化石能源的合理利用

煤、石油、天然气属于化石燃料，在人的时间尺度内不能迅速再生。煤和石油都是复杂混合物，不能给它们写出一个统一的分子式。天然气的主要成分是甲烷，并不等于每份天然气都是纯甲烷。

石油分馏主要利用各成分沸点差异，涉及的分离过程属于物理变化；石油加工中的裂化会生成新物质，不能把所有炼油过程都叫物理变化。煤的干馏能生成新的物质，属于化学变化。

甲烷完全燃烧可生成水和二氧化碳。观察冷而干燥的器皿上出现水滴，是生成水的线索；将产物通入澄清石灰水出现浑浊，是存在二氧化碳的检验证据。要排除器皿原有水、空气背景等干扰，实验须由教师规范演示。

$$\ce{CH4 + 2 O2 ->[点燃] CO2 + 2 H2O}$$题目若已说明甲烷只有碳、氢两种元素，就可利用产物和守恒推理组成；若没有说明氧元素的来源，不能仅凭燃烧产物含氧断言燃料原来含氧。沼气也可含甲烷，但“主要成分相同”不等于“形成来源相同”。

氢气燃烧生成水，使用阶段可避免生成二氧化碳，但制氢、运输和储存也会消耗资源与能源，因此不能仅凭产物说全过程零排放。太阳能、风能可以再生，但供给受自然条件影响，需要考虑设备、储能和实际需求。核能常列入新能源讨论，不能因此把有限的核燃料说成可再生。

$$\ce{2 H2 + O2 ->[点燃] 2 H2O}$$实验室制氢的一种常见反应是锌与稀硫酸：$$\ce{Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2 ^}$$这是教师指导下的化学实验，不是家庭制氢教程。可燃气体点燃前必须由教师规范检验纯度。乙醇可以由含淀粉或糖的原料制取；是否更环保仍需说明生产与使用边界。

煤及部分石油燃料中的含硫物质燃烧可产生二氧化硫，某些氮氧化物也与酸雨有关；不能把酸雨的主要原因写成二氧化碳。一氧化碳有毒，常与含碳燃料不完全燃烧有关；二氧化碳排放的气候影响是另一个评价角度。

能源方案可从资源、有效能量、环境、安全和成本比较。只有统一单位和任务，数字才有可比性；没有可靠数据时，应写出需要补充哪些证据，而不是编造当地占比或最新储量。

已知纯甲烷4 g完全燃烧且氧气足量，求生成二氧化碳的质量。设生成二氧化碳的质量为x；写出并配平反应；找出甲烷与二氧化碳的质量关系16∶44；列出16/44＝4 g/x；解得x＝11 g；最后写明答句。

$$\ce{CH4 + 2 O2 ->[点燃] CO2 + 2 H2O}$$注意：这里用的是参加反应的纯甲烷质量。若样品不纯，要先求纯甲烷质量；若氧气不足，不能继续套用“完全燃烧、全部转化”的题设。结果是质量，必须有单位。