Giải chi tiết chuyên đề Hóa học 11 Cánh diều mới bài 7: Nguồn gốc và phân loại dầu mỏ

Mở đầu: Dầu mỏ là nguyên liệu quan trọng để sản xuất xăng, dầu và nhiều chế phẩm hữu cơ quan trọng trong đời sống. Hãy cho biết vì sao dầu mỏ được gọi là nhiên liệu hoá thạch?

Hướng dẫn trả lời: 

Dầu mỏ được gọi là nhiên liệu hoá thạch do được hình thành từ lượng khổng lồ của xác động vật và thực vật từ hàng triệu năm trước, bị nén trong lòng đất và nóng lên do biến đổi địa chất. Trong điều kiện không có không khí và ở nhiệt độ, áp suất thích hợp, xác của động vật và thực vật bị chôn vùi này biến đổi dần thành các mỏ dầu.

I. Nguồn gốc dầu mỏ

II. Thành phần và phân loại dầu thô

Câu hỏi 1: Dựa vào thành phần các nguyên tố có trong dầu mỏ, dự đoán những sản phẩm thu được khi đốt cháy dầu mỏ?

Hướng dẫn trả lời: 

Thành phần nguyên tố của dầu thô thông thường chứa: 79,5 – 87,1% carbon; 11,5 – 14,8% hydrogen; 0,1 – 3,5% sulfur; khoảng 0,1 – 0,5% các nguyên tố nitrogen và oxygen về khối lượng. Do đó dự đoán khi đốt dầu mỏ sản phẩm thu được gồm $CO_{2}, SO_{2}, H_{2}O, N_{2}, NO_{x}$ …

Luyện tập: Vì sao thành phần hoá học của dầu mỏ khai thác từ các địa điểm khác nhau không giống nhau?

Hướng dẫn trả lời: 

Dầu mỏ được gọi là nhiên liệu hoá thạch do được hình thành từ lượng khổng lồ của xác động vật và thực vật từ hàng triệu năm trước, bị nén trong lòng đất và nóng lên do biến đổi địa chất. Trong điều kiện không có không khí và ở nhiệt độ, áp suất thích hợp, xác của động vật và thực vật bị chôn vùi này biến đổi dần thành các mỏ dầu. Do đó thành phần hoá học của dầu mỏ khai thác từ các địa điểm khác nhau không giống nhau.

Câu hỏi 2: Các chất dưới đây được thấy trong thành phần của dầu thô.

Cho biết trong các chất này:

a) Những chất nào không phải là hydrocarbon?

b) Chất nào là hydrocarbon thơm?

c) Những chất nào là hydrocarbon no, mạch vòng (cycloalkane)?

Hướng dẫn trả lời: 

a) Những chất không phải hydrocarbon là: pyridine, thiophene, quinoline.

b) Chất là hydrocarbon thơm là: toluene

c) Những chất là hydrocarbon no, mạch vòng (cycloalkane) là: cyclopentane, decaline.

Vận dụng: Hợp chất chứa sulfur có trong nhiên liệu có thể gây tác hại gì đối với các phương tiện giao thông và môi trường?

Hướng dẫn trả lời: 

Các hợp chất sulfur có trong nhiên liệu làm cho nhiên liệu có mùi khó chịu. Ngoài ra, các hợp chất của sulfur có trong xăng, dầu khi cháy gây hư hại động cơ và tạo khí thải có hại với môi trường (gây ô nhiễm môi trường, mưa acid…)

Bài tập

Bài 1: Dầu thô tan nhiều hay tan ít trong nước? Nếu dầu thô từ tàu chở dầu bị rò rỉ ra ngoài thì dầu thô chìm hay nổi trên mặt biển? Vì sao?

Hướng dẫn trả lời: 

Thành phần chủ yếu của dầu thô là các hydrocarbon, những hợp chất này thường không phân cực, nên chúng tan rất ít trong nước.

Bài 2: Dựa vào khối lượng riêng, có thể chia dầu mỏ thành những loại nào? Dầu mỏ lấy từ mỏ Bạch Hổ của Việt Nam có khối lượng riêng khoảng 833 – 868kg m$^{-3}$ sẽ thuộc loại nào trong các loại ở trên?

Hướng dẫn trả lời: 

Theo tỉ trọng đối với dầu thô, có thể chia thành:

- Dầu nhẹ (khối lượng riêng nhỏ hơn 870 kg m$^{-3}$);

- Dầu trung bình (khối lượng riêng từ 870 đến 920 kg m$^{-3}$);

- Dầu nặng (khối lượng riêng từ 920 đến 1000 kg m$^{-3}$).

Từ sự phân loại trên, dầu mỏ lấy từ mỏ Bạch Hổ của Việt Nam có khối lượng riêng khoảng 833 – 868kg m$_{-3}$ sẽ thuộc loại dầu nhẹ.

Bài 3: Dầu thô từ mỏ Bạch Hổ của Việt Nam có hàm lượng sulfur khoảng 0,03%. Dầu này thuộc loại dầu ngọt hay dầu chua? Cho biết ưu điểm của loại dầu thô này.

Hướng dẫn trả lời: 

- Dựa vào hàm lượng sulfur trong dầu thô, người ta chưa thành 2 loại:

+ Dầu ngọt: chứa hàm lượng sulfur ít dưới 0,5%.

+ Dầu chua: chứa hàm lượng sulfur đáng kể hơn (trên 2%).

Như vậy, dầu thô từ mỏ Bạch Hổ thuộc loại dầu ngọt.

- Ưu điểm của dầu ngọt: chứa ít sulfur, tiết kiệm chi phí cho sản xuất; giảm hư hại động cơ và ô nhiễm môi trường so với dầu chua.

Bài 4: Cho biết thành phần hóa học cơ bản của dầu thô. Loại hydrocacbon nào (alkane, alkene, alkyne, arene) không có sẵn trong dầu thô?

Hướng dẫn trả lời: 

Theo thành phần hóa học, dầu thô có các loại: dầu thô loại paraffinic (thành phần chủ yếu là các hydrocarbon no từ $CH_{4}$ đến $C_{35}H_{72}$, chứa ít hydrocarbon loại naphthene và arene); dầu thô loại asphaltic (thành phần chủ yếu là các hydrocarbon no mạch vòng hay naphthene và chứa ít alkane và arene) và loại hỗn hợp (chứa hydrocarbon thuộc cả hai loại paraffinic và asphaltic).

Như vậy alkyne là loại hydrocarbon không có trong dầu thô.

Bài 5: Loại hydrocacbon nào có nhiều trong thành phần của dầu thô loại paraffinic?

A. Alkane.

B. Cycloalkane.

C. Alkene.

D. Arene.

Hướng dẫn trả lời: 

Đáp án đúng là: A

Dầu thô loại paraffinic có thành phần chủ yếu là các alkane