5.燃料的使用推动了人类社会的发展。
(1)燃料变迁过程:木柴(热值12 kJ/g)→煤(热值34 kJ/g)→天然气(热值55 kJ/g)
①木柴的热值比煤(选填“高”或“低”)。
②为使煤充分燃烧,可采取的一种方法是。
③用电火花引燃气态燃料,为燃料燃烧提供的条件是。
④从达成碳中和的目标分析,用天然气($CH_4$)替代煤(C)作燃料的理由是。
(2)氢气是未来理想的能源。
①2024年6月,我国首次实现利用海上风电电解海水制氢。电解18 kg的水,理论上能得到氢气的质量为kg。
②用单壁碳纳米管可储存氢气(如图1),该过程中不变的微观粒子是。另一种储氢方式如图2,与的质量比是。

③从不同视角思考,设计一种理想燃料,需要考虑的因素有(答两点)。

5.(1)①低 ②加工成蜂窝煤(合理即可)
③使温度达到气态燃料的着火点
④产生相同的热量时,消耗的天然气更少,产生的二氧化碳也少(合理即可)
(2)①2 ②碳原子和氢原子 14:15
③热值高;清洁、无污染(合理即可)

【分析】
本题围绕燃料的相关知识展开，分为燃料变迁和氢气能源两部分。解题时需结合热值的概念、燃料充分燃烧的条件、燃烧的条件、化学方程式计算、微观粒子的变化、理想燃料的选择等知识点逐一分析：
1. 燃料变迁部分：①直接对比木柴和煤的热值数值；②使燃料充分燃烧的方法通常是增大接触面积或提供充足氧气；③电火花引燃的作用是使温度达到燃料的着火点；④从碳中和角度，需比较相同热量下煤和天然气产生的CO₂量，天然气含碳量低，产生CO₂更少。
2. 氢气能源部分：①电解水的计算需根据化学方程式，利用水和氢气的质量关系计算；②图1是物理变化，化学变化中原子是最小粒子，故不变的是碳原子和氢原子；图2是化学变化，根据反应的化学方程式计算相关物质的质量比；③理想燃料需从热值、环保、来源等方面考虑。
【解析】
(1)①木柴热值为12 kJ/g，煤为34 kJ/g，12 ＜ 34，因此木柴的热值比煤低；
②使煤充分燃烧，可增大煤与空气的接触面积，如将煤加工成蜂窝煤（或通入足量空气等，合理即可）；
③燃烧需要温度达到可燃物的着火点，电火花引燃气态燃料，是为了使温度达到气态燃料的着火点；
④天然气主要成分为CH₄，煤主要含C元素，产生相同热量时，消耗天然气的质量更少，生成的二氧化碳也更少，利于达成碳中和目标；
(2)①电解水的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，设生成氢气的质量为$x$，则$\frac{36}{4}=\frac{18\ \mathrm{kg}}{x}$，解得$x=2\ \mathrm{kg}$；
②图1中碳纳米管储氢是物理变化，化学变化中原子是最小粒子，因此不变的微观粒子是碳原子和氢原子；图2的反应为$\ce{H_{2} + C_{2}H_{4}=C_{2}H_{6}}$，$\ce{C_{2}H_{4}}$的相对分子质量为$12×2 + 4×1=28$，$\ce{C_{2}H_{6}}$的相对分子质量为$12×2 +6×1=30$，故$\ce{C_{2}H_{4}}$与$\ce{C_{2}H_{6}}$的质量比为$28:30=14:15$；
③设计理想燃料，需考虑的因素有：热值高、燃烧产物清洁无污染（或来源广泛、成本低等，合理即可）。
【答案】
5.(1)①低；②加工成蜂窝煤(合理即可)；③使温度达到气态燃料的着火点；④产生相同的热量时，消耗的天然气更少，产生的二氧化碳也少(合理即可)；(2)①2；②碳原子和氢原子；14:15；③热值高；清洁、无污染(合理即可)
【知识点】
燃料的热值、化学方程式计算、微观粒子的变化
【点评】
本题综合考查燃料相关的多个知识点，涵盖基础概念、化学计算、微观结构分析等，需要学生熟练掌握燃料性质及化学计算方法，整体难度适中。
【难度系数】
0.5