Bài 43: HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ
B. LỜI GIẢI CHI TIẾT CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
I. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CƠ BẢN
1. Hãy cho biết các dạng năng lượng cơ bản trên Trái Đất.
Trả lời:
- Hiện nay nguồn cung cấp nhiên liệu chủ yếu là than, dầu mỏ và khí tự nhiên.
- Có nhiều dạng năng lượng khác nhau: nhiệt năng, hóa năng, điện năng, quang năng,...
2. Cho biết những nét chính về xu thế phát triển năng lượng cho tương lai. Cho 3 thí dụ cụ thể về việc dùng sản phẩm tiêu thụ ít năng lượng.
Trả lời:
Hóa học cùng với các ngành khoa học khác đã nghiên cứu góp phần sản xuất và sử dụng nguồn nhiên liệu năng lượng nhân tạo thay thế cho nguồn nhiên liệu thiên nhiên như than đá, dầu mỏ...
Thí dụ:
- Điều chế khí metan trong lò biogaz để đun nấu bằng cách lên men các chất thải hữu cơ như phân gia súc, bò lợn,...
- Điều chế etanol từ khí crackinh dầu mỏ để thay thế xăng, dầu trong các động cơ đốt trong.
- Sản xuất ra chất thay cho xăng từ nguồn nhiên liệu vô tận là không khí và nước.
- Sản xuất ra khí than khô và khí than ướt từ than đá và nước.
3. Cho biết thí dụ về một số ngành sản xuất vật liệu quan trọng.
Trả lời:
Hóa học đã góp phần tạo nên các vật liệu cho nhân loại:
a) Vật liệu có nguồn gốc vô cơ: ngành sản xuất hóa học vô cơ tạo ra nhiều vật liệu sử dụng cho công nghiệp và đời sống.
Thí dụ:
+ Luyện kim đen, luyện kim màu sản xuất ra các kim loại: vàng, nhôm, đồng, titan và hợp kim đuyra.
+ Công nghiệp silicat sản xuất gạch, xi măng,...
+ Công nghiệp hóa chất sản xuất ra các hóa chất cơ bản như HCl, $H_{2}SO_{4}$,... làm nguyên liệu để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu.
b) Vật liệu có nguồn gốc hữu cơ: nhiều vật liệu hữu cơ sản xuất bằng con đường hóa học.
Thí dụ: Sơn tổng hợp, nhựa, chất dẻo, PVC, cao su tổng hợp,...
c) Vật liệu mới: vật liệu có tính năng đặc biệt: trọng lượng siêu nhẹ, siêu dẫn điện, siêu bền, siêu nhỏ,...giúp phát triển ngành công nghiệp điện tử, năng lượng hạt nhân, y tế,...
Thí dụ:
- Vật liệu nano: độ rắn siêu cao, siêu dẻo,...
- Vật liệu quang điện có độ siêu dẫn ở nhiệt độ cao dùng trong sinh học, y học, điện tử,...
- Vật liệu compozit có tính năng bền, chắc không bị axit hoặc kiềm và một số hóa chất khác phân hủy.
4. Bảng dưới đây cho biết sản phẩm của sự đốt cháy nhiên liệu.
.png)
Nhiên liệu được coi là sạch, ít gây ô nhiễm môi trường hơn cả là:
A.củi, gỗ, than cốc.
B.than đá, xăng, dầu.
C.xăng, dầu.
D.khí thiên nhiên.
Trả lời:
Chọn D. Dựa vào bảng trên ta thấy nhiên liệu sạch ít gây ô nhiễm môi trường nhất là khí thiên nhiên.
5. Theo tính toán, năm 2000 cả nước ta tiêu thụ lượng nhiên liệu tương đương 1,5 triệu tấn dầu và thải vào môi trường khoảng 113700 tấn khí $CO_{2}$. Trong 1 ngày lượng nhiên liệu tiêu thụ tương đương với khối lượng dầu và lượng khí $CO_{2}$ thải vào môi trường là
A. 0,003 triệu tấn dầu, 200 tấn $CO_{2}$.
B. 0,004 triệu tấn dầu, 311 tấn $CO_{2}$.
C. 0,005 triệu tấn dầu, 415 tấn $CO_{2}$.
D. 0,012 triệu tấn dầu, 532 tấn $CO_{2}$.
Trả lời:
Chọn B. Trong 1 ngày lượng nhiên liệu tiêu thụ tương đương với khối lượng dầu và lượng khí $CO_{2}$ thải vào môi trường là $\large \frac{1,5}{365}$ = 0,004 triệu tấn dầu và $\large \frac{113700}{365}$ = 311 tấn $CO_{2}$.
6.Một số mắt xích của phân tử một loại polime để chế tạo “kính khó vỡ” dùng cho máy bay, ôtô, thấu kính như sau:
.png)
Hãy viết công thức của mỗi mắt xích và công thức tổng quát của loại polime này.
