Question

15．天然气水合物是一种在高压低温条件下由水和天然气形成的冰态物，主要分布在海底和陆地冻土带沉积物中．经勘探发现天然气水合物存储量巨大，有望成为主要能源．请回答下列问题：
（1）天然气水合物中，水分子形成一种空间笼状结构，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入笼内的空隙中，无固定的化学计量关系，因此天然气水合物属于混合物 （选填“纯净物”或“混合物”）．若某种天然气水合物中甲烷存在的形式是CH₄•5.75H₂ 0，则两者质量比为m（CH₄）：m（H₂O）=32：207．
（2）若将天然气从其冰态物中分离出来，有三种方法：
①在一定温度下，减小压强使气体从水合物中分离出来；
②在一定压力下，升高温度 使气体从水合物中分离出来；
③通过加入甲醇或盐类等物质，可降低水合物的凝固点．

Answer 1

分析 （1）根据题中信息“天然气水合物中，水分子形成一种空间笼状结构，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入笼内的空隙中，无固定的化学计量关系”进行分析；根据天然气水合物中甲烷存在的形式是CH₄•5.75•H₂0进行分析．
（2）根据题中信息“天然气水合物是一种在高压低温条件下由水和天然气形成的冰态物，主要分布在海底和陆地冻土带沉积物中”进行分析．

解答 解：（1）根据题中信息“天然气水合物中，水分子形成一种空间笼状结构，CH₄和少量的N₂、CO₂等分子填入笼内的空隙中，无固定的化学计量关系”可知，天然气水合物中由水、甲烷、氮气、二氧化碳等组成，为一种混合物；天然气水合物中甲烷存在的形式是CH₄•5.75•H₂0，所以两者质量比为m（CH₄）：m（H₂O）=（12+1×4）：[5.75×（1×2+16）]=32：207．
（2）根据题中信息“天然气水合物是一种在高压低温条件下由水和天然气形成的冰态物，主要分布在海底和陆地冻土带沉积物中”可知，天然气水合物的形成条件是高压、低温，如要释放出甲烷，则需相反的条件，即①减小压强；②升高温度．
故答案为：（1）混合物；32：207；（2）①减小压强；②升高温度．

点评 信息、能源、材料、环境是当今世界四大首要问题，新能源的开发和利用是解决当前能源危机和环境污染的重要策略，新能源的优点、新能源的种类、开发利用前景等，是化学考查热点之一．