Sách bài tập KHTN 9 Bài 32 (Cánh diều): Nguồn carbon. Chu trình carbon. Sự ấm lên toàn cầu

Giải SBT KHTN 9 Bài 32: Nguồn carbon. Chu trình carbon. Sự ấm lên toàn cầu

Bài 32.1 trang 76 Sách bài tập KHTN 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng về nguyên tố carbon trong tự nhiên?

A. So với các nguyên tố hoá học khác, carbon có trong thảnh phần của nhiều chất hơn cả.

B. Ở dạng đơn chất, carbon tạo nên các loại than và kim cương có trong vỏ Trái Đất.

C. Ở dạng hợp chất, carbon tồn tại phổ biến trong: carbon dioxide trong bầu khí quyển và thuỷ quyển; các muối carbonate, hydrocarbon,... trong vỏ Trái Đất; các loại hợp chất hữu cơ trong vật sống.

D. Trong cơ thể người, nguyên tố carbon tồn tại cả dạng đơn chất và hợp chất.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Trong cơ thể người, nguyên tố carbon chỉ tồn tại dạng hợp chất như chất béo, amino acid,...

Bài 32.2 trang 76 Sách bài tập KHTN 9: Các quá trình phát thải carbon dioxide gồm:

(a) Quá trình nung để phân huỷ các hợp chất carbonate.

(b) Quá trình hô hấp của động vật.

(c) Quá trình quang hợp của thực vật và quá trình sử dụng hydrogen làm nhiên liệu.

(d) Quá trình đốt nhiên liệu hoá thạch.

Lời giải:

Các quá trình phát thải carbon dioxide gồm:

(a) Quá trình nung để phân huỷ các hợp chất carbonate.

(b) Quá trình hô hấp của động vật.

(d) Quá trình đốt nhiên liệu hoá thạch.

Bài 32.3 trang 76 Sách bài tập KHTN 9: Các cách nào sau đây làm giảm phát thải carbon dioxide vào khí quyển?

(a) Sử dụng nhiên liệu có % carbon thấp hoặc nhiên liệu không chứa carbon trong thành phần hoặc sử dụng nguồn năng lượng thay thế như năng lượng gió, năng lượng mặt trời.

(b) Sử dụng khí methane được sản xuất tại các hộ gia đình, trang trại.

(c) Trồng nhiều cây xanh, bảo vệ và phát triển rừng.

(d) Thu thuế carbon.

Lời giải:

Các cách làm giảm phát thải carbon dioxide vào khí quyển là:

(a) Sử dụng nhiên liệu có % carbon thấp hoặc nhiên liệu không chứa carbon trong thành phần hoặc sử dụng nguồn năng lượng thay thế như năng lượng gió, năng lượng mặt trời.

(c) Trồng nhiều cây xanh, bảo vệ và phát triển rừng.

(d) Thu thuế carbon.

Bài 32.4 trang 77 Sách bài tập KHTN 9: Chọn các phát biểu đúng về quá trình phát thải methane vào khí quyển:

(a) Quá trình quang hợp của cây xanh sẽ phát thải methane và oxygen.

(b) Sự phân huỷ tự nhiên của rác thải, xác sinh vật,... trong điều kiện thiếu không khí sẽ hình thành methane và phát thải chất này vào không khí.

(c) Methane được hình thành vả phát thải vào không khí khi con người ủ rác thải làm phân bón.

(d) Quá trình khai thác dầu mỏ, khí mỏ dầu và khí thiên nhiên làm phát tán một lượng methane vào không khí.

Lời giải:

Quá trình phát thải methane vào khí quyển:

(b) Sự phân huỷ tự nhiên của rác thải, xác sinh vật,... trong điều kiện thiếu không khí sẽ hình thành methane và phát thải chất này vào không khí.

(c) Methane được hình thành vả phát thải vào không khí khi con người ủ rác thải làm phân bón.

(d) Quá trình khai thác dầu mỏ, khí mỏ dầu và khí thiên nhiên làm phát tán một lượng methane vào không khí.

Bài 32.5 trang 77 Sách bài tập KHTN 9: Phát biểu nào sau đây là không đúng về chu trình carbon?

