Giáo án Bài 25. Nguồn nhiên liệu

Kích hoạt kiến thức đã có về nhiên liệu và gợi vấn đề: nhiên liệu được lấy từ đâu, vì sao cùng một nhiên liệu nhưng ngọn lửa lại khác nhau.

HS quan sát mô phỏng “Bồn khí thiên nhiên và bếp gas” trong trang bài học NeoEdu, sau đó trả lời hai câu hỏi:

• Câu 1: Nhiên liệu dùng trong bếp gas và khí thiên nhiên có thành phần chính là gì?
• Câu 2: Khi mở van bếp với lượng không khí đủ và thiếu, ngọn lửa có gì khác nhau?
  GV ghi tên bài “Nguồn nhiên liệu” và nêu vấn đề: Dầu mỏ, khí thiên nhiên được chế biến và sử dụng như thế nào để an toàn và hiệu quả?

• Câu 1: Khí thiên nhiên giàu methane, kí hiệu $\mathrm{CH_4}$.
• Câu 2: Đủ oxygen thì ngọn lửa màu xanh; thiếu oxygen thì ngọn lửa màu vàng, có muội và có khí CO độc.
• Kết luận mở đầu: Cùng một nhiên liệu nhưng cách đốt khác nhau cho kết quả khác nhau; đây là nội dung “sử dụng hiệu quả”.

Nêu được dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp nhiều hydrocarbon; giải thích được chưng cất phân đoạn dựa trên khác biệt nhiệt độ sôi và chỉ tách, không tạo chất mới.

HS hoạt động nhóm 4 người với Phiếu học tập số 1, quan sát mô phỏng “Lò đun dầu thô”, “Tháp chưng cất phân đoạn cắt mở với 8 khay” và “Bình hứng các phân đoạn”.
Nhiệm vụ:

• Nhiệm vụ 1: Điền thông tin các phân đoạn vào phiếu (khí, xăng, dầu hoả, diesel, cặn) theo vị trí khay và nhiệt độ sôi.
• Nhiệm vụ 2: Cộng khối lượng các phân đoạn xem có bằng 100 % dầu thô không. Nêu nhận xét.
• Nhiệm vụ 3 (tình huống): Vì sao chưng cất phân đoạn dầu mỏ không đồng nghĩa tạo mới mọi chất qua phản ứng?

• Kiến thức rút ra: Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp nhiều hydrocarbon. Khi đun nóng, hơi các hydrocarbon có nhiệt độ sôi thấp bay lên tháp trước và ngưng ở khay trên (khí, xăng); các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao ngưng ở khay dưới (dầu hoả, diesel); phần cặn ở đáy tháp.
• Nhiệm vụ 2: Các phân đoạn cộng lại vẫn là 100 %; chưng cất chỉ tách hỗn hợp, không tạo chất mới.
• Nhiệm vụ 3 (đáp án mẫu): Chưng cất dựa vào khác biệt khoảng nhiệt độ sôi để tách hỗn hợp; chế biến hóa học là bước khác. Không tự chưng cất nhiên liệu dễ cháy.
• Kết luận nhóm: Dầu mỏ không phải đơn chất, cần phân đoạn và chế biến để thu được các sản phẩm.

Nêu được khí thiên nhiên thường giàu methane nhưng thành phần thay đổi theo nguồn; phân biệt được khí thiên nhiên với dầu mỏ.

HS đọc nhanh bài giảng mục khí thiên nhiên trên trang NeoEdu, sau đó thảo luận cặp đôi với hai câu hỏi:

• Câu 1: Thành phần chính của khí thiên nhiên là gì? Vì sao nói “thành phần thay đổi theo nguồn”?
• Câu 2: Điền vào bảng so sánh: Dầu mỏ và khí thiên nhiên khác nhau ở trạng thái, thành phần chính và cách thu gom/chế biến (theo mục ghi nhớ trong bài).

• Khí thiên nhiên thường giàu methane ($\mathrm{CH_4}$); tỉ lệ các thành phần khác nhau tùy mỏ khai thác.
• So sánh (dạng danh sách):
  • Dầu mỏ: hỗn hợp lỏng phức tạp nhiều hydrocarbon, cần chưng cất phân đoạn và chế biến.
  • Khí thiên nhiên: thường giàu methane, thành phần thay đổi theo nguồn.
• Kết luận: Nguồn khai thác không quyết định tính tinh khiết; cả hai đều là hỗn hợp.

Nêu được ba yếu tố của sử dụng hiệu quả: đủ oxygen, thiết bị phù hợp và kiểm soát phát thải; nhận biết đặc điểm ngọn lửa khi đốt đủ và thiếu oxygen.

