I. Lý thuyết trọng tâm

1. Oxygen trên Trái Đất

Oxygen có mặt ở khắp nơi trên Trái Đất: trong không khí, hoà tan trong nước và có trong đất xốp. Dù sống trên cạn, dưới nước hay trong lòng đất, các loài sinh vật đều cần oxygen cho quá trình hô hấp. Cá sống được trong nước vì trong nước có một lượng oxygen hoà tan (dù rất nhỏ).

2. Tính chất vật lí và tầm quan trọng của oxygen

a) Tính chất vật lí

Ở điều kiện thường, oxygen có các tính chất:

• Ở thể khí, không màu, không mùi, không vị
• Ít tan trong nước
• Nặng hơn không khí
• Hoá lỏng ở $-183^\circ C$, hoá rắn ở $-218^\circ C$
• Ở thể lỏng và rắn, oxygen có màu xanh nhạt

b) Tầm quan trọng của oxygen

Oxygen đóng vai trò thiết yếu trong hai quá trình quan trọng:

• Đối với sự sống: Oxygen cần cho quá trình hô hấp của động vật và thực vật. Thông thường, ở đâu có oxygen thì ở đó có sự sống.
• Đối với sự cháy: Oxygen không thể thiếu cho quá trình đốt cháy nhiên liệu để thắp sáng, cung cấp nhiệt, hàn cắt kim loại,… Nếu không có oxygen thì sự cháy không thể xảy ra.

Ba yếu tố cần đủ để phát sinh ngọn lửa: chất cháy + oxygen + nguồn nhiệt.

3. Thành phần của không khí

Không khí là hỗn hợp nhiều chất khí. Thành phần phần trăm theo thể tích (gần đúng):

• Nitrogen: khoảng $78%$
• Oxygen: khoảng $21%$
• Carbon dioxide, hơi nước và các khí khác: khoảng $1%$

Ngoài các chất khí, trong không khí còn có chất bụi, phấn hoa,…

4. Vai trò của không khí

• Sự luân chuyển không khí giúp điều hoà khí hậu, khiến bề mặt Trái Đất không quá nóng hoặc quá lạnh.
• Không khí bảo vệ Trái Đất khỏi thiên thạch: khi cọ xát với không khí, thiên thạch bốc cháy hoặc bay hơi gần hết.
• Oxygen cần cho sự hô hấp của sinh vật và đốt cháy nhiên liệu.
• Nitrogen khi có sấm sét được chuyển hoá thành chất dinh dưỡng có lợi cho cây (dạng phân bón tự nhiên).
• Carbon dioxide cần thiết cho quá trình quang hợp của cây xanh.

5. Sự ô nhiễm không khí

a) Nguyên nhân và hậu quả

Khi thành phần không khí bị thay đổi (oxygen giảm, carbon dioxide tăng, xuất hiện khí độc, khói, bụi) thì không khí bị ô nhiễm.

Nguyên nhân:

• Từ tự nhiên: núi lửa phun, cháy rừng tự nhiên.
• Từ con người: rác thải, khí thải từ xe cộ, nhà máy, cháy rừng do con người.

Hậu quả:

• Carbon dioxide tăng → Trái Đất ấm lên (hiệu ứng nhà kính) → băng tan, nước biển dâng.
• Bụi, khói, khí độc → bệnh đường hô hấp.
• Mưa acid → phá huỷ công trình, giảm chất lượng đất, giảm quang hợp cây.

b) Bảo vệ môi trường không khí

• Tìm nguồn năng lượng sạch (mặt trời, gió, nước).
• Sử dụng năng lượng hợp lí, tiết kiệm.
• Quy định nghiêm ngặt về xử lí khí thải, chất thải độc hại.
• Bảo vệ và trồng cây xanh.
• Đi phương tiện công cộng, không xả rác bừa bãi.

II. Phương pháp giải các dạng bài tập

Dạng 1: Tính chất vật lí của oxygen

Phương pháp:

Nắm vững các tính chất vật lí của oxygen: thể khí, không màu, không mùi, không vị, ít tan trong nước (không phải tan nhiều), nặng hơn không khí, hoá lỏng ở $-183^\circ C$ (có màu xanh nhạt).

Bài tập 1: Tính chất nào sau đây mà oxygen không có?

A. Oxygen là chất khí B. Không màu, không mùi, không vị C. Tan nhiều trong nước D. Nặng hơn không khí

Lời giải chi tiết:

Theo lý thuyết, oxygen ít tan trong nước chứ không phải tan nhiều. Các tính chất A, B, D đều đúng.

Đáp án: C. Tan nhiều trong nước

Bài tập 2: Ở nhiệt độ phòng, oxygen tồn tại ở thể nào?

