мазут. Бензин, получаемый термическим крекингом, невысокого качества, не стоек при хранении, он легко окисляется, что обусловлено наличием в нём непредельных углеводородов.

Каталитическому крекингу подвергают дизельную фракцию. При каталитическом крекинге, который осуществляется с большой скоростью, получается бензин более высокого качества, чем при термическом крекинге. Это связано с тем, что наряду с реакциями расщепления происходят реакции изомеризации алканов нормального строения.

Кроме того, образуется небольшой процент ароматических углеводородов, улучшающих качество бензина.

Бензин каталитического крекинга более устойчив при хранении, так как в его состав входит значительно меньше непредельных углеводородов по сравнению с бензином термического крекинга.

Таким образом, высокое качество бензина, получаемого каталитическим крекингом, обеспечивается наличием в его составе разветвленного строения углеводородов и ароматических углеводородов.

Личночтные, познавательные, коммуникативные УУД

4. Продукты переработки нефти широко используются, но они создали большие экологические проблемы.

Работа по вопросам:

Как вы считаете, можно ли спасти животных, попавших в нефтяное пятно?

Всем известно, что от нефти сильно страдают птицы. Почему?

Сообщение учащегося (Ковалёва И.). остальные делают пометки в ЛУЗиС в разделе «Мои заметки»

Сообщение учащегося (Заблоцкого С.). Остальные учащиеся делают пометки в ЛУЗиС в разделе «Мои заметки»

Личностные, регулятивные, познавательные, коммуникативные УУД

5. Решение экологической задачи:

На нефтеперерабатывающем заводе негерметичное соединение коммуникаций приводит к утечке бензина или другого нефтепродукта. Например, при утечке одной капли бензина в секунду потери топлива в месяц составляют 130 л, а в год - 1560 л. Сколько километров мог бы пройти автомобиль в месяц и в год, если его расход составляет 15 л на 100 км? Какой вред могут принести окружающей среде потери нефти и нефтепродуктов в нефтеперерабатывающей промышленности?

Учащиеся решают задачу в парах

100 км : 15 л

Х км : 130 л Х = = 866,7 км в месяц

100 км : 15 л

Y км : 1560 л Y = = 10400 км в год

Самопроверка по шаблону, обсуждение, корректирование

Личностные, регулятивные, познавательные УУД

6. Вывод урока

Учащиеся формулируют вывод урока, указывая на продукты переработки нефти (делая акцент на отличиях продуктов каталитического и термического крекинга), экологический аспект вопроса.

Регулятивные, познавательные УУД

7. Закрепление (первичная проверка знаний) - тестирование

Учащиеся проходят тестирование по вариантам за персональными компьютерами, отмечают в ЛУЗиС.

Регулятивные, коммуникативные УУД

8. Рефлексия: подсчёт баллов (самооценка), самоанализ, взаимооценка, взаимоанализ

Итог урока: анализ учителя, выставление оценок

Критерии оценки:

добавления - 1 балл;

сообщение, самостоятельное изучение вопроса - максимальный балл - 5;

проведение эксперимента, указание вывода - 5 баллов;

решение задачи - 3 балла;

формулировка выводов урока - 5 баллов;

тестирование - 5 баллов.

Итого максимальное количество баллов - 23 балла и более

Оценки за урок:

«5» - 19 и более баллов;

«4» - 15 - 18 баллов;

«3» - 12 - 14 баллов

Менее 12 баллов - ……

Познавательные, личночтные УУД

Экологические методы очистки животных от нефти

Учёные из австралийского университета Виктории придумали новый способ очистки морских птиц, пингвинов и других живых существ, пострадавших от разливов нефти.

Перья нужно посыпать чрезвычайно мелким железным порошком, сравнимым по размеру зёрен с тальком. Нефть прочно прилипает к железу благодаря субатомным силам Ван дер Ваальса.

Теперь достаточно сильного магнита, чтобы освободить животное от нефтяной пелены. При этом птицы не страдают.

Пока степень очистки таким методом составляет 97% (были проведены опыты на пингвинах и утках), но учёные собираются довести её практически до ста процентов, модифицируя частицы порошка.

В частности, великолепные результаты показывают мельчайшие частицы железа с отверстиями в них.

Новый метод может стать серьёзной альтернативой обычному применению синтетических моющих веществ, так как не наносит вреда окружающей среде.

