Giáo án Hóa học Lớp 11 - Bài 37: Nguồn Hiđrocacbon thiên nhiên

BÀI 37 NGUỒN HIĐROCACBON THIÊN NHIÊN MỤC TIÊU 1. Hs biết: Nguồn hiđrocacbon trong thiên nhiên, thành phần, cách khai thác và các phương pháp chế biến chúng; Các ứng dụng quan trọng của hiđrocacbon trong công nghiệp và trong đời sống. 2. Hs hiểu: Vì sao dầu mỏ có mùi khó chịu? Tại sao dầu mỏ không có nhiệt độ sôi nhất định? Tại sao khí thiên nhiên và khí mỏ dầu được dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện? 3. Hs vận dụng: Biết phân biệt thành phần khí thiên nhiên, khí dầu mỏ, khí lò cốc; Giải thích ý nghĩa quá trình chế biến hoá học các sản phẩm chưng cất phân đoạn dầu mỏ (crăckinh và rifominh) B. CHUẨN BỊ GV: Tranh, ảnh, tư liệu về các giếng dầu, mỏ than và các sản phẩm được chế biến từ dầu mỏ. Hs: Tìm hiểu các thông tin liên quan đến bài học. C. TỎ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC HOẠT ĐỘNG GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG HỌC SINH NỘI DUNG I- DẦU MỎ Hoạt động 1 GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK, cho biết: Túi dầu là gì? Đặc điểm cấu tạo túi dầu ra sao? GV nêu vấn đề: Vậy thế nào là dầu mỏ? Thành phần hoá học của dầu mỏ ra sao? Chúng ta hãy nghiên cứu tiếp phần sau. Hoạt động 2 1. Thành phần GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK để có những nhận xét về tính chất của dầu mỏ. GV bổ sung thông tin để trả lời câu hỏi: Tại sao dầu mỏ lại có mùi khó chịu và gây hại cho động cơ? Tại sao dầu mỏ ở Miền Nam Việt Nam lại thuận lợi cho việc chế hoá và sử dụng? 2. Khai thác GV nêu vấn đề: Để khai thác dầu mỏ, người ta phải làm gì? Hiện tượng nào khiến ta xác định được sự có mặt của dầu mỏ? (Hoặc : GV có thể mở băng video tư liêu cho HS quan sát họat động khai thác dầu mỏ để biết được những thông tin cần thiết). GV: Khi lượng dầu giảm (áp suất khí giảm) người ta phải làm gì? Hoạt động 3 3. Chế biến GV nêu vấn đề: Dầu mỏ mới lấy lên từ giếng dầu được gọi là dầu thô. Cần phải nâng cao giá trị sử dụng dầu mỏ bằng cách nào? Trước hết chúng ta quan tâm tới giai đoạn chưng cất. a)Chưng cất GV đặt câu hỏi: Dầu mỏ được chưng cất ở đâu, trong điều kiện nào? Yêu cầu HS quan sát hình 7.5, SGK “Sơ đồ chưng cất, chế hoá và ứng dụng dầu mỏ” để trả lời câu hỏi sau: Các sản phẩm chính nào thu được khi chưng cất phân đoạn dầu mỏ? Ứng dụng của chúng là gì? b) Chế biến hoá học Tại sao phải chế biến hoá học các phân đoạn dầu mỏ? Phương pháp nào thường dùng trong các quá trình đó? _ Chế biến hoá học các phân đoạn dầu mỏ để tăng giá trị sử dụng của dầu mỏ. _ Phương pháp thường dùng là crăckinh và rifominh. GV giải thích thuật ngữ “crăckinh” và viết pthh minh hoạ: (sgk) GV cho ví dụ chuyển hiđrocacbon mạch không nhánh thành phân nhánh, mạch vòng và cho HS biết hiện tượng đó được gọi là rifominh và đặt câu hỏi: Thế nào là rifominh? II _ KHÍ THIÊN NHIÊN VÀ KHÍ MỎ DẦU Hoạt động 4 GV kẻ bảng như sgk, nhưng để trống các phần ghi thông tin. Quá trình này được tiến hành với sự giúp đỡ của GV, GV có thể giải thích để HS hiểu rõ hơn về thành phần và ứng dụng của hai loại khí nói trên. III. THAN MỎ Hoạt động 5 GV nguyên nhân hình thành than mỏ là gì? Có những loại than mỏ nào? -Than mở nung nóng 900-10000Cà than cốc, nhựa than đá, khí lò cốc. Đặc điểm thành phần của khí lò cốc là gì? GV cung cấp kiến thức: Nhựa than đá là chất lỏng chứa nhiều hiđrocacbon thơm và phenol. Từ nhựa than đá tách ra được nhiều chất có giá trị như benzen, toluen, phenol, naphtalen và hắc