Презентація «Кам’яне вугілля та продукти його переробки» з хімії для 10 класу

Сьогодні розглянемо вугілля не лише як паливо, а й як хімічну сировину. З’ясуємо, що відбувається під час коксування та які продукти при цьому отримують. Попросіть учнів наприкінці уроку пояснити, чому переробка дає більше можливостей, ніж просте спалювання.

Відповідь на загадку, кам’яне вугілля. Дайте класу назвати його після другої або третьої підказки, а тоді запитайте, чи складається воно тільки з вуглецю. Типова помилка полягає в ототожненні вугілля з чистим вуглецем.

Окресліть шлях уроку від складу сировини до використання продуктів. Наголосіть, що коксування дає кілька продуктів одночасно. Попросіть учнів стежити, який із них є твердим, а які потребують подальшої переробки.

Прочитайте результати як запитання до майбутнього підсумку уроку. Наприкінці попросіть учнів перевірити, чи можуть вони виконати кожну дію без підказки. Зверніть увагу, що розрізняти продукти означає не лише перелічити їх, а й назвати подальше використання.

Кам’яне вугілля є сумішшю, а не окремою молекулою, тому записувати для нього одну формулу неправильно. Поясніть, що наведені символи позначають елементи у складі органічних речовин, а не формулу однієї сполуки. Типова помилка учнів полягає в перенесенні показника «до 10 %» на весь Карбон вугілля.

Твердження хибне. Крім вільного вуглецю, вугілля містить органічні та неорганічні речовини. Попросіть одного учня назвати елементи органічних речовин, а іншого пояснити, звідки береться шлак. Типова помилка полягає в тому, що назву «вугілля» сприймають як назву чистої речовини.

Запропонуйте учням віднести кожну складову до однієї з трьох груп. Уточніть, що органічні речовини можуть містити не тільки Карбон і Гідроген, а й Оксиген, Сульфур та Нітроген. Не називайте всі складові вугілля «молекулами вугілля». Підручник описує суміш зі складною структурою.

Покажіть, що кокс є продуктом переробки, а не іншою назвою природного кам’яного вугілля. Порівняйте частку вуглецю в коксі з показником вільного вуглецю у вихідній сировині, але не називайте ці величини однаковими показниками. Запитайте, чому продукт із таким складом має окрему назву й застосування.

Числа в рядку про вуглець описують різні показники. У вугіллі йдеться про вільний вуглець, у коксі про загальний вміст вуглецю. Тому не можна віднімати 10 від 96 і називати різницю приростом частки вуглецю. Попросіть учнів знайти в таблиці ознаку, яка найнадійніше відрізняє природну сировину від продукту її переробки.

Відповідь заперечна. Один показник стосується вільного вуглецю, другий характеризує склад коксу загалом. Запропонуйте учням уголос прочитати повні назви обох величин, не пропускаючи слова «вільного» й «усього». Типова помилка полягає в механічному порівнянні відсотків без перевірки того, що вони вимірюють.

Фото показує камеру коксової печі, а не сам процес. Останній рядок слайда є короткою схемою коксування. Поясніть її за підручником. Подрібнене вугілля завантажують у довгу вузьку камеру через верхні отвори. Газувате пальне згоряє в опалювальних каналах і нагріває вугілля в камері без доступу повітря. Приблизно через 14 годин утворений «коксовий пиріг» виштовхують. Покажіть, де на цій схемі завантаження, нагрівання та утворення коксу.

Наведені речовини є прикладами складників коксового газу, а не його повним складом. Покажіть на схемі метан, етен і бензен як три різні органічні сполуки з переліку підручника. Наголосіть, що коксовий газ є сумішшю органічних і неорганічних речовин.

Рівняння показує згоряння вуглецю, а не повний склад реакцій під час спалювання суміші речовин у вугіллі. Підручник пов’язує спалювання горючих речовин зі збільшенням вмісту вуглекислого газу в атмосфері. За неповного згоряння пального утворюється також карбон(II) оксид CO, який забруднює повітря. Не плутайте неповне згоряння з коксуванням без доступу повітря. Запитайте учнів, які продукти коксування вже не можна отримати з порції вугілля після її спалювання.

Потрібно назвати кокс, коксовий газ, амоніакову воду й кам’яновугільну смолу. Зручно намалювати на дошці чотири порожні комірки та заповнювати їх відповідями класу. Типова помилка полягає в тому, що учні називають окремий складник газу замість самого коксового газу.

Смолу отримують під час коксування, тому називати її природним джерелом цих речовин неправильно. Перегонкою та хімічною обробкою зі смоли добувають також піридин і антрацен. Покажіть на схемі кілька конкретних речовин, але уточніть, що це лише мала частина різноманіття, описаного в підручнику.

Кам’яне вугілля як джерело хімічних сполук почали використовувати раніше, ніж природний газ і нафту. Кам’яновугільна смола є продуктом коксування вугілля. Речовини, виділені з неї, стали сировиною для цілих галузей хімічної промисловості, зокрема виробництва синтетичних барвників і лікарських засобів. Дат підручник не наводить. Нагадайте й про інші продукти переробки. Кокс потрібний металургії та хімічній промисловості, а складники коксового газу використовують як паливо або сировину для хімічного синтезу.

Під час спалювання горючих речовин вміст CO₂ в атмосфері зростає. За підручником, це може посилити парниковий ефект і спричинити підвищення температури та зміну клімату. Запитайте учнів, чим корисне вугілля як хімічна сировина, якщо його не спалювати.

Вугілля нагрівають приблизно до 1000 °C без доступу повітря. Після відповіді попросіть учня пояснити, чому важливі обидві умови, а не лише температура. Типова помилка полягає в змішуванні коксування зі спалюванням.

Цей продукт називають коксом. Попросіть клас назвати решту продуктів коксування та визначити, який із них є твердим продуктом із зазначеним вмістом вуглецю. Типова помилка полягає в перенесенні цього показника на вихідне кам’яне вугілля.

Попросіть учнів без допомоги слайдів назвати чотири продукти коксування. Поверніться до очікуваних результатів і коротко перевірте кожен із них. Підсумуйте, що цінність вугілля не обмежується його використанням як палива.

Попросіть учнів підписати в схемі не лише продукти, а й умови коксування. Для прикладів використання можна обрати кокс, коксовий газ або речовини, добуті зі смоли. Зверніть увагу, щоб домашня схема не представляла вугілля як чисту речовину з однією формулою.