MasterSchool

Khoa học tự nhiên lớp 9 · KNTT · Chương 8

Lý thuyết KHTN 9 Bài 25: Nguồn nhiên liệu

Chương 8: Giới thiệu về chất hữu cơ. Hydrocarbon và nguồn nhiên liệu · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 Bài 25: Nguồn nhiên liệu theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ thí nghiệm minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi trắc nghiệm tự luận có lời giải chi tiết.

Lớp

1. Khái niệm, thành phần và trạng thái tự nhiên

- Dầu mỏ là nhiên liệu hoá thạch, có trong vỏ Trái Đất. Thành phần chính của dầu mỏ là hydrocarbon.

- Trong tự nhiên, dầu mỏ thường tập trung thành những khu vực ở trong lòng đất, gọi là các 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.

Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)
Hình 1: Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)

Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)
Hình 1: Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)

- Khí thiên nhiên cũng là nhiên liệu hoá thạch ở dưới lòng đất. Trong tự nhiên, khí thiên nhiên tập trung trong các mỏ khí dưới lòng đất hay rải rác thoát ra từ lớp bùn ở đáy ao. Thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên là methane (khoảng 95%) và một số hydrocarbon khác như ethane, propane và butane. Trong khí thiên nhiên cũng có một lượng nhỏ carbon dioxide và nitrogen,…

2. Phương pháp khai thác và chế biến

a) Dầu mỏ và khí mỏ dầu

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.

- 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 nhiệt độ khác nhau.

Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)
Hình 2: Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)

Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)
Hình 2: Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)

b) Khí thiên nhiên

Khí thiên nhiên được khai thác bằng cách khoan xuống mỏ khí và khí sẽ tự phun lên do áp suất ở các mỏ khí lớn hơn áp suất khí quyển. Sau đó, khí sẽ được vẫn chuyển đến nhà máy để xử lí nhằm đạt được chất lượng mong muốn.

1. Khái niệm và phân loại

- Nhiên liệu là những chất cháy được, khi cháy toả nhiệt và phát sáng.

- Dựa trên trạng thái tồn tại, nhiên liệu được phân loại thành nhiên liệu rắn, nhiên liệu lỏng và nhiên liệu khí.

Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)
Hình 3: Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)

Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)
Hình 3: Nguồn nhiên liệu (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 25)

2. Sử dụng nhiên liệu

- Các nhiên liệu đáp ứng được nhiều nhu cầu sử dụng của con người:

+ Xe máy, ô tô và máy bay dùng nhiên liệu xăng và dầu hoả.

+ Gas là nhiên liệu chính để sưởi ấm, nấu ăn, vận hành các thiết bị máy.

+ Than là nhiên liệu quan trong cho các nhà máy nhiệt điện, công nghiệp luyện kim.

- Lựa chọn nhiên liệu phù hợp và sử dụng nhiên liệu một cách tiết kiệm, hiệu quả không chỉ mang lại nhiều lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

- Nhiên liệu là các chất dễ cháy, vì vậy việc 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.

Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm

Phân đoạn chưng cất dầu mỏKhoảng nhiệt độ sôiSố nguyên tử CarbonSản phẩm chínhỨng dụng tiêu biểu
Khí hóa lỏng (LPG)Dưới 40∘C40^\circ\text{C}C1−C4C_1 - C_4Khí propane, butaneBình gas đun nấu gia đình, bật lửa gas
Xăng nhiên liệu40−180∘C40 - 180^\circ\text{C}C5−C10C_5 - C_{10}Nhiên liệu xăng RON 95, E5Nhiên liệu cho động cơ xe máy, ô tô
Dầu hỏa (Kerosene)180−250∘C180 - 250^\circ\text{C}C10−C16C_{10} - C_{16}Nhiên liệu phản lực Jet-A1Động cơ máy bay phản lực, thắp sáng
Dầu Diesel (DO)250−350∘C250 - 350^\circ\text{C}C15−C20C_{15} - C_{20}Nhiên liệu dầu dieselĐộng cơ xe tải, xe buýt, tàu hỏa, tàu thủy
Dầu Mazut & Nhựa đườngTrên 350∘C350^\circ\text{C}>C20> C_{20}Dầu nhờn bôi trơn, nhựa đườngĐốt lò nhà máy nhiệt điện, rải mặt đường nhựa

Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"

📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:

  • Kiến thức then chốt 1: Nhiên liệu là những chất cháy được và khi cháy tỏa ra một nhiệt lượng lớn phục vụ cho nhu cầu năng lượng của con người.
  • Kiến thức then chốt 2: Các nguồn nhiên liệu hóa thạch quan trọng trong tự nhiên gồm: Dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu và than đá.
  • Kiến thức then chốt 3: Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp của nhiều loại hydrocarbon khác nhau; phương pháp chế biến dầu mỏ chủ yếu là chưng cất phân đoạn dựa trên sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất.
  • Kiến thức then chốt 4: Các sản phẩm chưng cất từ dầu mỏ: Khí đốt hóa lỏng (LPG), xăng nhiên liệu xe máy ô tô, dầu hỏa máy bay, dầu diesel, dầu mazut đốt lò công nghiệp và nhựa đường rải đường sá.
  • Kiến thức then chốt 5: Nguyên tắc sử dụng nhiên liệu hiệu quả: Cung cấp đủ không khí/oxygen khi đốt, tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu và không khí, tận dụng nhiệt lượng thải và chuyển đổi dần sang năng lượng sạch.

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Nhiên liệu là những chất cháy được và khi cháy tỏa ra một nhiệt lượng lớn phục vụ cho nhu cầu năng lượng của con người.
  • Các nguồn nhiên liệu hóa thạch quan trọng trong tự nhiên gồm: Dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu và than đá.
  • Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp của nhiều loại hydrocarbon khác nhau; phương pháp chế biến dầu mỏ chủ yếu là chưng cất phân đoạn dựa trên sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất.
  • Các sản phẩm chưng cất từ dầu mỏ: Khí đốt hóa lỏng (LPG), xăng nhiên liệu xe máy ô tô, dầu hỏa máy bay, dầu diesel, dầu mazut đốt lò công nghiệp và nhựa đường rải đường sá.
  • Nguyên tắc sử dụng nhiên liệu hiệu quả: Cung cấp đủ không khí/oxygen khi đốt, tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu và không khí, tận dụng nhiệt lượng thải và chuyển đổi dần sang năng lượng sạch.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Nhiên liệu là gì và dựa vào trạng thái vật lý người ta phân chia nhiên liệu thành những loại nào?
Nhiên liệu là những chất cháy được và khi cháy giải phóng ra một lượng nhiệt lớn để sinh công hoặc sưởi ấm. Dựa vào trạng thái, nhiên liệu được chia thành 3 loại: 1. Nhiên liệu rắn (than đá, than gỗ, củi); 2. Nhiên liệu lỏng (xăng, dầu hỏa, dầu diesel, cồn); 3. Nhiên liệu khí (khí thiên nhiên, khí mỏ dầu, khí biogas).
Dầu mỏ có tính chất vật lý như thế nào và phương pháp chế biến dầu mỏ chủ yếu là gì?
Dầu mỏ là chất lỏng sánh, màu nâu đen, có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Phương pháp chế biến chủ yếu là Chưng cất phân đoạn: Dầu thô được đun nóng trong tháp chưng cất, dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các hydrocarbon để tách thành các phân đoạn sản phẩm khác nhau.
Kể tên các sản phẩm thu được từ quá trình chưng cất phân đoạn dầu mỏ?
Các sản phẩm gồm: Khí đốt hóa lỏng (LPG), Xăng nhiên liệu, Dầu hỏa (nhiên liệu máy bay phản lực), Dầu diesel (cho xe tải, tàu hỏa), Dầu mazut (nhiên liệu lò đốt công nghiệp) và cặn bitum (nhựa đường rải đường).
Để sử dụng nhiên liệu hiệu quả và tiết kiệm cần tuân thủ những nguyên tắc khoa học nào?
Cần thực hiện 3 nguyên tắc: 1. Cung cấp đủ không khí hoặc oxy (thổi gió vừa đủ để nhiên liệu cháy hoàn toàn, không tạo bồ hóng hay khí COCO độc hại); 2. Tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu và không khí (chẻ nhỏ củi, đập vụn than, phun sương nhiên liệu lỏng); 3. Điều chỉnh lượng nhiên liệu phù hợp với nhu cầu và tận dụng nhiệt lượng thải để đun nước, phát điện.

Đề luyện tập theo bài