A. Rắn — B. Lỏng — C. Khí — D. Cả ba trạng thái

Lời giải chi tiết:

Nhiệt độ phòng khoảng $25^\circ C$. Oxygen hoá lỏng ở $-183^\circ C$ và hoá rắn ở $-218^\circ C$. Vì $25^\circ C$ cao hơn rất nhiều so với $-183^\circ C$, nên ở nhiệt độ phòng oxygen tồn tại ở thể khí.

Đáp án: C. Khí

Bài tập 3: Oxygen lỏng có màu gì?

A. Không màu — B. Xanh nhạt — C. Hồng — D. Vàng nhạt

Lời giải: Ở thể lỏng và rắn, oxygen có màu xanh nhạt (khác với ở thể khí là không màu).

Đáp án: B. Xanh nhạt

Dạng 2: Vai trò của oxygen đối với sự sống và sự cháy

Phương pháp:

• Oxygen cần cho hô hấp (sự sống) và đốt cháy nhiên liệu (sự cháy).
• Quang hợp cần carbon dioxide, không phải oxygen.
• Ba yếu tố để có ngọn lửa: chất cháy + oxygen + nguồn nhiệt. Thiếu một trong ba thì không cháy được.
• Muốn dập lửa: loại bỏ một trong ba yếu tố trên (cách li oxygen, hạ nhiệt, hoặc loại bỏ chất cháy).

Bài tập 1: Quá trình nào sau đây cần oxygen?

A. Hô hấp B. Quang hợp C. Đốt nhiên liệu D. A và C đều đúng

Lời giải chi tiết:

• Hô hấp: sinh vật hít oxygen, thải carbon dioxide → cần oxygen ✓
• Quang hợp: cây xanh hấp thụ carbon dioxide, thải ra oxygen → cần $CO_2$, không cần $O_2$ ✗
• Đốt nhiên liệu: cần oxygen để duy trì sự cháy ✓

Đáp án: D. A và C đều đúng

Bài tập 2: Khi nấu bếp củi, lúc bếp gần tắt lửa người ta thêm củi và thổi gió vào lò thì lửa bùng cháy mạnh. Tại sao?

A. Để cung cấp nguồn nhiệt cho sự cháy

B. Để cung cấp oxygen và nhiên liệu cho sự cháy

C. Để cung cấp oxygen cho sự cháy

D. Để cung cấp chất cháy

Lời giải chi tiết:

Bếp gần tắt nghĩa là thiếu chất cháy và thiếu oxygen. Khi:

• Thêm củi → cung cấp thêm nhiên liệu (chất cháy).
• Thổi gió → cung cấp thêm oxygen từ không khí.

Cả hai hành động cùng lúc cung cấp đủ oxygen và nhiên liệu nên lửa bùng cháy mạnh.

Đáp án: B. Để cung cấp oxygen và nhiên liệu cho sự cháy

Bài tập 3: Muốn phát sinh ngọn lửa ta phải có đủ 3 yếu tố nào?

A. Nguồn nhiệt, khí oxygen và khí carbon dioxide

B. Nguồn nhiệt, khí oxygen và nitrogen

C. Chất cháy, khí oxygen và nguồn nhiệt

D. Chất cháy, khí nitrogen và nguồn nhiệt

Lời giải: Ba yếu tố cần và đủ cho sự cháy: chất cháy + oxygen + nguồn nhiệt. Nitrogen và carbon dioxide không duy trì sự cháy.

Đáp án: C. Chất cháy, khí oxygen và nguồn nhiệt

Dạng 3: Thành phần và vai trò của từng khí trong không khí

Phương pháp:

Nhớ thành phần và vai trò:

Bài tập 1: Khí nào có phần trăm thể tích lớn nhất trong không khí?

A. Carbon dioxide — B. Nitrogen — C. Oxygen — D. Hydrogen

Lời giải: Nitrogen chiếm $78%$ – lớn nhất trong không khí.

Đáp án: B. Nitrogen

Bài tập 2: Khí nào sau đây tham gia vào quá trình quang hợp của cây xanh?

A. Oxygen — B. Nitrogen — C. Khí hiếm — D. Carbon dioxide

Lời giải chi tiết:

Quang hợp là quá trình cây xanh sử dụng ánh sáng, nước và carbon dioxide để tạo ra chất hữu cơ (tinh bột) và thải ra oxygen. Vậy khí tham gia quang hợp là carbon dioxide.

Đáp án: D. Carbon dioxide

Bài tập 3: Nitrogen trong không khí có vai trò nào sau đây?

