44 bài tập Khoa học tự nhiên 9 Nguồn nhiên liệu có lời giải (Phần 1)
44 câu hỏi
Quan sát hình và cho biết trong đó có những loại nhiên liệu nào đã được sử dụng? Loại nhiên liệu nào được tạo ra từ dầu mỏ?
– Các loại nhiên liệu đã được sử dụng là: than, dầu, khí gas.
– Loại nhiên liệu được tạo ra từ dầu mỏ: dầu, khí gas.
a) Nêu trạng thái, màu sắc và khả năng tan trong nước của dầu mỏ.
b) Khi khai thác và vận chuyển dầu mỏ phải áp dụng nhiều biện pháp để dầu không tràn ra biển. Giải thích ý nghĩa của việc làm trên.
a) Dầu mỏ là chất lỏng, sánh, thường có màu nâu sẫm, không tan trong nước và nhẹ hơn nước.
b) Giải thích: Vì dầu mỏ là chất lỏng, sánh, thường có màu nâu sẫm, không tan trong nước và nhẹ hơn nước nên khi dầu tràn ra biển sẽ gây ra nhiều hậu quả khôn lường:
– Lượng dầu tràn lan trên mặt nước tạo thành một lớp bề mặt màu đen hoặc nâu ngăn cản sự truyền ánh sáng, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và tiêu diệt các sinh vật phù du.
– Lớp dầu ngăn cản sự trao đổi khí giữa nước và không khí làm lượng oxyen trong nước không đủ, dẫn đến tình trạng sinh vật biển chết hàng loạt.
– Gây ô nhiễm môi trường biển.
– Lượng dầu sẽ ngấm vào mang, cơ quan hô hấp của loài cá dẫn đến chết vì ngạt thở; khi bị dính dầu chim trời không thể bay do lông bị ướt hoặc không điều hòa được thân nhiệt,…
– Nếu bất kỳ loài động vật nào ăn phải dầu này có thể gây ngộ độc trong toàn bộ chuỗi thức ăn, gây tổn hại đến hệ sinh thái biển.
Dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu đều có thành phần chính là hydrocarbon. Chúng được khai thác như thế nào? Sản phẩm chế biến từ dầu mỏ là gì? Có ứng dụng quan trọng gì trong đời sống?
* Cách khai thác
– Khai thác dầu mỏ: Sử dụng thiết bị khoan sâu, xuyên qua các lớp đá để tiếp cận các nguồn dầu. Dầu mỏ (dầu thô) được khai thác từ giếng dầu, sau đó vận chuyển đến nhà máy lọc dầu để sơ chế, rồi cho qua tháp chưng cất hoặc tháp xử lí hoá học để tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống.
– Khai thác khí thiên nhiên: Tương tự như việc khai thác dầu mỏ, việc khai thác khí thiên nhiên cũng phức tạp và yêu cầu kĩ thuật cao. Khí thiên nhiên thường được khai thác từ các mỏ khí tự nhiên. Sản phẩm từ khí thiên nhiên là methane và một lượng nhỏ các hydrocarbon khác như ethane, propane, butane, ...
– Khai thác khí mỏ dầu: Khí mỏ dầu được khai thác cùng với khai thác dầu mỏ (từ cùng một giếng dầu), thành phần chính là methane (có hàm lượng thấp hơn so với khí thiên nhiên) và nhiều khí khác (ethane, propane, ...).
* Sản phẩm chế biến từ dầu mỏ như khí đốt, xăng, dầu thắp, dầu diesel, dầu mazut, nhựa đường, dầu thô.
* Dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu có nhiều ứng dụng quan trọng phục vụ nhu cầu cuộc sống của con người như:
– Sản phẩm chế biến từ dầu mỏ phục vụ đời sống như: khí đốt (gas), xăng, dầu (dầu hoả, dầu diesel, ...), ..
– Khí thiên nhiên là nguồn nhiên liệu, nguyên liệu quý giá và có nhiều ứng dụng trong sản xuất điện năng, công nghiệp hoá chất, ...
– Khí mỏ dầu thường được dùng làm nhiên liệu.
Hydrocarbon là thành phần chính của dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu.
Hydrocarbon vừa là nguồn nhiên liệu, vừa là nguồn nguyên liệu quý. Chúng được khai thác và sử dụng như thế nào?
Khai thác dầu mỏ và khí mỏ dầu gồm nhiều giai đoạn:
– Khoan, thu dầu và khí.
– Loại bỏ tạp chất để thu được dầu thô, vận chuyển đến nhà máy lọc dầu (bằng ống dẫn hoặc tàu chở dầu).
