燃料及其利用焦点解读

施礼勇

燃料及其利用属于化学与能源的知识，考查的热点是了解化石能源的燃烧产物对环境的影响，需要合理利用和开发新能源，积极应对能源危机，减少对环境的污染。注重从学生的生活、学习实际出发，广泛联系有关处理火灾或爆炸的热点新闻，充分认识到化学与生活、环境教育的紧密联系，涉及内容开放，材料新颖。

一、关注热点，认识新能源

目前解决能源危机的最合理措施是大力开发与利用新能源，综合利用燃料电池，有望用于国防、军工行业及商业领域，其市场前景广阔。

例题1 （2023年辽宁节选）《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转变。如图1所示是不同年份中世界能源占比结构图，请回答下列问题。

（1）比较2015、2030、2050年能源结构。化石能源占比日益减少的是____。

（2）天然气是比较清洁的能源，其主要成分燃烧的化学方程式为____。

（3）人们正在利用和开发的新能源有____（写一种）。

解析 （1）由2015、2030、2050年能源结构图，化石能源占比日益减少的是煤炭、石油。（2）天然气的主要成分是甲烷，甲烷在点燃条件下燃烧生成二氧化碳和水。（3）能利用和开发的新能源还有风能、太阳能、生物质能、核能、地热能等。

答案：（1）煤炭、石油；（2）CH2+2O2点燃=CO2+2H2O；（3）太阳能（合理即可）

二、节能减排，践行碳中和理念

践行碳中和理念、推广低碳经济的主要方式表现在生产生活中实现节能减排，节约使用化石能源，开发和推广使用清洁新能源，同时做到减少排放二氧化碳等温室气体。

例题2 （2023年枣庄节选）天然气不仅是优质的能量来源，还是宝贵的化工资源。经过多年努力，我国在天然气的开发利用方面已取得重大突破。

方法一：煤气化生成一氧化碳和二氧化碳。在高温、高压和“甲烷化催化剂”的作用下，一氧化碳、二氧化碳分别与氢气反应生成甲烷，其中“甲烷化催化剂”在这2个化学反应过程中发挥着至关重要的作用。

方法二：开发煤层气，煤层气指储存在煤层中，以甲烷为主要成分的烃类物质，俗称“瓦斯”，是与煤伴生、共生的气体资源。

方法三：开发可燃冰，其主要成分是甲烷水合物，甲烷水合物能稳定存在的压强和温度范围如图2所示，可燃冰一旦离开海床便迅速分解，易发生井喷意外，还可能破坏地壳稳定平衡，造成海底塌方，引起大规模海啸，故可燃冰的开采是困难的。

根据以上材料，回答下列问题：

（2）方法一中一氧化碳转化为甲烷的原理可以表示为：

CO+3H2高温高压=催化剂CH4+H2O

则二氧化碳转化为甲烷的原理为____（写化学方程式）。

（5）“碳中和”中的“碳”是指____（填“CO”或“CO2”）。我国政府提出在2060年前实现“碳中和”，下列做法符合“碳中和”理念的是____。

A.植树造林 B.焚烧秸秆

C.节能减排 D.燃放烟花

解析 （2）由一氧化碳转化为甲烷的原理可以推出二氧化碳转化为甲烷的原理。（5）“碳中和”中的“碳”是指二氧化碳；A.植树造林可以增大二氧化碳的吸收，符合“碳中和”理念；B.焚烧秸秆会产生大量的二氧化碳气体，不符合“碳中和”理念；C.节能减排可以减少二氧化碳的排放，符合“碳中和”理念；D.燃放烟花会产生大量的有害气体以及二氧化碳气体，不符合“碳中和”理念。

答案：（2）CO2+4H2高温高压=催化剂CH4+2H2O

（5）CO2；AC

三、确保安全，规范实验操作

规范、正确、安全地进行化学实验是获取可靠实验数据和结论的前提保证，要理解实验的规范性和严谨性，以确保实验获得成功。

例题3 面粉厂粉尘爆炸的模拟实验：

（1）如图3所示实验中鼓入空气的作用是使面粉____。

（2）在下面序号中，爆炸不能发生的有____。

①塑料盖换成金属盖；②蜡烛没有点燃时；③无盖小塑料筒中装的是干燥小石子。

（3）避免面粉爆炸发生，可采用____安全措施。

解析 （1）鼓入空气使干燥的面粉颗粒分散到金属桶内，这样才能和空气充分混合。（2）不形成密闭空间或者没有点燃的蜡烛就达不到着火点或没有可燃物。（3）根据爆炸的基本条件之一：温度必须达到着火点，所以在厂区内禁止烟火。

答案：（1）与空气充分混合；（2）②③；（3）在厂区内禁止烟火

（收稿日期：2024-01-10）