ín. -Các hợp chất thu được từ chưng cất than đá là nguồn bổ sung nguyên liệu đáng kể cho công nghiệp. -Việt Nam có cơ sở luyện cốc ở Thái Nguyên, chủ yếu cung cấp cho các lò luyện kim. Hs: Túi dầu là các lớp nham thạch có nhiều lỗ xốp chứa dầu được bao quanh bởi một lớp khoáng sét không thấm nước và khí. Túi dầu có ba lớp: lớp trên cùng là khí đồng hành, lớp giữa là dầu, lớp cuối cùng là nước và cặn. HS nghiên cứu thông tin trong SGK để trả lời. Hs thảo luận nhóm trả lời câu hỏi. Muốn khai thác dầu, phải khoan những lỗ khoan sâu xuống lòng đất; Đầu tiên, dầu sẽ tự phun lên do áp suất của khí dầu mỏ.) + Dùng bơm hút dầu lên. +Hoặc bơm nước xuống (vì sao). _ Loại bỏ nước, muối và phá nhũ tương. _ Chưng cất phân đoạn (phương pháp vật lý). _ Dùng phương pháp hoá học: như crăckinh, rifominh. Chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường, trong những tháp cất liên tục. Sản phẩm của quá trình crăckinh là: xăng và khí crăckinh. Rifominh là quá trình dùng xúc tác và nhiệt làm biến đổi cấu trúc hiđrocacbon tưf mạch không nhánh thành mạch nhánh, từ không thơm thành thơm HS nghiên cứu SGK để hoàn thiện các phần còn trống đó. HS thảo luận nhóm. Than mỏ là phần còn lại của cây cỏ cổ đại bị biến hoá. Có ba loại than chính: than mỡ, than gầy và than nâu. HS thảo luận nhóm tham khảo SGK trả lời câu hỏi. -Khí lò cốc là hỗn hợp các chất khí dễ cháy. -Thành phần theo thể tích: 59% H2, 25%CH4, các hiđrocacbon, 6% CO, 7% CO2, N2, O2. A- DÇu má I - Tr¹ng th¸i thiªn nhiªn, tÝnh chÊt vËt lÝ vµ thµnh phÇn cña dÇu má 1. Tr¹ng th¸i thiªn nhiªn vµ tÝnh chÊt vËt lÝ - DÇu má lµ mét hçn hîp láng, s¸nh, mÇu sÉm, cã mïi ®Æc tr­ng, nhÑ h¬n n­íc vµ kh«ng tan trong n­íc. 2. Thµnh phÇn ho¸ häc ® H,C : ankan, xicloankan, aren (chñ yÕu) ChÊt h÷u c¬ chøa Oxi, Nit¬, L­u huúnh (l­îng nhá) ChÊt v« c¬ ( rÊt Ýt) Thµnh phÇn nguyªn tè: 83-87% C, 11-14%H, 0.01-7%S, 0,01-7%O, 0,01-2%N, c¸c kim lo¹i nÆng vµo kho¶ng phÇn triÖu ®Õn phÇn v¹n. II - Ch­ng cÊt dÇu má 1. Ch­ng cÊt d­íi ¸p suÊt th­êng - Ch­ng cÊt ph©n ®o¹n trong phßng thÝ nghiÖm. - ch­ng cÊt ph©n ®o¹n dÇu má. 2.Ch­ng cÊt d­íi ¸p suÊt cao - Ph©n ®o¹n s«i ë nhiÖt ®é < 1800C ®­îc ch­ng cÊt tiÕp ë ¸p suÊt cao: + C1-C2, C3-C4 dïng lµm nhiªn liÖu khÝ hoÆc khÝ ho¸ láng. + C5-C6 lµ ete, dÇu ho¶ ®­îc dïng lµm dung m«i hoÆc nguyªn liÖu cho nhµ m¸y ho¸ chÊt. + C6- C10 lµ x¨ng cã chÊt l­äng thÊp ph¶i qua chÕ ho¸. 3. Ch­ng cÊt d­íi ¸p suÊt thÊp PhÇn cßn l¹i sau khi ch­ng cÊt ë ¸p suÊt th­êng lµ hçn hîp nhít ®Æc mµu ®en gäi lµ cÆn mazut CÆn mazut ® Ph©n ®o¹n l/®éng(dïng cho CRK ® DÇu nhên ® Vaz¬lin ® Parafin ® Atphan (dïng ®Ó r¶i ®­êng) III - ChÕ biÕn dÇu má b»ng ph­¬ng ph¸p ho¸ häc Môc ®Ých: - §¸p øng nhu cÇu vÒ sè l­îng, chÊt l­îng x¨ng lµm nhiªn liÖu. - §¸p øng nhu cÇu vÒ nguyªn liÖu cho c«ng nghiÖp ho¸ chÊt. 1. Rifominh - Kh¸i niÖm: Lµ qu¸ tr×nh dïng xóc t¸c vµ nhiÖt biÕn ®æi cÊu tróc cña H,C tõ kh«ng ph©n nh¸nh thµnh ph©n nh¸nh, tõ kh«ng th¬m thµnh th¬m. - Néi dung: ChuyÓn ankan m¹ch th¼ng thµnh ankan m¹ch nh¸nh vµ xicloankan. T¸ch H chuyÓn xicloankan thµnh aren. T¸ch H chuyÓn ankan thµnh aren. 2. Cr¨ckinh Là quá trình bẻ gãy HC mạch dài thành HC mạch ngắn hơn nhờ tác dụng nhiệt hoặc xúc tác Hoạt động 6: Củng cố bài GV đặt câu hỏi giúp học sinh khái quát kiến thức trong bài. -Có những nguồn hidrocacbon nào trong thiên nhiên? -Thành phần, cách khai thác chế biến dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ, khí than đá? -Nêu ứng dụng của các nguồn hiđrocacbon đó?