– Tại nhà máy lọc dầu, dầu thô được xử lí chủ yếu bằng phương pháp chưng cất để thu được nhiều loại sản phẩm khác nhau ở các khoảng nhiệt độ khác nhau. Sau đó, dầu và khí sẽ được vận chuyển đến cơ sở sử dụng với các mục đích khác nhau.
Phân đoạn | Ứng dụng |
Khí hóa lỏng | Nhiên liệu (sưởi ấm, bếp gas) |
Dầu nhẹ | Dung môi |
Naphtha nhẹ | Dung môi |
Xăng | Nhiên liệu cho động cơ đốt trong xe (xe máy, ô tô, …) |
Dầu hỏa | Nhiên liệu cho động cơ phản lực |
Dầu diesel | Nhiên liệu cho động cơ diesel và các lò nung |
Dầu bôi trơn | Chất bôi trơn |
Sáp paraffin | Sáp bóng, sáp dầu khoáng |
Nhựa đường | Bề mặt đường nhựa, giấy dầu lợp mái |
a) Theo em, khi dầu thô cháy sẽ luôn có những chất gì được tạo ra? Giải thích.
b) Vì sao khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu? So sánh thành phần, trạng thái tự nhiên của khí thiên nhiên và khí mỏ dầu.
a) Khi dầu thô cháy sẽ luôn có CO2 và H2O do thành phần chính của dầu là các hydrocarbon.
b) Khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu vì dễ cháy, khi cháy tỏa ra lượng nhiệt lớn.
* So sánh
| Khí thiên nhiên | Khí mỏ dầu |
Thành phần | Thành phần chủ yếu là methane, ngoài ra còn có ethane, propane, butane, … | Thành phần chủ yếu là methane nhưng hàm lượng thấp hơn so với khí thiên nhiên. |
Trạng thái tự nhiên | Tồn tại trong các mỏ khí dưới lòng đất. | Khí có từ các mỏ dầu |
Dầu mỏ được khai thác như thế nào?
Khai thác dầu mỏ và khí mỏ dầu gồm nhiều giai đoạn:
– Khoan, thu dầu và khí: Ở giai đoạn này, người ta khoan và đặt ống dẫn xuống tới lớp dầu lỏng (còn gọi là giếng dầu). Ở giai đoạn đầu, do áp suất trong dầu mỏ cao lên dầu thường theo ống tự phun lên. Sau một thời gian, khi áp suất trong mỏ dầu giảm đi, phải bơm nước hoặc khí xuống để đẩy dầu lên.
– Loại bỏ tạp chất để thu được dầu thô, vận chuyển đến nhà máy lọc dầu (bằng ống dẫn hoặc tàu chở dầu).
– Tại nhà máy lọc dầu, dầu thô được xử lí chủ yếu bằng phương pháp chưng cất để thu được nhiều loại sản phẩm khác nhau ở các khoảng nhiệt độ khác nhau. Sau đó, dầu và khí sẽ được vận chuyển đến cơ sở sử dụng với các mục đích khác nhau.
Quan sát sơ đồ trên hình và trình bày cấu tạo của mỏ dầu.
Mỏ dầu thường có ba lớp:
– Lớp khí ở phía trên gọi là khí mỏ dầu (hay còn gọi là khí đồng hành). Khí mỏ dầu chứa chủ yếu là khí methane (khoảng 75%) và một số hydrocarbon khí khác.
– Lớp dầu lỏng có hoà tan khí ở giữa là hỗn hợp phức tạp của nhiều loại hydrocarbon và một lượng nhỏ các hợp chất khác.
– Dưới đáy mỏ dầu là một lớp nước mặn.
Sản phẩm chưng cất dầu mỏ rất đa dạng và có nhiều ứng dụng trong đời sống. Em hãy cho biết một số ứng dụng của sản phẩm chưng cất dầu mỏ.
Một số ứng dụng của sản phẩm chưng cất dầu mỏ như:
– Khí đốt (gas) phục vụ nhu cầu nấu nướng.
– Xăng, dầu cung cấp nhiên liệu cho xe máy, ô tô, máy bay, máy móc hoạt động.
– Nhựa đường dùng để trải đường đi.
– …
Nêu tên một số mỏ dầu đã và đang được khai thác ở nước ta.
Một số mỏ dầu đang được khai thác ở nước ta:
– Mỏ Bạch Hổ;
– Cụm mỏ Sư tử Đen, Sư tử Vàng, Sư tử Trắng và Sư tử Nâu;
– Mỏ Tê Giác Trắng;
– Mỏ Lan Tây – Rồng Đôi Tây.
– …
Nêu tên một số sản phẩm được tách ra khi chưng cất và chuyển hóa từ dầu mỏ.
Một số sản phẩm được tách ra khi chưng cất và chuyển hóa từ dầu mỏ như: khí hóa lỏng, dầu nhẹ, naphtha nhẹ, xăng, dầu hỏa, dầu diesel, dầu bôi trơn, sáp paraffin, nhựa đường...
Nêu tên một số sản phẩm thu được trong quá trình chưng cất dầu mỏ. Thành phần chính của khí thiên nhiên, xăng, dầu là gì?
– Một số sản phẩm thu được trong quá trình chưng cất dầu mỏ là: khí hóa lỏng, dầu nhẹ, naphtha nhẹ, xăng, dầu hỏa, dầu diesel, dầu bôi trơn, sáp paraffin, nhựa đường.
– Thành phần chính của khí thiên nhiên là methane (có thể chiếm tới 95% về thể tích), phần còn lại là ethane, propane, carbon dioxide, hydrogen sulfide, hơi nước, …
– Thành phần chính của xăng là các alkane có số nguyên từ C từ C5–C10.
– Thành phần chính của dầu hỏa là các alkane có số nguyên tử C từ C10–C16.
– Thành phần chính của dầu diesel là các alkane có số nguyên tử C từ C16–C21.
Tìm hiểu qua các tài liệu sách, báo, internet, thảo luận nhóm và trình bày về các nội dung sau:
a) Dầu mỏ và khí mỏ dầu tồn tại ở đâu trong tự nhiên? Nguyên nhân dẫn đến sự hình thành dầu mỏ và khí mỏ dầu là gì?
b) Các ứng dụng của dầu mỏ và khí mỏ dầu là gì?
– Dầu mỏ và khí mỏ dầu tồn tại ở một số nơi trong vỏ trái đất.
– Nguyên nhân dẫn đến sự hình thành dầu mỏ và khí mỏ dầu: được hình thành từ xác của động và thực vật nhỏ đã chết dưới các đáy biển cách đây 10 đến 600 triệu năm. Khi xác động vật chìm sâu dưới đáy biển qua hàng nghìn năm các sinh vật phân rã thành các hợp chất giàu carbon hình thành lên lớp vật chất hữu cơ. Khi trộn lẫn với trầm tích biển thì hình thành lên các lớp đá phiến mịn. Các lớp trầm tích không ngừng lắng đọng bên trên tạo nên một sức ép lớn làm nóng đá gốc. Sau cùng, nhiệt độ và áp suất đã hóa lỏng các vật liệu hữu cơ trở thành khí dầu mỏ.
b) Các ứng dụng của dầu mỏ và khí mỏ dầu: nhiên liệu (sưởi ấm, bếp gas); dung môi; nhiên liệu cho động cơ đốt trong (xe máy, ô tô,...); nhiên liệu cho động cơ phản lực; nhiên liệu cho động cơ diesel và các lò nung; chất bôi trơn; sáp bóng, sáp dầu khoáng; bề mặt đường nhựa, giấy dầu lợp mái.
a) Nhiên liệu là gì? Cho ví dụ về một số loại nhiên liệu rắn, lỏng và khí.
b) Trong ba loại nhiên liệu rắn, lỏng, khí, loại nhiên liệu nào dễ đốt cháy hoàn toàn nhất?
a) Nhiên liệu là những chất cháy được, khi cháy tỏa nhiệt và phát sáng. Ví dụ:
– Nhiên liệu rắn: Than, gỗ, củi..
– Nhiên liệu lỏng: dầu hỏa, dầu diesel, xăng..
– Nhiên liệu khí: gas, khí hydrogen...
b) Trong ba loại nhiên liệu rắn, lỏng, khí, loại nhiên liệu khí dễ đốt cháy hoàn toàn nhất vì nhiên liệu khí dễ khuyếch tán trong không khí để cháy.
Bếp nấu ăn, xe máy, ô tô ở Việt Nam hiện đang sử dụng loại nhiên liệu gì? Hãy đề xuất một số biện pháp sử dụng các loại nhiên liệu này an toàn và hiệu quả.
– Bếp nấu ăn ở Việt Nam hiện đang sử dụng nhiên liệu là gas, than.
– Xe máy sử dụng nhiên liệu xăng.
– Ô tô sử dụng nhiên liệu là dầu diesel.