A. Cung cấp phân bón tự nhiên cho cây trồng (phân đạm)

B. Tham gia quá trình quang hợp của cây xanh

C. Cần thiết cho quá trình đốt cháy nhiên liệu

D. Cần cho quá trình hô hấp của động vật

Lời giải chi tiết:

• B sai vì quang hợp cần $CO_2$, không phải $N_2$.
• C sai vì sự cháy cần $O_2$, nitrogen không duy trì sự cháy.
• D sai vì hô hấp cần $O_2$.
• A đúng: khi mưa dông có sấm sét, nitrogen trong không khí được chuyển hoá thành chất dinh dưỡng có lợi cho cây (dạng phân bón tự nhiên).

Đáp án: A. Cung cấp phân bón tự nhiên cho cây trồng

Dạng 4: Ô nhiễm không khí và biện pháp bảo vệ

Phương pháp:

• Dấu hiệu ô nhiễm: Lượng oxygen giảm, carbon dioxide tăng, xuất hiện khí độc, khói, bụi (bụi mịn làm giảm tầm nhìn).
• Nguyên nhân: Từ tự nhiên (núi lửa) hoặc con người (khí thải, rác thải, cháy rừng, nhà máy).
• Hậu quả: Hiệu ứng nhà kính (do $CO_2$ tăng), mưa acid, bệnh hô hấp.
• Biện pháp: Trồng cây, năng lượng sạch, xử lí khí thải, đi phương tiện công cộng.

Bài tập 1: Chất nào sau đây gây ra hiệu ứng nhà kính?

A. Oxygen — B. Nitrogen — C. Hydrogen — D. Carbon dioxide

Lời giải: Khi lượng $CO_2$ trong khí quyển tăng lên, nó giữ nhiệt từ Mặt Trời lại, làm Trái Đất ấm lên → hiệu ứng nhà kính.

Đáp án: D. Carbon dioxide

Bài tập 2: Biện pháp nào sau đây góp phần bảo vệ không khí trong lành?

A. Trồng cây gây rừng B. Đổ chất thải chưa qua xử lí ra môi trường C. Đốt rừng làm nương rẫy D. Xây thêm nhiều khu công nghiệp

Lời giải chi tiết:

• B, C, D đều làm tăng ô nhiễm (thêm chất thải, khói, bụi, khí độc).
• A: Trồng cây gây rừng → cây hấp thụ $CO_2$, thải $O_2$ → giữ không khí trong lành.

Đáp án: A. Trồng cây gây rừng

Bài tập 3: Dấu hiệu nào chứng tỏ không khí bị ô nhiễm?

A. Không khí trong lành, mát mẻ B. Trời xuất hiện sương mù vào buổi sáng C. Trời xuất hiện mưa D. Xuất hiện bụi mịn làm giảm tầm nhìn

Lời giải chi tiết:

• A: không khí trong lành → không ô nhiễm.
• B: sương mù là hiện tượng tự nhiên (hơi nước ngưng tụ) → không phải ô nhiễm.
• C: mưa là hiện tượng tự nhiên bình thường.
• D: bụi mịn xuất hiện do khí thải, khói từ xe cộ, nhà máy → dấu hiệu ô nhiễm.

Đáp án: D. Xuất hiện bụi mịn làm giảm tầm nhìn

III. Sơ đồ tư duy

Chủ đề trung tâm: OXYGEN VÀ KHÔNG KHÍ

1. Oxygen

• 1.1. Có mặt ở khắp nơi: không khí, nước, đất
• 1.2. Tính chất vật lí: khí, không màu, không mùi, ít tan trong nước, nặng hơn không khí
• 1.3. Hoá lỏng ở $-183^\circ C$ (màu xanh nhạt), hoá rắn ở $-218^\circ C$

2. Vai trò của oxygen

• 2.1. Sự sống: cần cho hô hấp của mọi sinh vật
• 2.2. Sự cháy: cần cho đốt nhiên liệu, hàn cắt kim loại
• 2.3. Ba yếu tố cháy: chất cháy + oxygen + nguồn nhiệt

3. Thành phần không khí

• 3.1. Nitrogen: $78%$
• 3.2. Oxygen: $21%$
• 3.3. Carbon dioxide, hơi nước, khí khác: $1%$

4. Vai trò của không khí

• 4.1. Điều hoà khí hậu, bảo vệ Trái Đất khỏi thiên thạch
• 4.2. Oxygen: hô hấp, sự cháy
• 4.3. Nitrogen: phân bón tự nhiên (khi có sấm sét)
• 4.4. Carbon dioxide: quang hợp cây xanh

5. Ô nhiễm không khí

• 5.1. Nguyên nhân: núi lửa, cháy rừng, khí thải, rác thải
• 5.2. Hậu quả: hiệu ứng nhà kính, mưa acid, bệnh hô hấp
• 5.3. Biện pháp: trồng cây, năng lượng sạch, xử lí khí thải, đi phương tiện công cộng

IV. Sai lầm thường gặp

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu