施禮勇

燃料及其利用屬于化學(xué)與能源的知識(shí)，考查的熱點(diǎn)是了解化石能源的燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的影響，需要合理利用和開發(fā)新能源，積極應(yīng)對(duì)能源危機(jī)，減少對(duì)環(huán)境的污染。注重從學(xué)生的生活、學(xué)習(xí)實(shí)際出發(fā)，廣泛聯(lián)系有關(guān)處理火災(zāi)或爆炸的熱點(diǎn)新聞，充分認(rèn)識(shí)到化學(xué)與生活、環(huán)境教育的緊密聯(lián)系，涉及內(nèi)容開放，材料新穎。

一、關(guān)注熱點(diǎn)，認(rèn)識(shí)新能源

目前解決能源危機(jī)的最合理措施是大力開發(fā)與利用新能源，綜合利用燃料電池，有望用于國防、軍工行業(yè)及商業(yè)領(lǐng)域，其市場(chǎng)前景廣闊。

例題1 （2023年遼寧節(jié)選）《2050年世界與中國能源展望》中提出，全球能源結(jié)構(gòu)正在向多元、清潔、低碳轉(zhuǎn)變。如圖1所示是不同年份中世界能源占比結(jié)構(gòu)圖，請(qǐng)回答下列問題。

（1）比較2015、2030、2050年能源結(jié)構(gòu)。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(xué)方程式為____。

（3）人們正在利用和開發(fā)的新能源有____（寫一種）。

解析 （1）由2015、2030、2050年能源結(jié)構(gòu)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(diǎn)燃條件下燃燒生成二氧化碳和水。（3）能利用和開發(fā)的新能源還有風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、核能、地?zé)崮艿取?/p>

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

二、節(jié)能減排，踐行碳中和理念

踐行碳中和理念、推廣低碳經(jīng)濟(jì)的主要方式表現(xiàn)在生產(chǎn)生活中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，節(jié)約使用化石能源，開發(fā)和推廣使用清潔新能源，同時(shí)做到減少排放二氧化碳等溫室氣體。

例題2 （2023年棗莊節(jié)選）天然氣不僅是優(yōu)質(zhì)的能量來源，還是寶貴的化工資源。經(jīng)過多年努力，我國在天然氣的開發(fā)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(yīng)生成甲烷，其中“甲烷化催化劑”在這2個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

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

方法三：開發(fā)可燃冰，其主要成分是甲烷水合物，甲烷水合物能穩(wěn)定存在的壓強(qiáng)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(fā)生井噴意外，還可能破壞地殼穩(wěn)定平衡，造成海底塌方，引起大規(guī)模海嘯，故可燃冰的開采是困難的。

根據(jù)以上材料，回答下列問題：

（2）方法一中一氧化碳轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為甲烷的原理為____（寫化學(xué)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(shí)現(xiàn)“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(jié)能減排 D.燃放煙花

解析 （2）由一氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的原理可以推出二氧化碳轉(zhuǎn)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(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，不符合“碳中和”理念；C.節(jié)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(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體以及二氧化碳?xì)怏w，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(guī)范實(shí)驗(yàn)操作

規(guī)范、正確、安全地進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)是獲取可靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)論的前提保證，要理解實(shí)驗(yàn)的規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性，以確保實(shí)驗(yàn)獲得成功。

例題3 面粉廠粉塵爆炸的模擬實(shí)驗(yàn)：

（1）如圖3所示實(shí)驗(yàn)中鼓入空氣的作用是使面粉____。

（2）在下面序號(hào)中，爆炸不能發(fā)生的有____。

①塑料蓋換成金屬蓋；②蠟燭沒有點(diǎn)燃時(shí)；③無蓋小塑料筒中裝的是干燥小石子。

（3）避免面粉爆炸發(fā)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(nèi)，這樣才能和空氣充分混合。（2）不形成密閉空間或者沒有點(diǎn)燃的蠟燭就達(dá)不到著火點(diǎn)或沒有可燃物。（3）根據(jù)爆炸的基本條件之一：溫度必須達(dá)到著火點(diǎn)，所以在廠區(qū)內(nèi)禁止煙火。

答案：（1）與空氣充分混合；（2）②③；（3）在廠區(qū)內(nèi)禁止煙火

（收稿日期：2024-01-10）