A. Chu trình carbon là quá trình trao đổi nguyên tố carbon giữa sinh vật, khí quyển, thạch quyển và thuỷ quyển.

B. Chu trình carbon bao gồm các quá trình hấp thụ và các quá trình phát thải carbon.

C. Trong tự nhiên, lượng của nguyên tố carbon sẽ giảm dần theo thời gian.

D. Trong chu trình carbon, CO₂ đóng vai trò là chất mang nguyên tố carbon.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Trong tự nhiên, lượng của nguyên tố carbon sẽ tăng dần theo thời gian do quá trình phát thải carbon dioxide, methane vào khí quyển tăng dần mỗi ngày.

Bài 32.6 trang 77 Sách bài tập KHTN 9: Nếu con người chỉ sử dụng nhiên liệu là hydrogen thì trong chu trình carbon, nguyên tố carbon sẽ tồn tại bền vững trong dạng chất nào?

Lời giải:

Nếu con người chỉ sử dụng nhiên liệu là hydrogen thì trong chu trình carbon, nguyên tố carbon sẽ tồn tại bền vững trong khoáng vật như than, dầu mỏ, khí thiên nhiên.

Bài 32.7 trang 77 Sách bài tập KHTN 9: Các nghiên cứu chỉ ra rằng khi nồng độ CO₂ tăng, nhiệt độ môi trường tăng thì quá trình sau đây diễn ra nhanh hơn so với bình thường:

CO₂(khí) + CaCO₃(rắn) + H₂O(lỏng) → Ca(HCO₃)₂(tan trong nước)

Hãy cho biết quá trình trên sẽ tác động thế nào đến núi đá vôi và rạn san hô ở biển.

Lời giải:

Phần núi đá vôi và san hô chìm trong nước biển sẽ bị xói mòn, phá huỷ và tan nhanh hơn.

Bài 32.8 trang 77 Sách bài tập KHTN 9: Cây xanh hấp thụ và lưu trữ carbon dioxide.

a) Cây xanh hấp thụ khí CO₂ để thực hiện quá trình nào? Viết phương trình hoá học minh hoạ.

b) Theo một công bố thì trung bình quá trình sinh hoạt và sản xuất của mỗi người Anh sẽ phát thải vào khí quyển 7,01 tấn CO₂ mỗi năm. Theo một công bố khác thì trung bình mỗi cây bạch đàn (hay khuynh diệp) lâu năm có khả năng lưu trữ 167 kg CO₂ mỗi năm. Hãy cho biết cần bao nhiêu cây bạch đàn lâu năm để hấp thụ và lưu trữ lượng CO₂ mà một người Anh đã phát thải từ quá trình sinh hoạt vả sản xuất của họ trong 1 năm.

c) Tìm hiểu dân số Việt Nam tính đến năm 2023. Nếu áp dụng các dữ liệu của ý b) cho người dân Việt Nam thì cần có bao nhiêu cây bạch đàn lâu năm để lưu trữ lượng CO₂ phát ra từ sinh hoạt và sản xuất của tất cả người dân Việt Nam trong năm 2023.

Lời giải:

a) Cây xanh hấp thụ khí CO₂ để thực hiện quá trình quang hợp. Phương trình hoá học minh hoạ:

b) Cần số cây bạch đàn lâu năm để hấp thụ và lưu trữ lượng CO₂ mà một người Anh đã phát thải từ quá trình sinh hoạt vả sản xuất của họ trong 1 năm là:

$\frac{7,01.1000}{167}\approx 42$ (cây).

c) Dân số Việt Nam tính đến năm 2023 khoảng 100 000 000 người.

Nếu áp dụng các dữ liệu của ý b) cho người dân Việt Nam thì cần có khoảng:

42. 100 000 000 = 4 200 000 000 cây bạch đàn lâu năm để lưu trữ lượng CO₂ phát ra từ sinh hoạt và sản xuất của tất cả người dân Việt Nam trong năm 2023.

Bài 32.9 trang 78 Sách bài tập KHTN 9: Dưới đây là đường biểu diễn về sự gia tăng nồng độ CO₂ trong khí quyển và tăng nhiệt độ trung bình của Trái Đất tính theo năm.

a) Dựa vào các thông tin liên quan đến đường biểu diễn đậm màu đen để hoàn thành bảng số liệu sau theo mẫu sau đây (dùng thước có độ chia nhỏ nhất là mm để lấy giá trị gần đúng).

b) Xét ba giai đoạn: 1960 - 1980, 1980 - 2000 và 2000 - 2020. Hãy cho biết giai đoạn nào có sự gia tăng cao nhất về:

- Nồng độ CO₂ trong khí quyển.

- Nhiệt độ trung bình của Trái Đất.

c) Hãy chỉ ra xu hướng biến đổi nồng độ CO₂ trong khí quyển và nhiệt độ trung bình của Trái Đất trong giai đoạn 2020 - 2022.

d) Hãy dự đoán xu hướng biến đổi nồng độ CO₂ trong khí quyển và nhiệt độ trung bình của Trái Đất trong giai đoạn 2020 - 2040. Nêu căn cứ của dự đoán đó.

Lời giải:

a)

b) Giai đoạn: 2000 - 2020 có sự gia tăng cao nhất về:

- Nồng độ CO₂ trong khí quyển.

- Nhiệt độ trung bình của Trái Đất.

c) Xu hướng biến đổi nồng độ CO₂ trong khí quyển và nhiệt độ trung bình của Trái Đất trong giai đoạn 2020 – 2022 là tăng.

d) Dự đoán xu hướng biến đổi nồng độ CO₂ trong khí quyển và nhiệt độ trung bình của Trái Đất trong giai đoạn 2020 – 2040 là tăng.

Căn cứ của dự đoán đó: vì lượng phát thải CO₂ vào khí quyển ngày càng tăng dần, dẫn đến nhiệt độ trung bình của Trái Đất trong giai đoạn 2020 – 2040 là tăng.

Lý thuyết KHTN 9 Bài 32: Nguồn carbon. Chu trình carbon. Sự ấm lên toàn cầu

I. CARBON VÀ CHU TRÌNH CARBON

1. Dạng tồn tại của nguyên tố carbon

So với các nguyên tố hoá học khác, carbon có trong thành phần của nhiều chất hơn cả.

- Ở dạng đơn chất, carbon tạo nên các loại than, kim cương có trong vỏ Trái Đất.

- Ở dạng hợp chất, carbon tồn tại phổ biến trong:

+ Oxide như carbon dioxide trong bầu khí quyển và thuỷ quyển.

+ Các muối carbonate, hydrocarbon,… trong vỏ Trái Đất.

+ Chất béo, tinh bột, amino acid,… trong vật sống.

2. Phản ứng cháy của các chất chứa carbon

- Phản ứng đốt cháy các chất chứa carbon (than, hydrocarbon,…) toả ra nhiệt lượng khá lớn. Sản phẩm của các phản ứng này thường là carbon dioxide hoặc hỗn hợp carbon dioxide và hơi nước.

Ví dụ:

$\begin{array}{l}C+O_2\stackrel{t^{°}}{\to }C{O}_2\\ 2C{H}_4+4O_2\stackrel{t^{°}}{\to }2C{O}_2+4H_{2}O\end{array}$

- Tuy nhiên, khi đốt cháy nhiên liệu hoá thạch trong điều kiện thiếu oxygen dễ tạo thành carbon monooxide, là một khí không màu, không mùi nhưng rất độc.

Ví dụ:

$\begin{array}{l}2C+O_2\stackrel{t^{°}}{\to }2CO\\ 2C{H}_4+3O_2\stackrel{t^{°}}{\to }2CO+4H_{2}O\end{array}$

3. Chu trình carbon

- Chu trình carbon là quá trình trao đổi nguyên tố carbon giữa sinh vật, khí quyển, thạch quyển và thuỷ quyển.

- Biểu hiện rõ nhất của chu trình này là sự lặp đi, lặp lại các quá trình hấp thụ nguyên tố carbon ở dạng CO₂ từ khí quyển, sau đó phát thải nguyên tố carbon vào bầu khí quyển cũng ở dạng khí CO₂. Vì vậy, CO₂ đóng vai trò là chất trong nguyên tố carbon chủ yếu trong chủ trình carbon.

