Конспект урока «Природный и попутные нефтяные газы, их состав и использование.»
Тема урока: Природный и попутные нефтяные газы, их состав и использование .
Цели урока: дать учащимся понятие о природных источниках углеводородов. Познакомить с составом и использованием природного и попутного нефтяного газов как источников топлива и сырья для получения многих органических веществ.
-образовательные: рассмотреть природный и попутный нефтяные газы, примеры их использования в качестве топлива и сырья для получения продукции современной промышленности органического синтеза; повторить, закрепить и обобщить полученные ранее знания о свойствах и применении важнейших углеводородов;
-развивающие: развивать познавательный интерес, совершенствовать умения сравнивать и анализировать, обобщать и делать выводы обучать самостоятельному поиску необходимой информации; развивать монологическую речь учащихся;
-воспитательные: формировать интерес к предмету и ценностное отношение к знаниям; воспитывать культуру речи и общения, самостоятельность в выборе решения вопросов.
Оборудование : компьютер, таблицы-слайды и раздаточный материал на столах учащихся.
2. Актуализация опорных знаний
Самостоятельная работа по вариантам
3. Изучение нового материала.
а) природные и попутные нефтяные газы;
Состав природных и попутных газов
Природный газ (содержит по объему)
Попутный нефтяной газ (Грозненское месторождение)
N 2 , СО2, инертных газов — нет
Вопрос классу: сравните природные и попутные газы по составу. Ответ: (попутные газы более разнообразны по составу, чем природные, поэтому их выгоднее использовать как химическое сырье).
Природный газ и его использование
В качестве горючего природный газ имеет больше преимущества перед твердым и жидким топливом. Теплота сгорания его значительно выше, при сжигании он не оставляет золы, продукты сгорания значительно более чистые в экологическом отношении.
Природный газ широко используется в тепловых электростанциях, в заводских котельных установках, различных промышленных печах: доменных, мартеновских и т. д. Сжигание природного газа в доменных печах позволяет сократить расход кокса, снизить содержание серы в чугуне и значительно повысить производительность печи. Большое значение приобрело использование природного газа в домашнем хозяйстве. В настоящее время природный газ применяется и в автотранспорте (в баллонах под высоким давлением), что позволяет экономить бензин, снижать износ двигателя и благодаря более полному сгоранию топлива сохранять чистоту воздушного бассейна.
Около 90% природных газов используют как топливо и около 10% — в качестве важного источника сырья для химической промышленности, и роль его в этом отношении будет возрастать.
Что же получают из метана?
Самостоятельная работа: заполнить схему. Самопроверку осуществить по образцу — (демонстрация слайда№3)
Растворители СН4 C 2 Н2(ацетилен)
Сажа
Если в газе не менее 3% этана, то его используют для получения этилена.
Попутные нефтяные газы
Работа с учебником стр.79
3.Закрепление материала по данному вопросу
1. Какие вещества можно получить из углеводородов, содержащихся в природных и попутных газах? Ответ: (алкены, ацетилен, бутадиен, бензол и др.)
2. Какие химические свойства проявляют эти газы? Ответ: (природный газ – это в основном метан, значит — свойства алканов. Попутный газ – смесь более сложного состава, свойства более разнообразны.)
4. В чем преимущества природных газов как топлива? Ответ: (Высокая теплотворная способность, дешевизна, экологически более чистое топливо, чем уголь, легкая транспортировка по газопроводам).
5. Подведение итогов урока.
а) учитель. Природный и попутный нефтяной газы являются первым звеном в генетической цепи превращений в продукты органического и неорганического синтеза.
б) Выставление оценок за урок наиболее активным учащимся.
б) стр 79 табл.5 переписать№4
в)подготовить отдельным учащимся сообщения о развитии нефтеперерабатывающей промышленности.
1. Массовая доля углерода 92,3%, водорода – 7,7%, относительная плотность по водороду 39. (С6Н6).
2. Массовая доля углерода 85,7%, водорода – 14,3%, относительная плотность по водороду 43. (С6Н12).Написать два возможных изомера.
3.Какой объем ацетилена можно получить из 1м 3 природного газа, содержащего 92% метана? Объемная доля выхода ацетилена при пиролизе метана составляет 9%.
Источник
Урок 5. Природные источники и переработка углеводородов
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: природный газ, попутный нефтяной газ, нефть и уголь — природные источники углеводородов. По содержанию все они являются смесью различных углеводородов. В чистом виде практически не используется, разделяются на составляющие. Нефть подвергается перегонке в ректификационной колонне на фракции. Вторичная переработка (термический и каталитический крекинг, пиролиз) увеличивают количество продуктов нефтепереработки, широко использующихся в промышленности.
Газойль – смесь жидких углеводородов, преимущественно с количеством атомов углерода от 10 до 40 (додекана, декана и других), и примесей, температура кипения 270 – 3500⁰С.
Гудрон – остаток, образующийся в результате перегонки нефти
Бензин – фракция нефтеперегонки, горючая смесь лёгких углеводородов (С5Н12 – С11Н24), температура кипения 40 – 2000⁰С.
Катализ – ускорение химических реакций под действием малых количеств веществ (катализаторов), которые сами в ходе реакции не изменяются.