Trả lời:
- Công thức mỗi mắt xích polime:
.png)
- Công thức tổng quát polime:
.png)
II. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO
1. Trong số các nguồn năng lượng sau đây, nhóm các nguồn năng lượng nào được coi là năng lượng “sạch”?
A. Điện hạt nhân, năng lượng thủy triều.
B. Năng lượng gió, năng lượng thủy triều.
C. Năng lượng nhiệt điện, năng lượng địa điện.
D. Năng lượng Mặt Trời, năng lượng hạt nhân.
Trả lời:
Chọn B. Năng lượng gió, năng lượng thủy triều được coi là năng lượng “sạch”.
2. Trong số các vật liệu sau, vật liệu nào có nguồn gốc hữu cơ?
A. Gốm, sứ.
B. Xi măng.
C. Chất dẻo.
D. Đất sét nặn.
Trả lời:
Chọn C. Chất dẻo là vật liệu có nguồn gốc từ hữu cơ.
3. Cacbon monooxit có trong thành phần chính của loại khí nào sau đây?
A. Không khí.
B. Khí thiên nhiên.
C. Khí dầu mỏ.
D. Khí lò cao.
Trả lời:
Chọn D. Cacbon monooxit có trong thành phần chính của khí lò cao.
4. Ngành sản xuất nào sau đây không thuộc về công nghiệp silicat?
A. Đồ gốm.
B. Xi măng.
C. Thủy tinh thường.
D. Thủy tinh hữu cơ.
Trả lời:
Chọn D. Ngành sản xuất không thuộc về công nghiệp silicat là thủy tinh hữu cơ.
5. Tại sao hiện nay DDT không được dùng làm chất bảo vệ thực vật?
Trả lời: Vì DDT có hoạt tính cao nhưng lại bền vững, phân hủy chậm, dư lượng hóa chất trên sản phẩm dễ gây ra nguy hiểm.
6. Chất dẻo PVC và chất dẻo PE khác nhau ở điểm nào? Có thể phân biệt chúng bằng cách nào?
Trả lời:
- Khác nhau: PVC nặng hơn, chìm trong nước; PE nhẹ hơn, nổi trên mặt nước.
- Phân biệt: Túi PVC sờ vào có cảm giác dính tay; túi PE sờ vào thấy trơn.
7. Hãy giải thích vì sao không nên bón phân đạm với vôi bột?
Trả lời:
- Phân đạm là phân bón chứa nitơ như $NH_{4}NO_{3}$; $(NH_{4})_{2}SO_{4}$; $(NH_{2})_{2}CO$...
- Vôi bột (CaO) trong nước sẽ tạo ra vôi tôi:
$CaO+H_{2}O\rightarrow Ca(OH)_{2}$
- Vôi tôi tác dụng với phân đạm sinh ra khí $NH_{3}$ làm mất đi một lượng nitơ của phân đạm:
Thí dụ: $2NH_{4}NO_{3}+Ca(OH)_{2}\rightarrow 2NH_{3}$.png)
+ $Ca(NO_{3})_{2}+2H_{2}O$
Như vậy, không nên bón phân đạm với vôi bột.
8. Khí lò cốc là gì? So sánh thành phần và ứng dụng của khí lò cốc với khí thiên nhiên.
Trả lời:
- Khí lò cốc là khí sinh ra trong quá trình cốc hóa than đá.
- Thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên là $CH_{4}$ được dùng làm chất đốt, làm nguyên liệu tổng hợp hữu cơ...
- Thành phần chủ yếu của khí lò cốc là $H_{2}$ và $CH_{4}$..., được dùng làm chất đốt, làm nguyên liệu tổng hợp $NH_{3}$...
9. Một loại khí thiên nhiên chứa 85% $CH_{4}$, 10% $C_{2}H_{6}$, 5% $N_{2}$ về thể tích. Tính thể tích không khí cần để đốt cháy hoàn toàn 1$m^{3}$ khí đó (các thể tích khí đều đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất).
Giải:
- Trong 1$m^{3}$ thiên nhiên chứa 0,85$m^{3}$ $CH_{4}$ và 0,1$m^{3}$ $C_{2}H_{6}$.
- Các phản ứng cháy:
$CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O$ (1)
$C_{2}H_{6}+\frac{7}{2}O_{2}\rightarrow 2CO_{2}+3H_{2}O$ (2)
- Từ (1) ta có: $V_{O_{2}(1)}$ = 2$V_{CH_{4}}$ = 2.0,85 = 1,7$m^{3}$.
- Từ (2) ta có: $V_{O_{2}(2)}$ = $\large \frac{7}{2}$$V_{C_{2}H_{6}}$ = $\large \frac{7}{2}$.0,1 = 0,35$m^{3}$.
- Thể tích oxi cần dùng là: $V_{O_{2}}$ = 1,7 + 0,35 = 2,05$m^{3}$.
- Thể tích không khí cần dùng là: $V_{kk}$ = 5.$V_{O_{2}}$ = 5.2,05 = 10,25$m^{3}$.