BÀI 35. KHAI THÁC NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH. NGUỒN CARBON. CHU TRÌNH CARBON VÀ SỰ ẤM LÊN TOÀN CẦU

Khởi động: Nhiên liệu hóa thạch là gì? Việc khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch đã đem đến cho con người lợi ích gì và việc này đã ảnh hướng đến môi trường như thế nào?

Giải nhanh:

- Nhiên liệu hóa thạch là các loại nhiên liệu tự nhiên được tạo thành từ quá trình phân hủy các sinh vật bị chôn vùi cách đây hàng trăm triệu năm.

- Lợi ích: than, dầu mỏ và khí thiên nhiên là nguồn nguyên liệu chính cho các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, sản xuất xi măng, sản xuất hóa chất, giao thông vận tải. Đáp ứng được các nhu cầu đang dạng của con người: thắp sáng, sưởi ấm, nấu nướng, đi lại,...

- Hậu quả: Quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch sinh ra một lượng lớn các khí thải như carbon dioxide, carbon monxide, các oxide của lưu huỳnh, oxide của nitrogen,… tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người

I. KHÁI NIỆM VỀ NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH. NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH KHÍ METHANE

Câu hỏi 1: Em hãy cho biết: củi gỗ có phải là nhiên liệu hóa thạch không? Vì sao?

Giải nhanh:

Không phải vì củi gỗ không được tạo thành từ quá trình phân hủy các vi sinh vật bị chôn vùi cách đây hàng triệu năm.

Câu hỏi 2: Em hãy tìm hiểu và cho biết ở nước ta, nhiên liệu hóa thạch tập trung nhiều tại các khu vực nào. 

Giải nhanh:

Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An, Vũng Tàu, Đồng Tháp,…

Câu hỏi 3: Các nhiên liệu hóa thạch có nguồn gốc hình thành là tự nhiên hay nhân tạo? Các nguồn nhiên liệu hóa thạch có phải vô tận không?

Giải nhanh:

Tự nhiên. Các nguồn nhiên liệu hóa thạch không phải là vô tận

II. KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH

Hoạt động 1: Dựa vào số liệu ở Bảng 35.1, hãy vẽ đồ thị sản lượng khai thác dầu thô của thế giới theo thời gian (năm). Từ đó rút ra nhận xét về tốc độ gia tăng khai thác dầu thô mỗi năm.

Bảng 35.1. Sản lượng khai thác dầu thô của thế giới từ năm 1988 đến năm 2016

Giải nhanh:

Nhận xét: Sản lượng khai thác dầu thô của thế giới tăng dần theo từng năm.

Hoạt động 2: Em hãy tìm hiểu thông tin trên sách, báo, internet,… thảo luận với các bạn trong lớp và viết báo cáo về thực trạng khai thác nhiên liệu hóa thạch ở Việt Nam: địa điểm khai thác, sản lượng và các lợi ích của việc sử dụng nguồn tài nguyên này.

Giải nhanh:

Báo cáo về thực trạng khai thác nhiên liệu hóa thạch ở Việt Nam.

Nhiên liệu hóa thạch, bao gồm than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên, là nguồn năng lượng quan trọng và phổ biến tại Việt Nam, đóng vai trò then chốt trong việc cung cấp năng lượng và phát triển kinh tế xã hội.

1. Địa điểm khai thác

- Than đá: các khu vực khai thác than đá chính ở Việt Nam bao gồm tỉnh Quảng Ninh, Cao Bằng, Lạng Sơn và Thanh Hóa. Mỏ than lớn nhất và phát triển nhất là mỏ than Uông Bí và mỏ Cẩm Phả ở Quảng Ninh.

- Dầu mỏ: các khu vực khai thác dầu mỏ chủ yếu ở vùng biển phía nam và tây nam Việt Nam, trong cùng lưu vực sông Cửu Long và vịnh Bắc Bộ. Các mỏ dầu lớn bao gồm mỏ Rạch Bà, mỏ Phước Vĩnh ở Vũng Tàu và mỏ Cửu Long ở Đồng Tháp.

- Khí tự nhiên: các khu vực khai thác khí tự nhiên chủ yếu tập trung ở vùng biển ngoài khơi phía sau nam và tây nam Việt Nam, cũng như trong vùng đồng bằng sông Cửu Long.

2. Sản lượng

- Than đá: ước tính 45 – 50 triệu tấn mỗi năm, Quảng Ninh là tỉnh sản xuất than đá hàng đầu, đóng góp khoảng 90% sản lượng than đá cả nước.