Một số biện pháp sử dụng các loại nhiên liệu: gas, than, xăng, dầu an toàn và hiệu quả:
+ Cần tắt thiết bị khi không sử dụng.
+ Bảo dưỡng xe thường xuyên để đảm bảo động cơ xe hoạt động hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu.
+ Sử dụng và lưu trữ nhiên liệu cần tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc về an toàn cháy, nổ và hướng dẫn của nhà sản xuất.
+ Bình gas cần được đặt nơi thông thoáng và cách xa nguồn nhiệt, đồng thời chúng ta nên thường xuyên kiểm tra để tránh rò rỉ.
+ Không đốt cháy than, gas, …trong không gian kín, tránh nguy cơ ngộ độc khí.
Em hãy trình bày cách sử dụng nhiên liệu đạt hiệu quả cao.
Để tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu, ta nên:
– Cung cấp đủ không khí hoặc oxygen để nhiên liệu cháy hoàn toàn.
– Tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu và không khí.
– Điều chỉnh lượng nhiên liệu để duy trì sự cháy ở mức độ cần thiết, phù hợp với nhu cầu sử dụng, nhằm tận dụng nhiệt lượng do sự cháy toả ra.
Giải thích tác dụng của các việc làm sau:
a) Tạo các lỗ trong viên than tổ ong.
b) Quạt gió vào bếp lò khi nhóm lửa.
c) Đậy bớt cửa lò khi ủ bếp.
a) Tạo các lỗ trong viên than tổ ong để tăng diện tích tiếp xúc giữa than và không khí và để cung cấp đủ oxi cho quá trình cháy.
b) Quạt gió vào bếp lò khi nhóm lửa làm tăng lượng oxygen (có trong không khí) để quá trình cháy diễn ra dễ dàng hơn.
c) Đậy bớt của lò khi ủ bếp để hạn chế lượng oxygen (có trong không khí) để hạn chế quá trình cháy.
Hãy giải thích các hiện tượng sau:
a) Khi quạt gió vào bếp củi vừa bị tắt, lửa sẽ bùng cháy.
b) Khi quạt gió vào ngọn nến đang cháy, nến sẽ tắt.
a) Khi quạt gió vào bếp củi vừa bị tắt, lượng oxygen tăng lên, sự cháy diễn ra mạnh hơn và lửa sẽ bùng lên.
b) Khi quạt gió vào ngọn nến đang cháy, nến tắt là do ngọn lửa của nến nhỏ nên khi quạt, lượng gió vào nhiều sẽ làm nhiệt độ hạ thấp đột ngột và nến bị tắt.
Giải thích ý nghĩa của các việc làm sau:
a) Xăng, dầu được phun vào động cơ dưới dạng hạt rất nhỏ cùng với không khí.
b) Trong các nhà máy nhiệt điện, than được nghiền nhỏ và thổi cùng với không khí vào trong buồng đốt để đốt.
Ý nghĩa của các việc làm:
a) Tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu với không khí, tạo điều kiện cho sự hòa trộn và phản ứng cháy tốt hơn.
b) Tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu với không khí, tạo điều kiện cho sự hòa trộn và phản ứng cháy tốt hơn. Quá trình đốt than có thể được kiểm soát để giảm thiểu khí thải.
Trong đời sống và sản xuất, dùng loại nhiên liệu nào (gas, xăng, than) sẽ có ít phát thải khí nhà kính hơn?
Trong đời sống và sản xuất, dùng loại nhiên liệu gas sẽ có ít phát thải khí nhà kính hơn. Vì gas là nhiên liệu khí dễ cháy hoàn toàn hơn.
Tìm hiểu các biện pháp nhằm giảm phát thải khí nhà kính (CO2) trong lĩnh vực sử dụng năng lượng mà nước ta đang thực hiện.
Các biện pháp nhằm giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực sử dụng năng lượng mà nước ta đang thực hiện:
– Sử dụng điều hòa nhiệt độ và thiết bị lạnh hiệu suất cao trong dịch vụ thương mại và gia dụng.
– Sử dụng đèn thắp sáng tiết kiệm điện.
– Sử dụng thiết bị đun nóng mặt trời.
– Sử dụng khí sinh học và nhiên liệu sạch thay than trong đun nấu gia đình, …
Nguyên nhân nào đã làm ra tăng khói thải và các hạt bụi mịn vào không khí?
Nguyên nhân làm gia tăng khói thải và các hạt bụi mịn vào không khí:
– Khí thải do các phương tiện giao thông hoạt động thải ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu.
