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 rút gọn:

• 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: là nguồn nguyên liệu chính cho công nghiệp. 

• Hậu quả: Ô nhiễm môi trường, cạn kiệt tài nguyên, biến đổi khí hậu,…

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 rút gọn:

Củi gỗ không phải là nhiên liệu hóa thạch 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 rút gọn:

Nhiên liệu hóa thạch tập trung ở 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 rút gọn:

Các nhiên liệu hóa thạch có nguồn gốc từ tự nhiên và không phải 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 rút gọn:

• Đồ thị:

• 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 rút gọn:

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

• Địa điểm khai thác:

• Than đá: tỉnh Quảng Ninh, Cao Bằng, Lạng Sơn và Thanh Hóa.

• Dầu mỏ: vùng biển phía nam và tây nam Việt Nam. 

• Khí tự nhiên: vùng biển ngoài khơi phía sau nam và tây nam Việt Nam, vùng đồng bằng sông Cửu Long.

• Sản lượng:

• Than đá: ước tính 45 - 50 triệu tấn mỗi năm, 

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

• Lợi ích của việc sử dụng nguồn tài nguyên này: cung cấp năng lượng cho kinh tế và sản xuất, tạo ra cơ hội việc làm, thu hút đầu tư. 

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

Giải rút gọn:

PTHH:

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 rút gọn:

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

• Nhiệt lượng giải phóng khi đốt cháy gỗ: 15000 - 20000 kJ/g

• Nhiệt lượng giải phóng khi đốt cháy than đá: 20000 - 30000 kJ/g

• Nhiệt lượng giải phóng khi đốt cháy dầu hỏa: 42000 - 45000 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 rút gọn:

Ý nghĩa: giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch, giảm năng lượng tiêu thụ và rác thải sinh hoạt, giảm lượng khí thải từ các phương tiện cá nhân, giảm ô nhiễm không khí và môi trường.

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 rút gọn:

Hoạt động hạn chế:

• Khuyến khích sử dụng phương tiện giao thông công cộng.

• Tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo.

• Sử dụng các thiết bị tiết kiệm năng lượng.

• Tuyên truyền và nâng cao nhận thức của người dân.

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 rút gọn:

Vai trò: 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 rút gọn:

Carbon có thể tồn tại ở dạng đơn chất (than chì, kim cương), 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 rút gọn:

• Một số nguồn phát thải khí carbon dioxide: nhiên liệu hóa thạch, phương tiện giao thông, công nghiệp và sản xuất.

• Biện pháp: hạn chế dùng nhiên liệu hóa thạch, sử dụng năng lượng tái tạo; dùng các phương tiện công cộng; sử dụng các vật liệu tái chế, trồng nhiều cây xanh.

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

Giải rút gọn:

CO₂ đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự cân bằng carbon trong hệ sinh thái và khí quyển của Trái Đất, điều đó được thể hiện thông qua:

• Quá trình phát thải carbon: CO₂ được chuyển vào khí quyển thông qua quá trình hô hấp của sinh vật, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, cháy rừng,...

• Quá trình hấp thụ carbon: cây xanh sử dụng CO₂ trong quang hợp tạo ra các hợp chất hữu cơ, các chất này sẽ được chuyển hóa thành hợp chất hữu cơ trong động vật khi động vật sử dụng thực vật làm nguồn dinh dưỡng. Khi thực vật, động vật bị vùi lấp, các hợp chất của carbon phân hủy thành muối carbonate, nhiên liệu hóa thạch,…

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 rút gọn:

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, hàm lượng carbon dioxide và methane trong không khí tăng, khiến nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng.

2. Biện pháp: hạn chế sử dụng năng lượng hóa thạch, tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo, xử lý rác thải, trồng cây gây rừng,…

3. Dự đoán: Thời tiết cực đoan; băng tan, nước biển dâng; sự acid hóa nước biển; suy giảm đa dạng sinh học,…

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 rút gọn:

Nguyên nhân: do hoạt động con người.

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 rút gọn:

Vì khi nhiệt độ trung bình tăng khiến băng, tuyết tan chảy làm tăng mực nước biển, gây ra các tác hại: Giảm diện tích đất ven biển, xâm nhập mặn, tăng nguy cơ lũ lụt,...