Природные источники углеводородов.

Природные источники углеводородов.
Цели и задачи урока:
Образовательные: Познакомить учащихся с основными природными
источниками углеводородов – нефтью и газом, основными
направлениями и способами переработки этих полезных
ископаемых, основными месторождениями нефти и газа на
территории России, мира. Сформировать
представление о топливном балансе мира.
Развивающие: Показать значение энергетических ресурсов для развития
экономики стран ,областях применения видов
топлива .
Методы обучения: рассказ, лекция, беседа, демонстрации коллекций, выступление
учащихся.
Оборудование: Коллекции “Нефть и нефтепродукты”, “Полезные
ископаемые”, презентация по теме.
Ход урока
Углеводороды все такие разныеЖидкие и твѐрдые, и газообразные.
Почему так много их в природе?
Дело в ненасытном углероде.
В этом году мы с вами изучаем органическую химию. И уже изучили 6 классов
органических веществ. Перечислите их. Каково их значение? Как мы их используем?
Используем мы их много, а встречаются ли они в чистом виде в природе? Какие ?
(метан - в болотах, в шахтах, в составе природного газа; каучук – сок дерева). Этого
мало. Используем много, а в природе мало. Из чего же мы их получаем? Вот на этот
вопрос мы и должны найти ответ на сегодняшнем уроке.
Запишите тему сегодняшнего урока (слайд 2)
Каковы цели нашего урока (слайд 3)
Как вы думаете, что является источником углеводородов? (слайд 5)
Источники ув
Природный газ Попутный нефтяной газ
Нефть
Каменный уголь
Много богатств находится в недрах земли. Но именно эти полезные ископаемые
являются источниками углеводородов. Давайте поближе познакомимся с ним.
Природный газ.
Доклад о распространении природного газа (слайд 6)
Огромными запасами природного газа обладают Россия, Иран, большинство стран Персидского залива, США,
Канада. Из европейских стран стоит отметить Нидерланды, и иногда упоминают Норвегию, но её запасы
невелики. Среди бывших республик Советского Союза большими запасами газа владеет Туркмения,
Азербайджан, Узбекистан а также Казахстан
Выяснилось, что запасы природного газа в данном состоянии огромны. Они располагаются как под
землѐй, так и на незначительном углублении под морским дном.
Метан и некоторые другие углеводороды широко распространены в космосе. Метан — третий по
распространѐнности газ вселенной, после водорода и гелия. В виде метанового льда он участвует в
строении многих удалѐнных от солнца планет и астероидов, однако такие скопления, как правило, не
относят к залежам природного газа, и они до сих пор не нашли практического применения.
Значительное количество углеводородов присутствует в мантии Земли, однако они тоже не
представляют интереса.
Что же собой представляет природный газ. (слайд 7)
Смесь газообразных углеводородов различного происхождения, заполняющие поры и
пустоты горных пород, рассеянных в почве.
Состав
98% - СН4
2% - С2Н6, С3Н8, С4Н10, N2,CO2, Н2 Н2S
Доклад о применении природного газа.
Газовая промышленность - наиболее молодая отрасль топливного комплекса. Газ применяется в
народном хозяйстве в качестве топлива в промышленности и в быту, а также и как сырье для
химической промышленности
Газ в больших количествах используется в качестве топлива в металлургической, стекольной,
цементной, керамической, легкой и пищевой промышленности, полностью или частично заменяя
такие виды топлива, как уголь, кокс, мазут, или является сырьем в химической промышленности.
Крупнейшим потребителем газа в промышленности является черная металлургия. В доменных печах
частичное применение природного газа дает экономию дефицитного кокса до 15% (1 куб. м
природного газа заменяет 0, 9-1, 3 кг кокса), повышает производительность печи, улучшает качество
чугуна, снижает его стоимость.
В металлургии и машиностроении природный газ используется также для отопления прокатных,
кузнечных, термических и плавильных печей и сушил.
Применение природного газа в стекольной промышленности взамен генераторного газа повышает
производительность стекловаренных печей на 10-13%.
В пищевой промышленности газ применяется для сушки пищевых продуктов, овощей, фруктов,
выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий.
При использовании газа на электростанциях уменьшаются эксплуатационные расходы, связанные с
хранением, приготовлением и потерями топлива
Газ - самое экологически чистое топливо и ценное сырье для производства химической продукции
Попутный нефтяной газ (слайд 8)
Это тоже природный газ, но он встречается вместе с нефтью – над нефтью или
растворен в ней под давлением. При извлечении нефти на поверхность давление
падает, и растворимость газа уменьшается, в результате он выделяется из нефти.