– Khí thải do đốt cháy các nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện, khu công nghiệp …
Hãy giải thích vì sao có thể nói khí thải của các nhà máy và khí thải của các động cơ đốt trong (ô tô, xe máy, ...) là nguyên nhân của mưa acid?
Khí thải của các nhà máy và khí thải của các động cơ đốt trong (ô tô, xe máy, ...) là nguyên nhân của mưa acid vì trong than đá, dầu mỏ thường chứa một lượng sulfur, còn trong không khí lại chứa nhiều khí nitrogen và oxygen. Khi các nhà máy đốt nhiên liệu sẽ xả khí SO2, NO2. Trong quá trình mưa, dưới tác dụng của bức xạ môi trường, các oxide này sẽ phản ứng với hơi nước trong khí quyển để hình thành các acid như H2SO4, HNO3.
Vì sao nói “Các phương tiện giao thông là một trong các nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường ở các đô thị lớn”?
Do các phương tiện giao thông đốt cháy nhiên liệu sinh ra nhiều khí carbon dioxide, các nitrogen oxide, carbon monoxide và các hạt bụi mịn do xăng, dầu cháy không hoàn toàn… nên có thể nói “Các phương tiện giao thông là một trong các nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm môi trường ở các đô thị lớn”.
Bụi mịn PM2.5 là các hạt bụi có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 2,5 μm. Chúng lơ lửng trong không khí và được hình thành từ các nguyên tố như C, S, N cùng các hợp chất kim loại khác. Cho biết tác hại của bụi mịn PM2.5 đến sức khoẻ.
Tác hại của bụi mịn PM2.5 đến sức khoẻ: PM2.5 là nguyên nhân gây nhiễm độc máu, máu khó đông khiến hệ tuần hoàn bị ảnh hưởng, làm suy nhược hệ thần kinh điều khiển hoạt động của cơ tim gây ra các bệnh tim mạch. Những hạt bụi mịn xâm nhập vào cơ thể, làm giảm chức năng của phổi, viêm phế quản mãn tính, gây nên bệnh hen suyễn và ung thư phổi.
Em hãy đề xuất một số giải pháp để hạn chế tình trạng ô nhiễm không khí hiện nay.
Một số biện pháp hạn chế tình trạng ô nhiễm hiện nay:
– Sử dụng các phương tiện công cộng thay cho phương tiện cá nhân.
– Giảm bớt lượng chì (lead) có trong nhiên liệu.
– Tăng hiệu suất đốt cháy nhiên liệu động cơ.
– Đưa thêm chất xúc tác vào ống xả động cơ nhằm tiếp tục chuyển hoá alkane trong khí thải động cơ thành carbon dioxide và nước.
– Trồng nhiều cây xanh….
Biết rằng thành phần chủ yếu của xăng dầu là hydrocarbon. Hãy giải thích vì sao:
a) phải chứa xăng, dầu trong các thùng chứa chuyên dụng và bảo quản ở những kho riêng.
b) các sự cố tràn dầu trên biển thường gây ra thảm hoạ cho một vùng biển rất rộng.
c) khi bị cháy xăng dầu không nên dùng nước để dập đám cháy.
a) Do xăng, dầu dễ bắt lửa, dễ cháy và khi cháy toả ra lượng nhiệt lớn nên phải chứa xăng, dầu trong các thùng chứa chuyên dụng và bảo quản ở những kho riêng.
b) Do xăng, dầu nhẹ hơn nước, không tan trong nước nên nổi trên mặt nước do tác động sóng biển và thủy triều các váng xăng, dầu lan rộng làm các sinh vật biển nhiễm độc hoặc chết hàng loạt … Do đó các sự cố tràn dầu trên biển thường gây ra thảm hoạ cho một vùng biển rất rộng.
c) Không được dùng nước để dập đám cháy gây ra do xăng dầu. Bởi vì xăng dầu nhẹ hơn nước, nếu ta dập đám cháy gây ra bởi xăng dầu bằng nước thì nước lan tỏa đến đâu xăng dầu lan tỏa đến đó khiến đám cháy còn lan rộng lớn và khó dập tắt hơn.
Khí thiên nhiên, khí dầu mỏ, xăng, nhiên liệu phản lực (jet fuel) và dầu diesel có vai trò rất quan trọng trong mọi lĩnh vực của đời sống, kinh tế, công nghiệp. Vậy thành phần chính của các nhiên liệu này là gì? Ngoài ra, các alkane có phải là nguồn nguyên liệu quan trọng cho công nghiệp sản xuất các hoá chất hữu cơ hiện nay không?
