Файл: Разработка урока учитель химии Тимошенко Л. В. учитель географии Михайлюк С. Е. 20222023 учебный год Тема урока Химия и энергетика Урокконференция. 10й класс.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.02.2024
Просмотров: 20
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Учитель географии: А сейчас мы предлагаем каждой группе учеников озвучить полученное ими ранее домашнее задание, т.е. даст характеристику каждой из групп полезных ископаемых, используемых в качестве топлива.
1 группа Природный газ
В состав природного газа входит в основном метан (около %). Кроме метана природный газ содержит ещё и другие углеводороды с короткой цепью (общая формула предельных УВ ), а также азот, углекислый газ, и, практически всегда, сероводород и органические соединения нефти — меркаптаны. Именно они сообщают газу специфический неприятный запах, а при сжигании приводят к образованию токсичного диоксида серы. Метан образуется при анаэробном (без доступа воздуха) сбраживании растительных и животных остатков, поэтому образуется в донных отложениях и носит название «болотного» газа.
Метангидрат
Залежи метана в гидратированной кристаллической форме, так называемый метангидрат, обнаружены под слоем вечной мерзлоты и на больших глубинах океанов. При низких температурах и высоких давлениях молекулы метана размещаются в пустотах кристаллической решётки водяного льда. В ледовых пустотах одного кубометра метангидрата «законсервировано» кубометра газа.
Куски метангидрата выглядят как грязный лёд, но на воздухе сгорают жёлто-синим пламенем. По приблизительным оценкам, на планете хранится от до гигатонн углерода в виде метангидрата («гига» равен миллиарду). Такие объёмы во много раз превышают все известные на сегодняшний день запасы природного газа.
Биогаз
Природный газ является возобновляемым природным ресурсом, так как синтезируется в природе непрерывно. Его ещё называют «биогазом». Поэтому перспективы благополучного существования человечества многие ученые-экологи связывают сегодня именно с использованием биогаза в качестве альтернативного топлива.
Природный газ при сгорании выделяет много тепла и этим превосходит другие виды топлива по своей теплотворной способности. Поэтому около % всего объёма добываемого природного газа сжигается в качестве топлива на тепловых электростанциях и в котельных, в термических процессах на промышленных предприятиях и в быту. Около % природного газа используют как ценное сырьё для химической промышленности. Из природного газа выделяют метан, этан, пропан и бутан. Продукты, которые можно получить из метана, имеют важное промышленное значение. Метан используется для синтеза многих органических веществ — синтез-газа и дальнейшего синтеза на его основе спиртов; растворителей (четыреххлористого углерода, хлористого метилена и др.); формальдегида; ацетилена и сажи.
Попутный нефтяной газ
Попутный газ растворяется в нефти, так как на большой глубине находится под давлением. При извлечении на поверхность давление в системе «жидкость-газ» падает, вследствие чего растворимость газа уменьшается и газ выделяется из нефти. Это явление делает добычу нефти пожаро- и взрывоопасной.
Попутный газ в отличие от природного газа содержит главным образом пропан и изомеры бутана. Попутный нефтяной газ образуется также в результате естественного крекинга нефти, поэтому включает предельные (метан и гомологи) и непредельные (этилен и гомологи) углеводороды, а также негорючие газы — азот, аргон и углекислый газ. Попутные газы перерабатывают на газоперерабатывающих заводах. Из них получают метан, этан, пропан, бутан и «лёгкий» газовый бензин, содержащий углеводороды с числом атомов углерода и больше. Этан и пропан подвергают дегидрированию и получают непредельные углеводороды — этилен и пропилен. Смесь пропана и бутана (сжиженный газ) применяют как бытовое топливо. Газовый бензин добавляют к обычному бензину для ускорения его воспламенения при запуске двигателей внутреннего сгорания.
С основными предприятиями газодобычи нашей страны вы можете познакомиться, послушав сообщение ____________.
Наша страна занимает лидирующее место в мире по разведанным запасам природного газа, его добыче и продаже на мировом рынке.