HS quan sát lại mô phỏng “Bồn khí thiên nhiên và bếp gas” và trả lời:

• Câu 1: Khi nào ngọn lửa xanh, khi nào ngọn lửa vàng?
• Câu 2: Đốt đủ oxygen và đốt thiếu oxygen khác nhau thế nào về nhiệt tỏa ra và sản phẩm?
• Câu 3: Nêu ba yếu tố của sử dụng hiệu quả nhiên liệu.

• Câu 1: Đủ oxygen: lửa xanh; thiếu oxygen: lửa vàng.
• Câu 2: Đốt đủ oxygen nhiệt tỏa nhiều và ít muội; đốt thiếu oxygen có muội, sinh khí CO độc và nhiệt tỏa ít hơn.
• Câu 3: Sử dụng hiệu quả gồm: đủ oxygen, thiết bị phù hợp và kiểm soát phát thải.

Vận dụng đặc điểm dầu mỏ, khí thiên nhiên và sử dụng hiệu quả để chọn đúng đáp án và ghép khái niệm.

HS làm nhanh bốn câu trắc nghiệm và ghép khái niệm (bài tập 1, 2, 3, 4, 5 của bài học), dùng bảng con hoặc thẻ ghép.
Đề:

• Câu 1: Trong bài này, dầu mỏ có đặc điểm nào? A. được tạo mới đủ mỗi ngày; B. hỗn hợp phức tạp nhiều hydrocarbon được chế biến/tách phân đoạn; C. chất tinh khiết chỉ methane.
• Câu 2: Khí thiên nhiên có đặc điểm nào? A. luôn CO₂ tinh khiết; B. không thể gây nguy cơ cháy; C. thường giàu methane nhưng thành phần thay đổi theo nguồn.
• Câu 3: Ghép: Dầu mỏ; Khí thiên nhiên; Sử dụng hiệu quả với các đặc điểm tương ứng.
• Câu 4: “Dầu mỏ là một đơn chất vì lấy từ một mỏ.” Đúng hay sai?
• Câu 5: “Đủ oxygen, thiết bị phù hợp và kiểm soát phát thải” mô tả khái niệm nào?

• Câu 1: B (Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp nhiều hydrocarbon được chế biến/tách phân đoạn).
• Câu 2: C (Khí thiên nhiên thường giàu methane nhưng thành phần thay đổi theo nguồn).
• Câu 3: Dầu mỏ – hỗn hợp phức tạp nhiều hydrocarbon được chế biến/tách phân đoạn; Khí thiên nhiên – thường giàu methane nhưng thành phần thay đổi theo nguồn; Sử dụng hiệu quả – đủ oxygen, thiết bị phù hợp và kiểm soát phát thải.
• Câu 4: Sai. Nguồn khai thác không quyết định tính tinh khiết; dầu mỏ gồm nhiều thành phần cần phân đoạn/chế biến.
• Câu 5: Sử dụng hiệu quả (cần phân biệt với dầu mỏ và khí thiên nhiên).

Vận dụng kiến thức để giải thích tình huống không nên đốt nhiên liệu hóa thạch tùy tiện và bác bỏ quan niệm sai về dầu mỏ.

HS làm việc nhóm 4 người với Phiếu học tập số 2:

• Tình huống 1: Một bạn đề nghị đốt thử nhiên liệu hóa thạch trong lớp để “xem màu lửa”. Nêu hai lí do không nên làm như vậy.
• Tình huống 2: Một bạn khẳng định: “Dầu mỏ là một đơn chất vì lấy từ một mỏ.” Hãy bác bỏ bằng một lí do khoa học, chỉ ra một hệ quả của cách hiểu sai và viết lại kết luận đúng.
  Nhiệm vụ về nhà được giao từ tình huống 2 (xem mục Bài tập về nhà).

• Tình huống 1 (đáp án mẫu): (1) Đốt nhiên liệu có thể sinh khí độc, đặc biệt khi cháy không hoàn toàn; (2) có nguy cơ cháy nổ. Chỉ nên quan sát dữ liệu hoặc để giáo viên thực hiện với thiết bị chuẩn.
• Tình huống 2 (đáp án mẫu): Lí do: nguồn khai thác không quyết định tính tinh khiết; dầu mỏ gồm nhiều thành phần cần phân đoạn/chế biến. Hệ quả: nếu áp một công thức phân tử duy nhất cho toàn bộ dầu mỏ thì sẽ tính sai thành phần. Viết lại: Dầu mỏ là hỗn hợp phức tạp nhiều hydrocarbon, cần được chế biến/tách phân đoạn.