- Dầu mỏ và khí tự nhiên: khoảng 15 triệu tấn dầu mỗi năm và khoảng 10 tỷ mét khối khí tự nhiên mỗi năm.

3. Lợi ích của việc sử dụng nguồn tài nguyên này

Nhiên liệu hóa thạch đóng vai trò then chốt trong việc cung cấp năng lượng cho kinh tế và sản xuất, đáp ứng nhu cầu về năng lượng ngày càng tăng của đất nước. Ngoài ra, việc khai thác và sử dụng nhiên liệu hóa thạch tạo ra cơ hội việc làm, thu hút đầu tư và phát triển kinh tế công nghiệp. Một phần nhiên liệu hóa thạch được xuất khẩu, thương mại phát triển và là nguồn xuất khẩu quan trọng của nước ta.

Câu hỏi 1: Viết phương trình hóa học của phản ứng đốt cháy ethylic alcohol, methane (CH₄), than (C).

Giải nhanh:

C₂H₅OH + O₂ CO₂ + H₂O

CH₄ + O₂ CO₂ + H₂O

C + O₂ CO₂

Câu hỏi 2: Đốt cháy gỗ, than đá, dầu hỏa với cùng khối lượng, nhiên liệu nào giải phóng ra nhiều nhiệt nhất? Cho biết năng suất tỏa nhiệt (nhiệt lượng giải phóng khi đốt cháy 1 gam chất) của các nhiên liệu đó như sau:

- Gỗ: khoảng 15 – 20 kJ/g.

- Than đá: khoảng 20 – 30 kJ/g.

- Dầu hỏa: khoảng 42 – 45 kJ/g.

Giải nhanh:

Giả sử khối lượng đốt cháy của các vật liệu trên là 1 kg = 1000 g

Nhiệt lượng giải phóng khi đốt cháy 1 kg vật liệu là 1000.x 

- Nhiệt lượng giải phóng ra khi đốt cháy gỗ là khoảng: 15000 – 20000 kJ/g

- Nhiệt lượng giải phóng ra khi đốt cháy gỗ là khoảng: 15000 – 20000 kJ/g

- Nhiệt lượng giải phóng ra khi đốt cháy gỗ là khoảng: 15000 – 20000 kJ/g

Vậy dầu hỏa là nhiên liệu giải phóng nhiệt nhiều nhất.

Hoạt động 3: Em hãy phân tích ý nghĩa của các việc làm theo gợi ý dưới đây và thuyết phục mọi người trong cộng đồng cùng thực hiện:

1. Đề xuất với gia đình một giải pháp để thay thế một phần năng lượng hóa thạch đang sử dụng.

2. Sử dụng các thiết bị tiết kiệm năng lượng; sử dụng lại đồ dùng hay phân loại để có thể tái chế đồ dùng bỏ đi.

3. Sử dụng phương tiện giao thông công cộng và xe điện.

4. Sử dụng nhiên liệu thân thiện với môi trường như sinh khối, xăng E5, biodiesel,…

Giải nhanh:

1. Đề xuất với gia đình một giải pháp để thay thế một phần năng lượng hóa thạch đang sử dụng: giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch, giúp giảm lượng khí thải và khí gây nhiễm môi trường và giúp giảm sự biến đổi khí hậu.

2. Sử dụng các thiết bị tiết kiệm năng lượng; sử dụng lại đồ dùng hay phân loại để có thể tái chế đồ dùng bỏ đi: giúp giảm năng lượng tiêu thụ và rác thải sinh hoạt, giúp bảo vệ môi trường tài nguyên thiên nhiên.

3. Sử dụng phương tiện giao thông công cộng và xe điện:  giảm lượng khí thải từ các phương tiện cá nhân, tăng cường sức khỏe mọi người và giảm áp lực đói với môi trường.

4. Sử dụng nhiên liệu thân thiện với môi trường như sinh khối, xăng E5, biodiesel,…: giảm lượng khí thải từ phương tiện giao thông, giảm ô nhiễm không khí và giữ gìn tài nguyên thiên nhiên.

Câu hỏi 3: Gia đình em và địa phương nơi em sinh sống đã có hoạt động gì để hạn chế sử dụng nhiên liệu hóa thạch?

Giải nhanh:

- Khuyến khích mọi người sử dụng phương tiện giao thông công cộng, xe điện hoặc các phương tiện sử dụng nhiên liệu thân thiện với môi trường

- Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo vào trong đời sống sinh hoạt thường ngày.

- Sử dụng các thiết bị tiết kiệm năng lượng, tắt các thiết bị khi không sử dụng.

- Tuyên truyền cho người dân biết tác động tiêu cực của việc lạm dụng quá nhiều nhiên liệu hóa thạch.