Газовая промышленность обеспечивает потребителей дешевым топливом, т.к. добыча природного газа в 2 раза дешевле, чем добыча нефти. Газ случит ценным источником сырья для производства синтетических материалов и минеральных удобрений. Это самая молодая и быстроразвивающаяся отрасль топливной промышленности России.
Районы добычи природного газа и нефти во многом совпадают. На Западно-Сибирский приходится 92%; Урало-Поволжский 6%; Тимано-Печерская 1% добычи.
Интересна Урало-Поволжская база. Добываемый здесь природный газ содержит много ценных компонентов: серу, гелий, пропан и другие.
В настоящее время в России сложилась Единая система газоснабжения, по которой газ поступает к потребителям. Более трети добываемого природного газа России экспортируется. Основные газопроводы страны проложены в Западную Европу и Зарубежную Азию. На юге острова Сахалин, на полуострове Ямал и в Ленинградской области построены заводы по сжижению природного газа (СПГ) для экспорта его в страны Европы и Азиатско-Тихоокеанского региона.
2 группа Нефть
Нефть — жидкое горючее ископаемое тёмно-бурого цвета с плотностью г/см. Нефть представляет собой сложную смесь веществ — преимущественно жидких углеводородов. По составу нефти бывают парафиновыми, нафтеновыми и ароматическими. Однако наиболее часто встречается нефть смешанного типа. Кроме углеводородов, в состав нефти входят примеси органических кислородных и сернистых соединений, а также вода и растворенные в ней кальциевые и магниевые соли. В нефти содержатся и механические примеси – песок и глина.
С основными предприятиями нефтехимической промышленности нашей страны вы можете познакомиться, послушав сообщение ____________.
Россия богата нефтью и является одним из лидеров по разведанным запасам сырья. Главной нефтяной базой России является Западная Сибирь, которая выделяется не только масштабами, но и эффективностью добычи. Сибирская нефть очень высокого качества. Второй крупный район нефтедобычи – Волго-Уральский, он составляет 20% нефтедобычи страны. Тимано-Печерская нефтяная база представлена добычей тяжелой нефти – ценнейшего сырья для производства низкотемпературных масел, необходимых для работы механизмов в суровых климатических условиях. Остальные районы (Северный Кавказ, Прикаспийская низменность, Восточная Сибирь, Дальний Восток) дают в совокупности не более 10% общероссийской добычи, они имеют местное значение и определяют развитие регионов, в которых находятся.
Нефть транспортируется по нефтепроводам. Главное направление нефтепотоков – от месторождений Западной Сибири на Запад – в центральную Россию и Европу. В настоящее время осуществляется ряд новых проектов нефтепроводов, направленных на решение определенных задач: обеспечение прямого выхода на зарубежные рынки, поиск новых партнеров и рынков сбыта, расширение объемов поставок, освоение новых месторождений. В стране действуют около 30 мощных нефтеперерабатывающих заводов, 80% которых размещены в Европейской части страны (Москва, Ярославль, Рязань, Саратов).
Учитель химии: Нефть — ценное сырьё для получения высококачественных видов моторного топлива. После очистки от воды и других нежелательных примесей нефть подвергают переработке. Расскажет нам о способах переработки _________________.
Первичная переработка нефти заключается в отделении от нефти попутных газов и дальнейшей перегонке.
Первичная переработка нефти заключается в отделении от нефти попутных газов и дальнейшей
перегонке.
Перегонка – это разделение нефти на отдельные фракции по температуре кипения. Перегонка нефти осуществляется в ректификационной колонне.Это физический процесс, в результате которого нефть разделяется на фракции в зависимости от температуры кипения углеводородов. Пары нефти подаются в колонну и поднимаются вверх, при этом постепенно охлаждаются и сжижаются. При перегонке нефти получают следующие светлые нефтепродукты:
бензин (tкип. = 40 – 200оС ) содержит углеводороды С5 – С11 ,
лигроин (tкип. =150 – 250оС ) содержит углеводороды С8 – С14,
керосин (tкип. =180 – 300оС ) содержит углеводороды С12 – С18 ,
газойль, или соляровое масло (tкип.> 275оС ), содержит углеводороды С14 – С25.