Quá trình hấp thụ nguyên tố ở dạng khí CO₂

CO₂ được thực vật trên mặt đất và trong đại dương hấp thụ để tạo thành các hợp chất của carbon trong thực vật bằng quá trình quang hợp. Đây là nguồn dinh dưỡng để tạo thành các hợp chất của carbon trong động vật. Khi sinh vật (thực vật và động vật) bị vùi lấp, các hợp chất này bị phân huỷ thành muối carbonate và nhiên liệu hoá thạch,… Ngoài ra, còn một phần CO₂ hoà tan trong nước biển, sông hồ,…

Quá trình phát thải nguyên tố carbon ở dạng khí CO₂

Quá trình hô hấp của con người và động vật, quá trình con người đốt nhiên liệu, nung các muối carbonate (như calcium carbonate trong đá vôi),… đều phát thải khí CO₂ vào bầu khí quyển.

II. SỰ ẤM LÊN TOÀN CẦU

1. Nguồn gốc của methane trong khí quyển

- Có hai nguồn gốc chính về sự có mặt của methane trong khí quyển.

Nguồn gốc tự nhiên

- Methane tạo thành từ sự phân huỷ tự nhiên của xác sinh vật,… trong điều kiện thiếu không khí.

- Methane từ lòng đất đi vào khí quyển do sự biến động của vỏ Trái Đất, như động đất.

Nguồn gốc nhân tạo

- Quá trình khai thác dầu mỏ, khí mỏ dầu và khí thiên nhiên làm phát tán một lượng methane vào không khí.

- Quá trình con người ủ chất thải động vật và rác thải trong điều kiện thiếu không khí để sản xuất phân bón hữu cơ tạo ra một lượng methane phát tán vào không khí.

Tác động của carbon dioxide và methane

Carbo dioxide và methane trong khí quyển ngăn cản sự bức xạ năng lượng nhiệt từ Trái Đất vào vũ trụ, gây nên hiệu ứng nhà kính. Từ đó dẫn đến sự ấm lên trên toàn cầu.

2. Hạn chế tác động của sự ấm lên toàn cầu

Biểu hiện của sự ấm lên toàn cầu

Từ năm 1750 đến đầu thế kỉ XXI, trong bầu khí quyển, nồng độ khí carbon dioxide tăng 1,5 lần, nồng độ khí methane tăng hơn 2 lần, làm cho nhiệt độ trung bình của Trái Đất tăng hơn 1,1^oC. Đặc biệt, chỉ trong 20 năm đầu thế kỉ XXI, nhiệt độ trung bình của Trái Đất đã tăng khá nhanh, xấp xỉ 0,61^oC.

Tác động của sự ấm lên toàn cầu

Sự ấm lên toàn cầu:

- Gây nên hiện tượng thời tiết cực đoan: nắng nóng và mưa lũ bất thường.

- Làm cho mực nước biển, nước sông dâng cao do sự tan nhanh của băng ở vùng Bắc Cực và Nam Cực.

- Làm biến đổi môi trường sống của thực vật, động vật theo hướng tiêu cực.

- Làm tăng chi phí bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khoẻ của con người.

Một số biện pháp hạn chế sự ấm lên toàn cầu

Về nguyên tắc, để hạn chế sự ấm lên toàn cầu cần giảm thiểu các quá trình tạo và phát thải carbon dioxide, methane. Từ đó, cần phải:

- Giáo dục pháp luật bảo vệ môi trường cho mọi công dân.

- Giảm sử dụng nguồn năng lượng hoá thạch bằng cách tăng cường sử dụng phương tiện giao thông công cộng, sử dụng xe điện, xe đạp, đi bộ,…

- Sử dụng nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng từ gió, từ Mặt Trời,… để thay thế nguồn năng lượng hoá thạch.

- Trồng rừng và bảo vệ rừng nhằm tăng lượng cây xanh hấp thụ carbon dioxide.

- Nghiên cứu cách lưu trữ, xử lí carbon dioxide và khí methane để giảm việc phát thải chúng vào môi trường.