Question

已經(jīng)探明，我國南海跟世界上許多海域一樣，海底有極其豐富的甲烷資源。其總量超過已知蘊藏在我國陸地下的天然氣總量的一半。據(jù)報道，這些蘊藏在海底的甲烷是高壓下形成的固體，是外觀像冰的甲烷水合物。

(1)試設(shè)想，若把它從海底取出，拿到地面上，它將有什么變化？為什么？它的晶體是分子晶體、離子晶體還是原子晶體？你作出判斷的根據(jù)是什么？

(2)已知每1立方米這種晶體能釋放出164立方米的甲烷氣體，試估算晶體中水與甲烷的分子比（不足的數(shù)據(jù)由自己假設(shè)，只要假設(shè)得合理均按正確論）。

Answer 1

思路解析：(1)從海底取出的甲烷水合物將融化并放出甲烷氣體。因為該晶體是分子晶體，甲烷分子和水分子都是由有限數(shù)目的原子以共價鍵結(jié)合的小分子，水分子和甲烷分子之間存在范德華力，而水分子之間是范德華力和氫鍵。

(2)假設(shè)甲烷氣體體積是折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的數(shù)據(jù)，則1 m³水合物中有甲烷164 m³/22.4 m³·k mol^-1＝7.32 k mol；假設(shè)甲烷水合物固體中水的密度為1g·cm³，則其中有水1 m³×1 000 kg·m³/18 kg·mol^-1＝55.56 k mol；因此有：CH₄∶H₂O＝7.32 k mol∶55.6 k mol＝1∶7.6。

答案：（1）變成氣體，因為甲烷在常溫下為氣態(tài)。分子晶體，因為它的沸點很低。

（2）甲烷水合物的組成可能是6CH₄·46H₂O。