Bài tập Khtn 9 Bài 35. Khai thác nhiên liệu hóa thạch. Nguồn carbon. Chu trình carbon và sự ấm lên toàn cầu (21 bài tập)

Lớp 9 · KHTN Bài 35

Khai Thác Nhiên Liệu Hoá Thạch · Chu Trình Carbon · Sự Ấm Lên Toàn Cầu

Nhiên liệu hoá thạch · Nguồn carbon · Hiệu ứng nhà kính

1
Nhiên liệu hoá thạch & nguồn gốc methane
ĐỊNH NGHĨA
Nhiên liệu hoá thạch là các loại nhiên liệu tự nhiên được tạo thành từ quá trình phân huỷ các sinh vật bị chôn vùi cách đây hàng trăm triệu năm. Các nhiên liệu này chứa hàm lượng carbon cao.

Nhiên liệu hoá thạch tồn tại ở 3 thể: rắn, lỏng và khí.

ThểDạng nhiên liệuThành phần chính
RắnThan mỏ (than đá, than nâu, than bùn…)Carbon
LỏngDầu mỏCác hydrocarbon
KhíKhí mỏ dầu, khí thiên nhiên, băng cháyMethane ($CH_4$)
Lưu ý quan trọng
Củi gỗ KHÔNG phải nhiên liệu hoá thạch vì lấy từ cây trồng hiện tại, không qua quá trình chôn vùi hàng trăm triệu năm.
Ethanol (cồn) cũng KHÔNG phải nhiên liệu hoá thạch vì được điều chế từ tinh bột, ethylene.
• Nhiên liệu hoá thạch là tài nguyên không tái tạo (không vô tận).

Nguồn gốc hình thành khí methane ($CH_4$):

Nguồn gốc tự nhiên
Methane được hình thành từ các quá trình biến đổi sinh học và địa chất trong tự nhiên, qua hàng triệu năm.
Nguồn gốc nhân tạo
• Phân huỷ chất hữu cơ trong bãi rác thải
• Quá trình sản xuất nông nghiệp
Tiêu hoá thức ăn của gia súc
• Sản xuất công nghiệp, chế biến, chưng cất khí mỏ dầu
2
Khai thác và sử dụng nhiên liệu hoá thạch

Năng lượng hoá thạch chiếm tỉ lệ lớn nhất trong tổng các nguồn năng lượng khai thác hiện nay. Việt Nam xếp thứ tư trong khối Đông Nam Á về xuất khẩu dầu mỏ.

Dầu mỏ: hỗn hợp thể lỏng, màu nâu đậm, nhẹ hơn nước, không tan trong nước. Thành phần chính là các hydrocarbon. Dầu mỏ không có công thức hoá học cố định vì là hỗn hợp nhiều chất.

Cấu tạo mỏ dầu (3 lớp từ trên xuống)
Lớp khí mỏ dầu Thành phần chính: $CH_4$
Lớp dầu lỏng Hỗn hợp nhiều hydrocarbon
Lớp nước mặn Ở dưới cùng
Khí thiên nhiên
Có trong các mỏ khí, thành phần chủ yếu là methane ($CH_4$) với hàm lượng cao, ngoài ra còn ethane, propane, butane…
Khí mỏ dầu
Có thành phần gần giống khí thiên nhiên nhưng hàm lượng methane thấp hơn.

Nhiên liệu là những chất cháy được, khi cháy toả nhiệt và phát sáng. Có 3 loại: rắn (than, gỗ, củi), lỏng (xăng, dầu hoả), khí (khí thiên nhiên, khí mỏ dầu).

ƯU ĐIỂM CỦA NHIÊN LIỆU KHÍ
Năng suất toả nhiệt cao · Dễ cháy hoàn toàn · Ít gây độc hại cho môi trường so với nhiên liệu rắn và lỏng.

Để sử dụng nhiên liệu tiết kiệm, hiệu quả cần đảm bảo 3 yếu tố:

1. Cung cấp đủ $O_2$
Cung cấp vừa đủ không khí hoặc oxygen — không dư, không thiếu.
2. Tăng diện tích tiếp xúc
Chẻ nhỏ củi, đập nhỏ than… để tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu và không khí.
3. Điều chỉnh lượng nhiên liệu
Lượng nhiên liệu phải phù hợp với nhu cầu sử dụng, tránh lãng phí.

Lợi ích & Hạn chế:

Lợi ích
Trữ lượng lớn, khai thác dễ, chi phí rẻ. Là nhiên liệu chính cho nhà máy nhiệt điện, luyện kim, xi măng, hoá chất, giao thông.
Hạn chế
Cạn kiệt tài nguyên. Đốt cháy sinh ra $CO_2$, $CO$, oxide lưu huỳnh, oxide nitrogen → ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu.

