Question

1．天然氣水合物是一種在高壓低溫條件下由水和天然氣形成的冰態(tài)物，主要分布在海底和陸地凍土地帶的沉積物中．經(jīng)勘探，發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的存儲量巨大，有望成為主要能源．請回答下列問題．
（1）天然氣水合物中，水分子形成一種空間籠狀結(jié)構(gòu)，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填人籠內(nèi)的空隙中，無固定的化學計量關(guān)系，因此．天然氣水合物屬于混合物 （填“純凈物”或“混合物”）．“可燃冰”是一種晶體，平均每46個H₂O分子構(gòu)成8個籠，每個籠內(nèi)可容納1個CH₄分子或1個游離的H₂O分子．若晶體中每8個籠有6個籠容納了CH₄分子，另外2個籠被游離的H₂O分子填充．則“可燃冰”的平均組成可表示為D
A．3CH₄•H₂O      B．CH₄•3H₂O      C．CH₄•6H₂O    D．CH₄•8H₂O
（2）若將天然氣從其冰態(tài)物中分離出來，有三種方法：
①在一定溫度下，減小壓強使氣體從水合物中分離出來；
②在一定壓力下，升溫使氣體從水合物中分離出來：
③通過加入甲醇或鹽類等物質(zhì)，可降低水合物的凝固點．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題中信息“天然氣水合物中，水分子形成一種空間籠狀結(jié)構(gòu)，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入籠內(nèi)的空隙中，無固定的化學計量關(guān)系”回答前一空；根據(jù)題意，在“可燃冰”晶體中，每8個籠由46個H₂O分子構(gòu)成框架，其中容納6個CH₄分子和2個H₂O分子．可判斷每8個籠共48個H₂O分子和6個CH₄分子；據(jù)此推斷可表示可燃冰的平均組成的化學式．
（2）根據(jù)題中信息“天然氣水合物是一種在高壓低溫條件下由水和天然氣形成的冰態(tài)物，主要分布在海底和陸地凍土帶沉積物中”回答．

解答 解：（1）根據(jù)題中信息“天然氣水合物中，水分子形成一種空間籠狀結(jié)構(gòu)，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入籠內(nèi)的空隙中，無固定的化學計量關(guān)系”可知，天然氣水合物中由水、甲烷、氮氣、二氧化碳等組成，為一種混合物；晶體中平均每46個H₂O構(gòu)建成8個籠，8個籠有6個容納了CH₄分子，另外2個籠被游離的H₂O分子填充，因此，晶體中有48個水分子，六個CH₄分子．所以6CH₄•48H₂O，即：CH₄•8H₂O；
（2）根據(jù)題中信息“天然氣水合物是一種在高壓低溫條件下由水和天然氣形成的冰態(tài)物，主要分布在海底和陸地凍土帶沉積物中”可知，天然氣水合物的形成條件是高壓、低溫，如要釋放出甲烷，則需相反的條件，即①減小壓強；②升高溫度．
故答案為：（1）混合物； D；（2）①減小壓強； ②升溫．

點評 信息、能源、材料、環(huán)境是當今世界四大首要問題，新能源的開發(fā)和利用是解決當前能源危機和環(huán)境污染的重要策略，新能源的優(yōu)點、新能源的種類、開發(fā)利用前景等，是化學考查熱點之一．