– Thành phần chính của khí thiên nhiên, khí dầu mỏ, xăng, nhiên liệu phản lực (jet fuel) và dầu diesel là các alkane.
– Ngoài ra, các alkane còn là nguồn nguyên liệu quan trọng cho công nghiệp sản xuất các hoá chất hữu cơ hiện nay.
Tại sao ở các cây xăng, kho chứa xăng dầu thường treo các biển cấm dưới đây?
Do xăng, dầu dễ bay hơi, dễ bắt lửa, dễ cháy do đó ở các cây xăng, kho chứa xăng dầu thường treo các biển cấm lửa, cấm hút thuốc.
Em hãy cho biết xăng có tan được trong nước hay không và chất béo có tan được trong xăng hay không. Theo em, bác thợ sửa xe thường rửa tay bằng gì để sạch các vết dầu mỡ?
– Xăng có thành phần chính là các phân tử alkane có số nguyên tử carbon từ 7 – 11 nguyên tử. Vì xăng là các phân tử không phân cực trong khi nước là phân tử phân cực, nên xăng không tan được trong nước. Đồng thời, chất béo là hợp chất không phân cực nên chất béo cũng tan được trong xăng.
– Dầu mỡ sửa chữa xe cũng là các phân tử alkane nên không thể tan được trong nước, điều đó được hiểu là dầu mỡ trên tay bác thợ sửa chữa xe không thể làm sạch chỉ bởi nước. Bác thợ sửa xe thường dùng dầu hoả (là các phân tử alkane có số nguyên tử carbon từ 12 – 15 nguyên tử) để hoà tan các vết dầu mỡ, sau đó rửa lại bằng xà phòng.
Vì sao khi tiếp xúc lâu dài với xăng sẽ làm cho da bị phồng rộp và gây đau nhức?
Khi tiếp xúc lâu dài với xăng, dầu hoả, ... sẽ làm cho lớp dầu bảo vệ da bị trôi đi, da không còn lớp dầu bảo vệ nên sẽ bị phồng rộp và gây đau nhức. Vì vậy khi tiếp xúc với xăng, dầu hoả, dung môi pha sơn, ... cần đeo găng tay cẩn thận.
Butane là chất lỏng có thể nhìn thấy bên trong một chiếc bật lửa trong suốt, có nhiệt độ sôi thấp hơn một ít so với nhiệt độ của nước đóng băng (–0,5 °C). Tuy nhiên vì sao butane trong bật lửa lại không sôi?
Butane là chất lỏng có thể nhìn thấy bên trong một chiếc bật lửa trong suốt, có nhiệt độ sôi thấp hơn một ít so với nhiệt độ của nước đóng băng (–0,5 °C). Tuy nhiên butane trong bật lửa lại không sôi. Điều này được giải thích là do khi được đưa vào trong bật lửa, butane chịu áp suất rất cao so với áp suất khí quyển, việc tăng áp suất này đã làm cho các phân tử khí butane “lại gần nhau hơn” và “bị ép” thành thể lỏng. Vì vậy butane trong bật lửa được nén và lưu lại dưới dạng lỏng. Khi được giải nén, chất lỏng lập tức bốc hơi và tạo khí butane, bốc cháy khi gặp tia lửa do ma sát giữa bánh răng kim loại với đá lửa.
Giải thích tại sao các bể chứa xăng thường được quét một lớp nhũ màu trắng bạc?
Lớp nhũ màu trắng bạc phản xạ tốt các tia nhiệt, có nghĩa là hấp thụ các tia nhiệt kém nên hạn chế được sự truyền nhiệt từ bên ngoài vào, nhờ đó xăng đỡ nóng hơn, tránh hiện tượng gây cháy nổ bể.
Hiện nay, loại nhiên liệu nào được sử dụng phổ biến nhất cho phương tiện giao thông?
Hiện nay, nhiên liệu được sử dụng phổ biến nhất cho phương tiện giao thông là xăng RON 95 – V, xăng RON 95 – III, xăng E5 RON 92, dầu diesel.
Thế nào là xăng RON 92? RON 95? Xăng nào có chỉ số octane cao hơn?
RON là viết tắt của Research Octane Number, tức chỉ số octane nghiên cứu. Như vậy xăng RON 92 và xăng RON 95 có chỉ số octane lần lượt là 92 và 95. Do đó xăng RON 95 có chỉ số octane cao hơn xăng RON 92.