Giải pháp hạn chế dùng nhiên liệu hoá thạch:

  • Tiết kiệm nhiên liệu hoá thạch.
  • Đi xe công cộng, xe điện, xe đạp.
  • Ưu tiên xăng E5, sinh khối, biodiesel.
  • Dùng thiết bị tiết kiệm năng lượng; phân loại rác để tái chế.
  • Chuyển sang năng lượng tái tạo (mặt trời, gió).
Cách dập tắt xăng dầu cháy
Dùng chăn ướt chùm lên hoặc phủ cát vào ngọn lửa.
KHÔNG phun nước vì xăng dầu nhẹ hơn nước, nổi lên trên → lửa lan rộng hơn.
3
Nguồn carbon & chu trình carbon trong tự nhiên

Trong tự nhiên, carbon tồn tại ở 3 dạng chính:

Dạng tồn tạiVí dụ
Đơn chấtKim cương, than chì (graphite)
Hợp chất vô cơCarbon dioxide ($CO_2$), muối carbonate ($CaCO_3$, $Na_2CO_3$…)
Hợp chất hữu cơHydrocarbon ($CH_4$, $C_2H_4$…), carbohydrate, protein…

Chu trình carbon trong tự nhiên: Sự chuyển hoá carbon từ dạng này sang dạng khác diễn ra thường xuyên, liên tục và tạo thành chu trình khép kín.

Chu trình $CO_2$ trong tự nhiên

Phát thải $CO_2$ (vào khí quyển)

  • Hô hấp của sinh vật
  • Đốt cháy nhiên liệu hoá thạch
  • Cháy rừng, núi lửa phun trào
  • Sản xuất vôi, xi măng
$CO_2$

Hấp thụ $CO_2$ (từ khí quyển)

  • Cây xanh quang hợp
  • Hoà tan vào nước biển, sông, hồ
  • Sinh vật bị vùi lấp → muối carbonate, nhiên liệu hoá thạch
$CO_2$ vào sinh vật bằng cách nào?
$CO_2$ từ môi trường ngoài đi vào cơ thể sinh vật nhờ quá trình quang hợp của cây xanh. Cây xanh hấp thụ $CO_2$ và nước, sử dụng ánh sáng mặt trời để tạo ra chất hữu cơ (glucose) và $O_2$.

Lưu ý: Hô hấp là quá trình thải $CO_2$ ra, không phải hấp thụ.

$CO_2$ đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng carbon trong hệ sinh thái và khí quyển.

4
Hiệu ứng nhà kính & sự ấm lên toàn cầu
NGUYÊN NHÂN CHÍNH
$CO_2$ và $CH_4$ trong khí quyển tuy chiếm hàm lượng rất thấp nhưng là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính và làm Trái Đất nóng lên.

Nguyên nhân gia tăng $CO_2$: đốt quá nhiều nhiên liệu hoá thạch, thu hẹp diện tích rừng → mất cân bằng giữa lượng $CO_2$ thải ra và $CO_2$ được thực vật hấp thụ.

Số liệu từ 1901 – 2020
$CO_2$: 0,030% → 0,040%
Nhiệt độ Trái Đất: + 1,5 °C

Hệ quả của sự ấm lên toàn cầu:

Thời tiết cực đoan
Bão lớn, lũ lụt, hạn hán kéo dài → thiệt hại mùa màng.
Băng tan, nước biển dâng
Lở đất ven biển, ngập đồng bằng, triều cường, xâm nhập mặn.
Acid hoá đại dương
$CO_2$ tan nhiều hơn → ảnh hưởng sinh vật biển (san hô, vỏ ốc…).
Sa mạc hoá
Thảm thực vật co hẹp, sa mạc gia tăng, giảm đa dạng sinh học.
BIỆN PHÁP GIẢM PHÁT THẢI $CO_2$
Hạn chế năng lượng hoá thạch · Tăng năng lượng tái tạo (mặt trời, gió) · Áp dụng công nghệ xử lý rác · Trồng rừng, phủ xanh đồi trọc · Dùng thiết bị tiết kiệm năng lượng.
5
Xem đầy đủ lý thuyết & phương pháp giải

Để xem lý thuyết đầy đủ kèm sơ đồ tư duy, các dạng bài tập tính toán (PTHH đốt cháy, tính khối lượng $CO_2$ sinh ra, tính thể tích $O_2$ cần dùng…) với phương pháp giải chi tiết, hãy đọc bài viết bên dưới:

Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 21 câu bám sát chương trình SGK!

1
Điểm: 0/21
🛢️

Cùng luyện bài Nhiên liệu & Carbon!

21 câu: 17 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 2 tự luận

💡 Gợi ý
Cô Trần Thị Thanh Thảo

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