Хімія 9 клас План - конспект уроку "Поширення вуглеводів у природі. Природний газ, нафта, кам’яне вугілля – природні джерела вуглеводів."

Хімія 9  клас                 

Тема уроку:  Поширення вуглеводів у природі. Природний газ, нафта, кам’яне вугілля – природні джерела вуглеводів.  

Мета: сформувати уявлення в учнів про  вуглеводи у природі, їх класифікацію; розглянути властивості та застосування вуглеводів; розвивати вміння досліджувати, спостерігати, робити висновки; виховувати екологічну культуру та бережливе ставлення до природи.

Обладнання: зразки вуглеводів, підручник, фото

Поняття: природній газ, нафта, кам’яне вугілля

Тип уроку: засвоєння нових знань

ХІД УРОКУ

I. Організація класу

II. Актуалізація опорних знань.

Перевірка д/з (письмового завдання)

Самостійна робота

Здійснити схему перетворень

СН₄ → СН₃ →  С₂Н₆ → С₂Н₅СІ

   ↓                         ↓

С₂Н₂                   С₂Н₄

III. Мотивація навчальної діяльності

Дайте відповідь на питання:

1)_Які ви знаєте класи вуглеводнів? (Алкани, алкени й алкіни)

2) Від чого залежить багатоманітність органічних речовин? Чому їх так багато? (Від особливостей будови, сполучення атомів Карбону та явища ізомерії)

3) Від чого залежать властивості речовин? (Від будови речовин)

Природні джерела органічних речовин є найважливішим видом сировини для одержання майже всієї продукції сучасної промисловості органічного синтезу та широко використовуються з енергетичною метою.

Демонстрація

Демонстрація зразків природніх вуглеводнів

IV. Вивчення нового матеріалу

Метод «Спільний проект»

Учнів об’єднуємо в пари. Кожна група отримує завдання — з допомогою підручника та додаткової літератури опрацювати питання теми.

I пара — природні джерела вуглеводнів.

II пара — природний газ, поширення у природі, утворення, добування, застосування.

III пара — нафта, поширення у природі, добування, застосування.

IV пара — камяне вугілля, поширення у природі, добування, застосування.

 Природні джерела вуглеводнів

Природними джерелами вуглеводнів є горючі копалини — нафта й газ, вугілля й торф. Поклади сирої нафти й газу виникли близько 100-200 мільйонів років тому. Найпоширенішими є дві теорії походження нафти: органічна й мінеральна. Відповідно до першої теорії, нафта утворилася з мікроскопічних морських рослин і тварин, які виявилися включеними в осадові породи, що утворилися на дні моря. Теорію мінерального походження нафти вперше висловив Д. І. Менделєєв. На початку XX ст. французький учений П. Сабатьє змоделював описаний Д. І. Менделєєвим процес у лабораторії й одержав суміш вуглеводнів, подібну до нафти. На відміну від нафти й газу вугілля й торф почали утворюватися близько 340 мільйонів років тому з рослин, які зростали на суші. Природний газ і сира нафта зазвичай виявляються разом з водою в нафтоносних шарах, розташованих між шарами гірських порід. Термін «природний газ» застосовується також до газів, які утворюються в природних умовах у результаті розкладання вугілля. Природний газ і сира нафта розробляються на всіх континентах, за винятком Антарктиди. Найбільшими виробниками природного газу у світі є Росія, Алжир, Іран і Сполучені Штати. Найбільшими виробниками сирої нафти є Венесуела, Саудівська Аравія, Кувейт та Іран.

Природні гази. Склад природного газу різних родовищ неоднаковий: до нього входять метан і в невеликій кількості інші газоподібні вуглеводні (етан, пропан, бутан, пентан).

У кожному родовищі нафти є газоподібні вуглеводні в розчиненому або вільному стані. Ці гази називають супутніми. В них міститься менше метану, але більше пропану, бутану, етану та інших вуглеводнів, ніж у природних газах.

Природний газ є не лише паливом, але й сировиною для хімічної промисловості. Так, деякі вуглеводні, наприклад метан, бутан тощо, виділяють з суміші методом низькотемпературного фракціонування або шляхом поєднання абсорбції газів розчинниками з наступним фракціонуванням.

Нафта. Це – масляниста рідина, яка має різноманітні кольори – від жовтого або світло-бурого до чорного, з характерним запахом, легша за воду. Її густина становить 730–860 кг/м³. Нафта – суміш газоподібних, рідких і твердих вуглеводнів.