Xăng làm nhiên liệu cho ô tô, xe máy là hỗn hợp của các hydrocarbon mạch nhánh C5H12 – C11H24, trong đó có octane là chất có khả năng chịu kích nổ tốt. Vì sao người ta không dùng một loại hydrocarbon (ví dụ octane) để làm xăng mà lại dùng hỗn hợp các hydrocarbon?
Nếu chỉ dùng một loại hydrocarbon thì nhiệt giải phóng ra không đủ để khởi động động cơ. Và việc lưu trữ để đủ lượng xăng cho ô tô, xe máy sẽ khó khăn hơn (bình rất to hoặc phải là bình chịu áp suất cao).
Biogas hay khí sinh học là một hỗn hợp khí (chủ yếu là methane, chiếm hơn 60%) được sinh ra từ quá trình phân huỷ kị khí của các phụ phẩm nông nghiệp (chất thải của gia súc, gia cầm, rơm, rạ,...), rác thải hữu cơ,... Mỗi m3 biogas có thể cung cấp năng lượng tương đương với 0,4 kg dầu diesel hoặc 0,6 kg xăng hoặc 0,8 kg than. Cho biết sử dụng biogas mang lại lợi ích gì?
Sử dụng biogas mang lại các lợi ích:
– Tránh được mầm bệnh cho vật nuôi, tận dụng được nguồn phân bón, thu được khí gas.
– Giải phóng sức lao động cho nội trợ.
– Giữ được môi trường xanh sạch đẹp.
– Tiết kiệm được chi phí hàng tháng.
Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy một số chất (dùng làm nhiên liệu) được ghi trong bảng:
Chất | Methane CH4 (khí) | Butane C6H10 (khí) | Hydrogen H2 (khí) | Ethane C2H6 (Khí) |
Nhiệt lượng tỏa ra (kJ/g) | 55,5 | 49,5 | 141,8 | 51,9 |
Với cùng một khối lượng, cho biết:
a) Chất nào ở trên khi cháy tỏa ra nhiệt lượng lớn nhất?
b) Chất nào khi cháy phát thải ít CO2 nhất?
c) Chất nào khi cháy phát thải nhiều CO2 nhất?
a) H2 khi cháy tỏa ra nhiệt lượng lớn nhất.
b) CH4 khi cháy phát thải ít CO2 nhất.
c) C6H12 khi cháy phát thải nhiều CO2 nhất.
Động cơ đốt trong như xe gắn máy, ô tô,… có một bộ phận điều chỉnh tỉ lệ nhiên liệu (xăng hoặc dầu) và không khí thích hợp để nhiên liệu cháy tối đa, giúp động cơ hoạt động tốt nhất. Xe nâng chạy bằng gas thường dùng nhiên liệu butane. Theo em, bộ phận trộn nhiên liệu được điều chỉnh phù hợp nhất khi tỉ lệ thể tích butane và oxygen đạt giá trị nào?
Phương trình hóa học của phản ứng đốt cháy butane:
2C4H10 + 13O2 →to 8CO2 + 10H2O (phản ứng có nhiệt độ)
Bộ phận trộn nhiên liệu được điều chỉnh phù hợp nhất khi lượng oxygen cung cấp đủ để butane cháy hoàn toàn. Từ phương trình hóa học, tỉ lệ thể tích butane và oxygen (bằng với tỉ lệ số mol) khi được điều chỉnh đạt giá trị 2:13 sẽ giúp nhiên liệu butane cháy tối đa, khiến động cơ hoạt động tốt nhất.
a) Tính lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hỗn hợp gồm 0,4 mol butane và 0,6 mol propane. Biết rằng lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol butane và 1 mol propane lần lượt là 2877 kJ và 2220 kJ.
b) Khí thiên nhiên và khí mỏ dầu là nhiên liệu ít gây ô nhiễm hơn so với than mỏ, có hiệu quả cao trong sản xuất công nghiệp. Kể tên một số nhà máy sử dụng khí thiên nhiên hoặc khí mỏ dầu làm nhiên liệu ở nước ta.
a) Tổng lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hỗn hợp sẽ là tổng năng lượng từ butane và propane:
0,4. 2 877 + 0,6. 2 220 = 2 482,8 kJ
b)
– Nhà máy Lọc Dầu Dung Quất (Quảng Ngãi).
– Nhà máy Lọc Dầu Nghi Sơn (Thanh Hóa).
– Nhà máy Điện khí Nhơn Trạch (Đồng Nai).
– Nhà máy Lọc Dầu (Cà Mau).
