Question

15．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物，主要分布在海底和陸地凍土帶沉積物中．經勘探發現天然氣水合物存儲量巨大，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構，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入籠內的空隙中，無固定的化學計量關系，因此天然氣水合物屬于混合物 （選填“純凈物”或“混合物”）．若某種天然氣水合物中甲烷存在的形式是CH₄•5.75H₂ 0，則兩者質量比為m（CH₄）：m（H₂O）=32：207．
（2）若將天然氣從其冰態物中分離出來，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，升高溫度 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，可降低水合物的凝固點．

Answer 1

分析 （1）根據題中信息“天然氣水合物中，水分子形成一種空間籠狀結構，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入籠內的空隙中，無固定的化學計量關系”進行分析；根據天然氣水合物中甲烷存在的形式是CH₄•5.75•H₂0進行分析．
（2）根據題中信息“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物，主要分布在海底和陸地凍土帶沉積物中”進行分析．

解答 解：（1）根據題中信息“天然氣水合物中，水分子形成一種空間籠狀結構，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入籠內的空隙中，無固定的化學計量關系”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；天然氣水合物中甲烷存在的形式是CH₄•5.75•H₂0，所以兩者質量比為m（CH₄）：m（H₂O）=（12+1×4）：[5.75×（1×2+16）]=32：207．
（2）根據題中信息“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；32：207；（2）①減小壓強；②升高溫度．

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