Остаток от перегонки нефти содержит вязкую чёрную жидкость, которая называется мазутом. Мазут подвергают дальнейшей переработке, перегоняя его под уменьшенным давлением (для предупреждения разложения), и выделяют смазочные масла: веретённое, машинное, цилиндровое и др. Из мазута некоторых сортов нефти выделяют вазелин и парафин. Остаток после отгонки мазута — гудрон — применяется для получения асфальта.
Перегонка нефти не позволяет получать бензин с высоким выходом: выход бензина составляет не более 20 %. Остаток после перегонки нефти – мазут – содержит углеводороды с большим числом атомов углерода (до многих десятков) в молекуле. После отгонки остается гудрон. Его применяют в дорожном строительстве.
Риформинг является важным процессом в современной химической промышленности. С помощью риформинга получают арены и создают высокооктановые компоненты автомобильных бензинов. Разработано много технологий, которые позволяют произвести этот процесс максимально эффективно. Под каталитическим риформингом понимают такой процесс, при котором получают арены и водород. Например, толуол, ксилол, а также увеличивают стойкость бензинов к детонации. Платформинг разновидность процесса каталитического риформинга, в котором катализатором служит платина, нанесенная на окись алюминия. В результате платформинга получают высокооктановый бензин и ароматические органические соединения.
3 группа Каменный уголь
Учитель химии: Уголь всегда являлся перспективным сырьём для получения энергии и многих химических продуктов.
Первым крупным потребителем угля с XIX века является транспорт, затем уголь
стали использовать для производства электроэнергии, металлургического кокса, получения при химической переработке разнообразных продуктов, углеграфитовых конструкционных материалов, пластических масс, горного воска, синтетического, жидкого и газообразного высококалорийного топлива, высокоазотистых кислот для производства удобрений.
Об основных регионах и месторождениях угля нам расскажет _______________.
Россия обладает огромными запасами угля и занимает 4 место в мире по разведанным запасам. Уголь используется для отопления помещений, производства электроэнергии на ТЭС, в черной металлургии и химической промышленности. Кузнецкий бассейн (Кузбасс) обладает крупными запасами высококачественного угля, в том числе коксующегося, который используется в металлургической промышленности. Уголь добывается как открытым (в карьерах) так и подземным (в шахтах) способом.
Канско-Ачинский бассейн отличается неглубоко залегающими мощными пластами бурого угля, который добывают открытым способом, отсюда низкая его себестоимость. Печерский бассейн обладает запасами ценных коксующихся углей. В Донецком бассейне ведется добыча антрацита – каменного угля высокого качества. Южно-Якутский бассейн располагает запасами не только энергетического, но и коксующего угля высокого качества. Этот уголь экспортируется в Японию.
4 группа Торф
Учитель химии: А теперь давайте заслушаем сообщения 4 группы о торфе.
Как топливо, торф является химически и геологически наиболее молодым ископаемым твёрдым топливом и обладает высоким выходом летучих продуктов 70 %, высокой влажностью 40...50 %, умеренной зольностью.
Для топлива подходит торф любого типа, хотя чаще используют верховой и переходный. У низинного бывает завышенной зольность, такой материал плохо горит и дает много отходов. Свежий торф, который только что добыли из залежи, для топлива не годится. У него слишком высокая влажность, много примесей (кусочков дерева, коры и прочей органики). Материал нуждается в обработке. Его измельчают, просушивают, прессуют.
Топливо из торфа производят на специальных предприятиях. Для этого добывают сырье, измельчают и высушивают, а в ряде случаев еще и прессуют. Все это делается на сложном и дорогостоящем оборудовании. Своими руками в домашних условиях аналогичный материал не приготовить.