Giả thiết rằng gas trong bình gas là một hỗn hợp propane và butane có tỉ lệ thể tích 1:1. Tính nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy 1 kg loại gas này. Biết rằng nhiệt lượng tương ứng sinh ra khi đốt cháy 1 mol mỗi chất propane và butane lần lượt là 2 220 kJ và 2 878 kJ.
Gọi số mol của propane và butane là x
Theo bài ra ta có: 44x + 58x = 1.1000 ⇒ x = 9,8 mol.
Nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy 1 kg loại gas là: 9,8.(2220 + 2878) = 49960,4 kJ.
Khí đốt hoá lỏng (Liquified Petroleum Gas, viết tắt là LPG) hay còn được gọi là gas, là hỗn hợp khí chủ yếu gồm propane (C3H8) và butane (C4H10) đã được hoá lỏng. Một loại gas dân dụng chứa khí hoá lỏng có tỉ lệ mol propane : butane là 40 : 60. Đốt cháy 1 lít khí gas này (ở 25oC, 1 bar) thì toả ra một lượng nhiệt bằng bao nhiêu? Biết khi đốt cháy 1 mol mỗi chất propane và butane toả ra lượng nhiệt tương ứng 2 220 kJ và 2 875 kJ.
Trong 1 lít khí gas có 0,4 lít propane (số mol = 0,0161 mol) và 0,6 lít butane (số mol = 0,0242).
Lượng nhiệt toả ra tương ứng: 0,0161.2 220 + 0,0242.2 875 = 35,742 + 69,575 = 105,317 (kJ).
Bảng dưới đây cho biết nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol alkane(1).
Alkane | CTPT | Khối lượng mol phân tử (gam/mol) | Nhiệt lượng (kJ/mol) |
Methane | CH4 | 16 | 891 |
Ethane | C2H6 | 30 | 1 561 |
Propane | C3H8 | 44 | 2 220 |
Butane | C4H10 | 58 | 2 878 |
a) Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam mỗi alkane trong bảng trên.
b) Đốt cháy 1 gam alkane nào trong số các alkane ở trên sẽ tỏa ra nhiệt lượng nhiều nhất?
a)
– Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 gam methane là: QCH4=116.891=55,69 kJ
– Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 gam ethane là: QC2H6=130.1561=52,03 kJ
– Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 gam propane là: QC3H8=144.2220=50,45 kJ
– Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 gam butane là: QC4H10=158.2878=49,62 kJ
b) Khi đốt cháy 1 gam alkane trong số các alkane ở trên thì methane sẽ tỏa ra nhiệt lượng nhiều nhất.
Một loại khí thiên nhiên gồm CH4, C2H6 (các khí khác không đáng kể) với tỉ lệ phần trăm về thể tích tương ứng là 95% và 5%.
a) Tính khối lượng của 1 mol khí thiên nhiên nêu trên.
b) Tính lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 167 gam khí thiên nhiên trên. Biết rằng, lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 mol CH4 và 1 mol C2H6 lần lượt là 890 kJ và 1 561 kJ.
a) Số mol khí CH4 là: nCH4 = 1.0,95 = 0,95 mol
Số mol khí C2H6 là: nC2H6 = 1.0,05 = 0,05 mol
Khối lượng của 1 mol khí thiên nhiên trên là: m = 0,95.16 + 0,05.28 = 16,6 gam
b) Tính trong 167 gam khí thiên nhiên
Ta có:
nCH4=0,95.16716,6 ≈ 9,56 mol
n C2H4≈ 0,50mol
Lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 167 gam khí thiên nhiên trên là:
Q = 9,56.890 + 0,50.1561 = 9288,9 kJ
Biết 1 mol khí C2H4 khi cháy hoàn toàn tỏa ra một nhiệt lượng là 1423 kJ, còn 1 mol khí C2H2 khi cháy tỏa ra 1320 kJ.
a) Hãy tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1kg C2H4, 1kg C2H2.
b) Nếu đốt cháy 12,395 lít (đkc) một hỗn hợp chứa 20% thể tích C2H2 và 80% thể tích C2H4 thì nhiệt lượng tỏa ra là bao nhiêu?
a) Nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg C2H4 là: 1423.100028 = 50821,4 kJ
Nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg C2H2 là: 1320.100026 = 50769,2 kJ
b) nC2H2=12,39524,79.20%=0,1 (mol); nC2H4=12,39524,79.80%=0,4 (mol)
Nhiệt lượng toả ra khi đốt là: 0,1.1320 + 0,4.1423 = 701,2 (kJ)