Экологический аспект

Ежегодно в мировой океан по тем или иным причинам сбрасывается от 2 до 10 млн. тонн нефти. Аэрофотосъемкой со спутников зафиксировано, что уже почти 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой. Особенно загрязнены воды Средиземного моря, Атлантического океана и их берега.

Источников поступления нефти в моря и океаны много: это сброс очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками. В настоящее время из каждых 10 добываемых в море тонн нефти 7-8 тонн доставляется к местам потребления морским транспортом. Почти каждый год случаются крупные катастрофы.

Всего 1 литр попавшей в воду нефти лишает кислорода, столь необходимого рыбам, 40 тыс. литров морской воды.

1 тонна нефти загрязняет 12 км² поверхности океана. Личинкам некоторых морских рыб необходимо сделать первый глоток воздуха. Нефтяная пленка не позволяет этого сделать, и они гибнут. Икринки многих рыб развиваются в приповерхностном слое воды. Опасность встречи с нефтью здесь особенно велика. На 1 гектаре морской поверхности может погибнуть более 100 миллионов рыбок, если имеется нефтяная пленка. Чтобы ее получить достаточно вылить 1 литр нефти. Некоторые составные части нефти несут гибель морским беспозвоночным и Ракообразным животным. Моллюски, например, накапливают канцерогенные вещества, извлекаемые ими из нефти.

«Бензин: состав и октановое число. Детонация»

Смесь паров бензина с воздухом засасывается в цилиндр и сжимается поршнем. Сжатая смесь поджигается электрической искрой от запальной «свечи». Углеводороды, входящие в состав смеси, сгорают с образованием оксида углерода (IV) и воды, а также оксида углерода (II). Образующиеся газы двигают поршень, совершая работу. Чем сильнее сжимается смесь паров бензина и воздуха, тем больше мощность двигателя. Однако смеси некоторых углеводородов, входящих в состав бензина, сгорают со взрывом еще до достижения максимального сжатия. И происходит это не от электрической искры, а от высокой температуры в цилиндре. При этом взрывная волна стихийно распределяется в сжатом пространстве цилиндра. Она с огромной скоростью ударяет о поршень, о чем свидетельствует характерный стук в двигателе. Такое взрывное сгорание, называемое детонацией, приводит к преждевременному износу двигателя.

Было установлено, что детонацию в основном вызывают углеводороды нормального (неразветвленного) строения. В то же время углеводороды с разветвленной углеродной цепью, а также непредельные и особенно ароматические углеводороды допускают значительное сжатие паров бензина с воздухом.

Для характеристики качества бензина разработана октановая шкала. Каждый вид автомобильного топлива характеризуется октановым числом. За ноль принята способность к детонации у н-гептана, который детонирует очень легко. Октановое число относительно устойчивого к детонации 2,2,4 - триметилпентана, чаще называемого изооктаном, принято за 100.

По этой шкале бензин с октановым числом 92 имеет такие же детонационные свойства, как смесь 92 % (по объёму) изооктана и 8 % гептана. Именно октановое число указывают в маркировке бензина. Чем выше октановое число, тем мощнее может быть двигатель.

Октановое число бензиновой фракции, получаемой непосредственно перегонкой нефти, не превышает 65 - 70, такой бензин не подходит для современных двигателей. Бензин с более высоким октановым числом получается при крекинге. В зависимости от типа крекинга бензин имеет октановое число 70 -80. Качество бензина можно улучшить также риформингом. Риформинг - это процесс ароматизации бензинов, осуществляемый путём нагревания их в присутствии платинового катализатора. Более дешёвый и лёгкий путь увеличения октанового числа состоит в добавлении к бензину некоторых веществ (тетраэтилсвинца Pb(C₂H₅)₄), изменяющих характер горения топлива. Такой бензин называют этилированным. Однако при его использовании в окружающую среду из выхлопных газов попадают чрезвычайно вредные для неё и здоровья человека соединения свинца. Чтобы отличить этилированный бензин от обычного, его окрашивают в красновато-фиолетовый цвет. Во многих странах и большинстве городов России использование этилированного бензина запрещено.

В настоящее время в мире широко распространены антидетонационные кислородсодержащие добавки к моторному топливу, такие, например, как метанол, этанол и другие. При сгорании топлива с этими добавками в выхлопных газах не появляется никаких дополнительных загрязнений. К сожалению, в России пока применение кислородсодержащих добавок распространено мало.