конспект урока по теме 'Природные источники углеводородов' (10 класс, базовый уровень)

Сыроедова И.А.,

учитель химии МОУ СОШ №93

Природные источники углеводородов
10 класс (базовый уровень)

Тип урока: интегрированный, контрольно - обобщающий урок.

Форма: фрагмент урока.

Цель:

• приблизить учащихся к осознанию целостности и взаимозависимости мира, единства человека и природы.

Задачи:

• повышение информационной насыщенности образования;

• укрепление межпредметных, надпредметных связей;

• формирование экологического сознания;

• развитие логики, мышления, коммуникативных способностей учащихся.

Предварительная работа:

• изучение базисной части учебного материала;

Учебное оборудование:

• коллекция «Нефть и продукты ее переработки»;

• коллекция «Каменный уголь и продукты ее переработки»

ХОД УРОКА

Бензины. Детонационная стойкость бензинов

Учитель химии: Бензины применяются в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания, а также в качестве растворителей и промывочных жидкостей. Основные эксплуатационные характеристики бензинов, применяемых как горючее: испаряемость, горючесть, воспламеняемость, химическая стабильность, склонность к образованию отложений, коррозионная активность.

Сейчас в России существуют различные марки бензинов: летние и зимние. Также бензины подразделяются на авиационные и автомобильные.

Ученые постоянно работают над проблемой улучшения качества автомобильных бензинов: запрещаются вредные компоненты, рекомендуются добавки к бензинам, улучшающие их качество и экологическую чистоту, продолжается разработка современных устройств для получения бензинов из углеродного сырья различного происхождения.

Двигатель внутреннего сгорания

Учитель физики: Двигатель внутреннего сгорания (рисунок 4) состоит из цилиндра, поршня, шатуна, коленчатого вала, маховика, клапана для впрыска топлива, клапана для выпуска продуктов сгорания, электрической свечи.

Один рабочий цикл проходит за четыре хода поршня.

Рис. 4

Учитель химии: К сожалению, в выхлопных газах автомобилей содержатся около 200 компонентов, загрязняющих окружающую среду, среди них оксиды углерода, азота, углеводороды, альдегиды, сажа. Причины дымления автомобилей различны - неисправность двигателя, неотлаженные системы питания или зажигания, низкий уровень технического обслуживания и контроля за состоянием автотранспортного средства, использование низкокачественного бензина.

Для характеристики качества бензина разработана октановая шкала. В качестве эталонов для определения октанового числа (о.ч.) используют два углеводорода, один из которых - изооктан - обладает очень высокими антидетонационными свойствами, т.е. горит, а не взрывается. Другой н-гептан - наоборот, при каждом случае норовит взорваться. Октановое число (о.ч.) относительно устойчивого к детонации изооктана принято за 100. По этой шкале бензин с октановым числом 92 имеет такие же детонационные свойства как смесь 92% по объему изооктана и 8% гептана.

Построим формулу н-гептана и изооктана: (1 ученик у доски, остальные в тетрадях)

н-гептан

изооктан (2,2,4 - триметилпентан)

Именно октановое число указывается в маркировке бензина. Чем оно больше, тем качество бензина выше, тем мощнее двигатель.

Учитель: что обозначает запись А-76

Ученики: 76% изооктана и 24% н-гептана

Учитель: что обозначает запись А-80

Ученики: 80% изооктана и 20% н-гептана.

Октановое число бензиновой фракции, полученной при перегонке нефти, не превышает 65-70. Для повышения о.ч. бензин прямой перегонки смешивают с другими нефтепродуктами, добавляют вещества, увеличивающие его детонационную стойкость (например, тетраэтилсвинец, железо, толуол). Все эти вещества загрязняют окружающую среду, выводят из строя двигатель и систему очистки выхлопных газов. Пары бензина проникают в организм через дыхательную систему и даже через неповрежденную кожу. В результате резко тормозятся обменные процессы, разрушаются нервная система (вплоть до глубокого расстройства сознания и развития припадков) и кровеносная система, нарушается зрение. Бензин является мутагеном. Нельзя мыть руки и отсасывать этилированный бензин из бака автомобиля ртом через шланг.

Некоторые автомобили работают на сжиженном газе. Основным компонентом природного газа является метан. Запишем уравнение реакции горения, протекающие при работе двигателя.

(запись уравнений на доске и в тетрадях учеников)

неполное сгорание метана: 2CH₄+3O₂=2CO+2H₂O

полное сгорание метана: CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O

Учитель химии: что нужно делать при отравлении угарным газом? как оказать первую медицинскую помощь?

Ученики: обеспечить приток свежего воздуха, привести в чувство с помощью нашатыря. при тяжелой форме вызвать врача.

Учитель химии: Угарный газ СО быстро попадает в кровь, где усваивается красными кровяными тельцами и образует карбоксигемоглобин, который блокирует способность крови снабжать клетки необходимым для жизни кислородом. последствия интоксикации - снижается внимание, возникает усталость, подавленность и т.п.

В настоящее время используются антидетонационные кислородсодержащие добавки к топливу - метанол, этанол и др. При сгорании топлива с такими добавками образуется меньше оксида углерода (II) по сравнению с обычным бензином. В Бразилии есть автомобили, работающие на этиловом спирте, который получают из отходов переработки древесины и сахарного тростника. Перспективным видом моторного топлива может оказаться и метиловый спирт, его можно получать из природного газа или дешевых углей.

Запишем уравнение реакции горения, протекающие при работе двигателя на этом виде топлива.

(запись уравнений на доске и в тетрадях учеников)

горение метанола: CH₃ОН+2O₂=CO₂+2H₂O