Керосин – горючая смесь жидких углеводородов состава С12Н26 – С18Н38 (температура кипения 180 – 3000⁰С), прозрачная, бесцветная (или слегка желтоватая), слегка маслянистая на ощупь, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.
Крекинг – процесс термического или каталитического разложения углеводородов, в основе которого лежат реакции расщепления углеродной цепи крупных молекул на молекулы с меньшим числом атомов углерода. Чаще всего при этом образуются алкан и алкен.
Лигроин – горючая смесь жидких углеводородов, более тяжелая, чем бензин. Прозрачная желтоватая жидкость.
Мазут – жидкий продукт тёмно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов её вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350–360°С.
Парафин – воскоподобная смесь алканов преимущественно нормального строения состава от С18Н38 до С35Н72
Пиролиз – это разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре.
Ректификация – процесс разделения смесей на отдельные компоненты или фракции.
Риформинг – это промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов.
Соляровое масло – фракция нефти, прошедшая щелочную очистку
Фракция – доля вещества, отбираемого при перегонке в определённых условиях.
Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.
Дополнительная литература:
1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.
2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 2018. – 352 с.
Открытые электронные ресурсы:
- Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ
Углеводороды имеют большое народнохозяйственное значение, так как служат важнейшим видом сырья для получения почти всей продукции современной промышленности органического синтеза и широко используются в энергетических целях.
Наиболее важными источниками углеводородов являются: природный газ, попутные нефтяные газы, нефть, уголь, природный газ.
В качестве горючего природный газ имеет большие преимущества перед твердым и жидким топливом. Теплота сгорания его значительно выше, при сжигании он не оставляет золы, продукты сгорания значительно более чистые в экологическом отношении. При сгорании природного газа выделяется большое количество теплоты, поэтому 90 % его расходуется в качестве топлива (на теплоэлектростанциях, промышленных предприятиях, в быту). Остальные 10 % используют как сырье для химической промышленности для получения водорода, ацетилена, сажи, различных пластмасс, медикаментов.
Попутный нефтяной газ получил свое название потому, что находится в залежах вместе с нефтью – он растворен в ней и находится над нефтью, образуя газовую «шапку».
В попутных газах содержится меньше метана, чем в природном газе, но в них значительно больше гомологов. Для практических целей попутные газы разделяют на смеси более узкого состава. Иногда их подвергают более тщательному разделению и извлекают из них индивидуальные углеводороды (этан, пропан), из которых затем получают непредельные углеводороды.
Нефть, добываемую из земных недр, называют сырой. В сыром виде нефть не применяют, ее подвергают переработке. Нефть – это смесь углеводородов различной молекулярной массы, имеющих различные температуры кипения, поэтому перегонкой ее разделяют на отдельные фракции. Перегонка (ректификация) – процесс разделения смесей на отдельные компоненты или фракции, на основании различия их температур кипения.
На нефтеперерабатывающих заводах выделяют несколько фракций нефтепродуктов: бензиновая, лигроиновая, керосиновая, газойль.
После перегонки остается темная вязкая жидкость – мазут. Его используют как топливо в котельных установках, но основную массу подвергают перегонке при низком давлении.
Одним из первых способов химической переработки является крекинг. Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. Промышленный крекинг предложен в 1891 году русским инженером В.Г. Шуховым.
Пиролиз – это разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре. Этот процесс протекает при температуре 650 – 8000С. В этих условиях основными продуктами реакции являются непредельные газообразные (этилен, ацетилен) и ароматические (бензол, толуол) углеводороды.
ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЙ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ
- Смесь газов, состоящую из 100 л (н.у.) метана, 10 л (н.у.) этана, 20 л (н.у.) пропана и 10 л (н.у.) бутана сожгли. Определите объем (н.у.) (л) израсходованного кислорода.
1.Запишем уравнения реакций
2.Рассчитаем количество вещества кислорода
Количество вещества соответствует коэффициентам в уравнении реакции (характерно для газов)
3.Определяем объем кислорода
Объем соответствует количеству молей в уравнении реакции, но с учетом количества углеводородов.
4. Определяем общий объем кислорода
газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах Земли при анаэробном разложении органических остатков. Газы — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти и выделяющихся в процессе добычи и подготовки нефти. 
– горючая маслянистая жидкость обычно темного цвета, иногда почти чёрного, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет, и даже бесцветная, с резким своеобразным запахом, немного легче воды (плотность 0,73-0,97 г/см3), в воде нерастворима. 
– полезное ископаемое, вид топлива, образовавшийся как из частей древних растений, так и в результате геологических процессов на земле. 
был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива.
2 газ – смесь газов, образовавшееся в недрах Земли при анаэробном разложении органических остатков. 1 газы — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти и выделяющихся в процессе добычи и подготовки нефти. 3 – горючая маслянистая жидкость обычно темного цвета, иногда почти чёрного, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет, и даже бесцветная, с резким своеобразным запахом, немного легче воды (плотность 0,73-0,97 г/см 3 ), в воде нерастворима. 4 – полезное ископаемое, вид топлива, образовавшийся как из частей древних растений, так и в результате геологических процессов на земле. 4 был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива.
Источник