Состав 30-40% - СН4 7,5% - С2Н6, 21,8% - С3Н8, 20,5% -С4Н10
Примеси - N2,CO2, Н2О, Н2S
Применение : раньше сжигали, теперь используют. Возможности использования
попутного газа даже значительно шире, чем природного, так как здесь больше других
углеводородов. Поэтому путем химической переработки попутного газа можно
получить больше веществ, чем из природного газа.
Нефть (слайд 9)
Черная нефть струится,
Нефть – это ярость света,
Плещет тайги прибой,
Ветра напор у виска
И ощущают ноздри
Нефть – голубая ракета,
Запах еѐ огневой.
Рвущаяся в облака
Доклад о месторождении нефти (слайд10)
Поиски нефти идут непрерывно во всех частях света.
По запасам нефти Россия занимает второе место в мире после Саудовской Аравии. Россия
располагает огромными ресурсами нефти. В 2007 году в Российской Федерации было добыто около
400 миллионов тонн нефти. Главные нефтяные районы — Западная Сибирь. Волго-Уральский район.
Северный Кавказ и Европейский Север. Особенно перспективными районами являются
континентальные шельфы на Европейском Севере и Дальнем Востоке.
В настоящее время главным районом добычи нефти является Уральский федеральный округ. В 2007
году здесь было добыто около 250 миллионов тонн нефти, т.е. месторождения этого региона дают
66% добываемой в России нефти.
В Волго-Уральском районе наиболее значительны ресурсы нефти в Татарстане, Башкортостане, в
районе Европейского Севера-в Республике Коми, а на Северном Кавказе — в республиках Чеченской
и Дагестане. Имеются ресурсы нефти на Дальнем Востоке — на Сахалине.
К настоящему времени разведанность месторождений нефти европейских регионов России и
Западной Сибири достигает 65- 70%, в то время как в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке
только на 6-8%, а шельфы морей разведаны лишь на 1%. Но именно на эти труднодоступные
регионы приходится 46% перспективных и 50% прогнозных ресурсов нефти.
Доклад о истории открытия нефти (слайд 11).
Нефть – это один из самых главных природных источников углеводородов. С ней человек
познакомился давно. Сведения о нефти дошли до нас с Ближнего Востока. Археологические
раскопки свидетельствуют о том, что в долине реки Евфрат нефть добывали и перерабатывали
восемь тысячелетий назад. Битумом покрывали дно бассейнов, применяли его для предохранения от
гниения деревянных балок. Асфальтом бальзамировали мумии. Нефть применялась в медицине для
заживления ран, язв и лечения глазных болезней. С прорывом нефтяных фонтанов связывают гибель
Содома и Гоморры. Существует легенда о том, что во время установления палатки Александра
Македонского на берегу Аму-Дарьи был обнаружен источник нефти. Это было великое
предзнаменование, которое положило конец колебаниям полководца, и армия направилась на
покорение Индии. В истории известен греческий огонь – это смесь нефти и селитры. Она
использовалась для огнеметов.
В России нефть стали добывать и использовать в ХVIII в. Первый завод по ее переработке был
построен в 1745 г. на реке Ухте. Главным продуктом являлся керосин.
Открытым остается вопрос о происхождении нефти. Существуют две гипотезы.
Первая гипотеза – органическая (происхождение нефти из растительных и животных остатков).
Процесс их превращения в нефть протекает на глубине 2,5–6 км при температуре 160 °С без доступа
воздуха под высоким давлением.
Вторая гипотеза – неорганическая. Приверженцем этой гипотезы был Д.И.Менделеев. Он считал, что
в недрах земли под действием температуры из углерода и водорода образуются нефтяные
углеводороды, которые накапливаются в подземных ловушках.
Нефть – это смесь различных углеводородов. Состав нефти зависит от месторождения: бакинская
нефть богата циклопарафинами, ферганская – предельными углеводородами, пермская –
ароматическими углеводородами. Нефть – ценное химическое сырье.
Состав (слайд12).
Сложная смесь углеводородов (150)– алканов, циклоалканов, аренов линейного и
разветвленного строения .
В каждой капле нефти содержится более 900 различных химических соединений,
более половины химических элементов Периодической системы.
С – 84 –87% O, N, S - 0,5 – 2% Н – 12 – 14%
в отдельных месторождениях до 5% S
Показать нефть и его растворимость в воде. (опыт)
Применение (слайд 13-17)
Большую часть нефти используют как сырье для производства различных видов
топлива ( бензин, керосин, лигроин) и смазочных материалов. В тоже время нефть –
ценное сырье для химической промышленности. Из веществ, выделяемых из нефти,
получают синтетические каучуки, пластмассы, взрывчатые вещества, лекарственные
препараты, синтетические волокна и многое другое. Поэтому можно сказать, что
экономика государств зависит от нефти больше, чем от любого другого продукта.