III. NGUỒN CARBON TỰ NHIÊN

Hoạt động 1: Quan sát Hình 35.2 và cho biết vai trò của carbon dioxide trong tự nhiên.

Giải nhanh:

Duy trì sự cân bằng carbon trong hệ sinh thái và khí quyển của Trái Đất.

Câu hỏi 1: Nêu các dạng tồn tại của carbon tự nhiên ở dạng đơn chất, hợp chất vô cơ, hợp chất hữu cơ.

Giải nhanh:

Trong tự nhiên, carbon có thể tồn tại ở dạng đơn chất (than chi, kim cương), dạng hợp chất vô cơ (carbon dioxide, muối carbonate,…), hợp chất hữu cơ (hydrocarbon, carbohydrate, protein,…).

Câu hỏi 2: Hãy liệt kê một số nguồn phát thải khí carbon dioxide vào khí quyển. Để giảm thiểu phát thải carbon dioxide vào khí quyển chúng ta cần phải làm gì?

Giải nhanh:

Một số nguồn phát thải khí carbon dioxide: Phát thải từ nhiên liệu hóa thạch, từ các phương tiện giao thông, công nghiệp và sản xuất, từ sự phân hủy trong nông nghiệp.

Để giảm thiểu phát thải carbon dioxide vào khí quyển chúng ta cần:

- Hạn chế dùng nhiên liệu hóa thạch, sử dụng năng lượng tái tạo.

- Dùng các phương tiện như xe điện, phương tiện công cộng.

- Sử dụng các vật liệu tái chế để giảm rác thải sinh ra.

- Trồng nhiều cây xanh.

Hoạt động 2: Trình bày bằng bài viết hoặc nói về chu trình của carbon trong tự nhiên.

Giải nhanh:

Chu trình carbon trong tự nhiên là một quá trình phức tạp, liên quan đến sự chuyển động và trao đổi carbon giữa khí quyển, đại dương, đất đai và các hệ sinh thái.

Hoạt động 3: Trình bảy về:

1. Bằng chứng của sự biến đổi khí hậu do việc gia tăng hiệu ứng nhà kính.

2. Nêu một số biện pháp giảm lượng khí thải carbon dioxide ở phạm vi trong nước và phạm vi toàn cầu.

3. Trên cơ sở một số hệ quả của sự ấm lên toàn cầu, hãy dự đoán về các tác động tiêu cực trước mắt và lâu dài nếu không có các biện pháp giảm thiểu sự phát thải khí nhà kính.

Giải nhanh:

1. Khí carbon dioxide và khí methane là nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính trên Trái Đất. Trong thời đại công nghiệp (khoảng hơn 200 năm gần đây), hàm lượng carbon dioxide và methane trong không khí tăng dần, làm cho nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất nóng lên và đó là bằng chứng của sự biến đổi khí hậu do việc gia tăng hiệu ứng nhà kính

2. Thực hiện hạn chế sử dụng năng lượng hóa thạch, tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo, áp dụng công nghệ tiên tiến trong xử lý rác thải, tăng cường trồng cây gây rừng, phủ xanh đồi trọc, cải tạo đất hoang,…

3. 

- Thời tiết cực đoan: xuất hiện nhiều cơn bão lớn, lũ lụt và hạn hán kéo dài, gây thiệt hại cho mùa màng, nông sản.

- Băng tan, nước biển dâng: băng, tuyết ở các vùng cực và núi cao tan thành nước chảy ra biển, gây ra hiện tượng nước biển dâng. Nước biển dâng có thể gây lở đất ven biển, ngập lụt các khu vực đồng bằng, triều cường và xâm thực mặn, ảnh hưởng đến cuộc sống của người dân sống ở khu vực bờ biển.

Câu hỏi 3: Hãy cho biết nguyên nhân của sự gia tăng hàm lượng carbon dioxide, methane trong khí quyển, dẫn tới sự tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu.

Giải nhanh:

Hoạt động con người như đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, chặt phá rừng, quy trình xử lý rác thải không đúng,…

Câu hỏi 4: Vì sao nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lại dẫn tới nước biển dâng? Hiện tượng này gây ra các tác hại gì?

Giải nhanh:

Nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lại dẫn tới nước biển dâng vì khi nhiệt độ trung bình tăng là cho băng, tuyết ở các cực tan chảy và nước biển được dâng lên. 

Tác hại: Đất ven biển giảm dần, xâm nhập mặn, làm tăng nguy cơ lũ lụt và ảnh hưởng đến hệ sinh thái và đời sống người dân sống gần bờ biển.