燃料及其利用焦點解讀

施禮勇

燃料及其利用屬于化學與能源的知識，考查的熱點是了解化石能源的燃燒產物對環境的影響，需要合理利用和開發新能源，積極應對能源危機，減少對環境的污染。注重從學生的生活、學習實際出發，廣泛聯系有關處理火災或爆炸的熱點新聞，充分認識到化學與生活、環境教育的緊密聯系，涉及內容開放，材料新穎。

一、關注熱點，認識新能源

目前解決能源危機的最合理措施是大力開發與利用新能源，綜合利用燃料電池，有望用于國防、軍工行業及商業領域，其市場前景廣闊。

例題1 （2023年遼寧節選）《2050年世界與中國能源展望》中提出，全球能源結構正在向多元、清潔、低碳轉變。如圖1所示是不同年份中世界能源占比結構圖，請回答下列問題。

（1）比較2015、2030、2050年能源結構。化石能源占比日益減少的是____。

（2）天然氣是比較清潔的能源，其主要成分燃燒的化學方程式為____。

（3）人們正在利用和開發的新能源有____（寫一種）。

解析 （1）由2015、2030、2050年能源結構圖，化石能源占比日益減少的是煤炭、石油。（2）天然氣的主要成分是甲烷，甲烷在點燃條件下燃燒生成二氧化碳和水。（3）能利用和開發的新能源還有風能、太陽能、生物質能、核能、地熱能等。

答案：（1）煤炭、石油；（2）CH2+2O2點燃=CO2+2H2O；（3）太陽能（合理即可）

二、節能減排，踐行碳中和理念

踐行碳中和理念、推廣低碳經濟的主要方式表現在生產生活中實現節能減排，節約使用化石能源，開發和推廣使用清潔新能源，同時做到減少排放二氧化碳等溫室氣體。

例題2 （2023年棗莊節選）天然氣不僅是優質的能量來源，還是寶貴的化工資源。經過多年努力，我國在天然氣的開發利用方面已取得重大突破。

方法一：煤氣化生成一氧化碳和二氧化碳。在高溫、高壓和“甲烷化催化劑”的作用下，一氧化碳、二氧化碳分別與氫氣反應生成甲烷，其中“甲烷化催化劑”在這2個化學反應過程中發揮著至關重要的作用。

方法二：開發煤層氣，煤層氣指儲存在煤層中，以甲烷為主要成分的烴類物質，俗稱“瓦斯”，是與煤伴生、共生的氣體資源。

方法三：開發可燃冰，其主要成分是甲烷水合物，甲烷水合物能穩定存在的壓強和溫度范圍如圖2所示，可燃冰一旦離開海床便迅速分解，易發生井噴意外，還可能破壞地殼穩定平衡，造成海底塌方，引起大規模海嘯，故可燃冰的開采是困難的。

根據以上材料，回答下列問題：

（2）方法一中一氧化碳轉化為甲烷的原理可以表示為：

CO+3H2高溫高壓=催化劑CH4+H2O

則二氧化碳轉化為甲烷的原理為____（寫化學方程式）。

（5）“碳中和”中的“碳”是指____（填“CO”或“CO2”）。我國政府提出在2060年前實現“碳中和”，下列做法符合“碳中和”理念的是____。

A.植樹造林 B.焚燒秸稈

C.節能減排 D.燃放煙花

解析 （2）由一氧化碳轉化為甲烷的原理可以推出二氧化碳轉化為甲烷的原理。（5）“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳；A.植樹造林可以增大二氧化碳的吸收，符合“碳中和”理念；B.焚燒秸稈會產生大量的二氧化碳氣體，不符合“碳中和”理念；C.節能減排可以減少二氧化碳的排放，符合“碳中和”理念；D.燃放煙花會產生大量的有害氣體以及二氧化碳氣體，不符合“碳中和”理念。

答案：（2）CO2+4H2高溫高壓=催化劑CH4+2H2O

（5）CO2；AC

三、確保安全，規范實驗操作

規范、正確、安全地進行化學實驗是獲取可靠實驗數據和結論的前提保證，要理解實驗的規范性和嚴謹性，以確保實驗獲得成功。

例題3 面粉廠粉塵爆炸的模擬實驗：

（1）如圖3所示實驗中鼓入空氣的作用是使面粉____。

（2）在下面序號中，爆炸不能發生的有____。

①塑料蓋換成金屬蓋；②蠟燭沒有點燃時；③無蓋小塑料筒中裝的是干燥小石子。

（3）避免面粉爆炸發生，可采用____安全措施。

解析 （1）鼓入空氣使干燥的面粉顆粒分散到金屬桶內，這樣才能和空氣充分混合。（2）不形成密閉空間或者沒有點燃的蠟燭就達不到著火點或沒有可燃物。（3）根據爆炸的基本條件之一：溫度必須達到著火點，所以在廠區內禁止煙火。

答案：（1）與空氣充分混合；（2）②③；（3）在廠區內禁止煙火

（收稿日期：2024-01-10）