Каменный уголь( слайд 18-19)
Каменным углѐм называют осадочную породу, образующуюся при разложении остатков растений
(древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). Основные
запасы каменного угля, добывающегося в настоящее время, образовались в период палеозоя, около
300-350 миллионов лет назад. Каменный уголь добывается уже несколько столетий и является одним
из наиболее важных полезных ископаемых. Используется в качестве твѐрдого топлива.
Каменный уголь состоит из смеси высокомолекулярных ароматических соединений
(преимущественно углерода), а также воды и летучих веществ с небольшим количеством примесей.
В зависимости от состава угля меняется и количество теплоты, выделяющееся при его сгорании, а
также количество образующейся золы. От этого соотношения зависит ценность угля и его
месторождений.
Для образования полезного ископаемого также необходимо было соблюдение следующего условия:
гниющий растительный материал должен был накапливаться быстрее, чем происходило его
разложение. Именно поэтому каменный уголь образовывался в основном на древних торфяных
болотах, где накапливались углеродные соединения, а доступ кислорода практически отсутствовал.
Исходным материалом для возникновения угля является, собственно, сам торф, который также
некоторое время использовался в качестве топлива. Уголь же образовался в том случае, если пласты
торфа оказывались под другими наносами. Торф при этом спрессовывался, терял газы и воду, в
результате чего образовывался уголь.
Каменный уголь возникает при залегании пластов торфа на значительной глубине обычно более 3
км. На более значительной глубине образуется антрацит – высший сорт каменного угля. Однако это
не означает, что все угольные месторождения расположены на большой глубине. Со временем под
действием тектонических процессов различной направленности некоторые пласты испытывали
поднятие, в результате чего оказывались ближе к поверхности.
От того, на какой глубине находятся угленосные породы, зависит и способ добычи угля. Если уголь
залегает на глубине до 100 метров, то добыча обычно ведѐтся открытым способом. Так называется
снятие верхнего слоя земли над месторождением, при котором полезное ископаемое оказывается на
поверхности. Для добычи с большой глубины используется шахтовый метод, при котором доступ к
полезном ископаемым осуществляется посредством создания специальных подземных ходов – шахт.
Самые глубокие угольные шахты в России находятся на расстоянии около 1200 метров от
поверхности.
Наиболее крупные месторождения каменного угля в России:
Наиболее разведанные запасы каменного угля сосредоточены в Кузнецком, Донецком,
Карагандинском, Южно-Якутском, Минусинском, Буреинском угольных бассейнах. Самые крупные
угольные бассейны в США (Аппалачский, Пенсильванский), в Великобритании (Южно-Уэльский), в
Китае (Шанси).
Запасы каменного угля в природе значительно превышают запасы нефти.
Показать коллекцию и каменный уголь.
Применение (слайд20).
Каменный уголь является источником энергии и ценным химическим сырьем.
Состав каменного угля : Сложная смесь - С, Н2, N2, O2 ,S
На следующих уроках мы с вами подробнее познакомимся со способами переработки
нефти и каменного угля.
Какие же выводы можно сделать из всего услышанного и увиденного.
Выводы об источнике образования, элементарном составе, применении,
распространении.
Выводы:
1. Элементарный состав у всех одинаков. Это С, Н, О, N, S.
2. Отсюда следует- все источники углеводородов образованы из остатков живых
организмов. Но все это образовано не за 1год и не за десятилетия. А в течении
многих столетий.
3. Применение : топливо и ценное химическое сырье, из которого можно получить
почти все.
4. Распространенность у всех одинакова. Где один, там и другой( слайд21).
Домашнее задание: п 32-33.
Заключительное слово.
Нефть, газ, каменный уголь – это ценное сырьѐ для химической промышленности. В
недалѐком будущем им будет найдена замена в топливно-энергетическом комплексе
нашей страны. В настоящее время учѐные ведут поиск путей использования энергии
солнца и ветра, ядерного горючего с целью полной замены нефти. Наиболее
перспективным видом топлива будущего является водород. Сокращение
использования нефти в теплоэнергетике – путь не только к более рациональному еѐ
применению, но и к сохранению этого сырья для будущих поколений.
Углеводородное сырьѐ должно использоваться только в перерабатывающей
промышленности для получения разнообразной продукции. К сожалению, ситуация
пока не меняется, и до 94% добываемой нефти служит топливом. Д. И. Менделеев
мудро говорил: ―Сжигать нефть – это то же, что топить печь ассигнациями‖.