Крім вуглеводнів у нафті міститься невелика кількість нафтенових кислот, сірчистих та азотистих сполук. У різних родовищах нафта має неоднаковий склад. Нафта – одне з основних джерел рідкого палива для двигунів внутрішнього згорання. Вона є цінною сировиною для хімічної промисловості. З речовин, добутих з нафти, виробляють синтетичний каучук, пластмаси, хімічні волокна тощо.

Перед переробкою нафту очищають – звільняють від газів, води, сірчистих сполук, нафтенових кислот і солей. Потім відбувається фракційна перегонка нафти, внаслідок якої утворюються кілька фракцій: перша ( Т = 35 – 195° С) містить вуглеводні складу С₄–С₁₂ – бензин; друга (Т = 200 - 300° С) – вуглеводні складу С₉–С₁₆ – гас, третя (мазут) – вуглеводні, що киплять за температури вище 300° С. Під час повторної фракційної перегонки бензину та гасу одержують різні види авіаційного та автомобільного бензину, освітлювальний, легкий та важкий гас для тракторів. Гас є паливом у ракетних двигунах.

Мазут також застосовують як паливо для парових котлів, він є сировиною для добування мастил, вазеліну та парафіну. Його переганяють з перегрітою водяною парою, що уникнути розкладу вуглеводнів. З мазуту добувають мінеральні мастила різних видів: машинне масло, автол, авіаційні масла тощо.

Залишок після перегонки нафти – тверда маса, яка називається нафтовим пеком або асфальтом.

Внаслідок прямої перегонки нафти масова частка одержаного бензину становить 5–14 %. Для її збільшення за рахунок інших фракцій застосовують крекінг нафти:

У результаті масова частка бензину зростає до 65–70 %.

Велике значення мають гази, що виділяються під час крекінгу нафти. Вони містять ненасичені вуглеводні, які є сировиною для хімічної промисловості.

Нафтохімічні підприємства (заводи по переробці нафти та органічному синтезу) є джерелом надходження в повітря шкідливих органічних сполук. Збереження навколишнього середовища можливе лише за умови повної перебудови промислового виробництва на основі застосування безвідхідної технології з комплексним використанням ресурсів.

Кам’яне вугілля. Ця речовина використовується як паливо. Крім того, її переробляють на кокс, необхідний у великій кількості металургійній промисловості для добування заліза із руд.

Кокс виробляють на коксохімічних заводах. Коксування (суху перегонку) кам’яного вугілля здійснюють його нагріванням до температури 1000 °С у спеціальних коксових печах без доступу повітря. У результаті перегонки утворюється кокс – тверда пориста речовина, що складається з вуглецю та золи, а також леткі продукти. З них внаслідок охолодження на 25 – 70 °С виділяються кам’яновугільна смола, аміачна вода та газоподібні речовини – коксовий газ.

Кам’яновугільна смола, яка належить до відходів коксохімічного та газового виробництва, є сировиною для добування великої кількості органічних речовин. Для цього її фракціонують, в результаті чого одержують кілька фракцій: легке масло з температурою кипіння Ткип до 170 °С (містить арени та їх похідні – бензол, толуол, кислоти тощо); середнє масло з Ткип. 170–230 °С(фенол, нафталін); важке масло з Ткип 230–270 °С (нафталін та його гомологи); антраценове масло з Ткип 270–350 °С (антрацен, фенантрен тощо); залишок – чорна маса (пек). Пек застосовують для виготовлення електродів, брикетування кам’яного пилу.

Спалювання кам’яного вугілля – не найкращий шлях його використання. Більш вигідними та екологічно безпечними способами є переробка вугілля на газоподібне та рідке паливо, а також добування з нього цінних хімічних сполук.

На сьогодні одним з найважливіших завдань світової енергетики є обмеження витрат органічного палива – заміна його на інші енергоносії, тобто застосування енергії сонця, вітру, річок, морів, океанів, атомного ядра, біологічних решток, вивільнення значної частини палива для використання у хімічній промисловості. 

V. Закріплення й усвідомлення знань.

Розвязати завдання №343-351 ст.171 (підручник)

VI. Підбиття підсумків уроку Домашнє завдання п.29 №352 ст171 . Навчальний проект «Альтернативні джерела енергії»