Question

7．今年5月，运用“蓝鲸一号”钻探平台，我国南海神孤海域首次实现可燃冰试采成功．
材料一：可燃冰，学名天然气水化合物，其化学式为CH₄•8H₂O．它是天然气的固体状态（因海底高压）．埋于海底地层深处的大量有机质在细菌的分解作用下，最后形成石油和天然气（石油气），其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温（2～5℃）与压力下结晶，形成“可燃冰”．
材料二：“蓝鲸一号”钻探平台设计和建造过程创新了多项世界记录．它长117米，宽92.7米，高118米，质量为42000吨．
请根据上述材料回答：
（1）形成可燃冰需要一定的生态环境．
①海底底层深处，这些分解有机质的细菌能很好的生存，体现了生物对环境的适应，这些细菌分解有机质不需要（选填“需要”或“不需要”）氧气．这些细菌与真菌在细胞结构上的主要区别是无成形的细胞核．
②在开采过程中，极少量的垃圾废弃物没有对海洋环境造成破坏，这主要是因为海洋生态系统有自动调节的 能力．
（2）形成可燃冰的其中一个条件是有甲烷气源．
①可燃冰（CH₄•8H₂O）中C：H：O的元素质量比是3：5：32．甲烷属于有机物（选填“有机物”或“无机物”）
②与石油、煤等化石燃料相比较，开采可燃冰的积极意义有（写一条）减少对环境的污染．（可燃冰在空气中燃烧的化学方程式为CH₄•8H₂O+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+10H₂O）
（3）如果南海海水的密度是1.03×10³千克/米³，“蓝鲸一号”钻探平台漂浮海面受到海水浮力是4.2×10⁸牛，浸入海水的体积至少需要40777米³，开采处的可燃冰可以直接在管口点燃，说明已经成为气体，从固体变成气体的原因可能是压强减小，温度升高．

Answer 1

分析 （1）①长期处于海底深层的细菌应该属于厌氧菌，它们会适应环境；厌氧细菌分解有机质不需要氧气；细菌没有成形的细胞核；
②少量的垃圾不会对海洋生态系统造成破坏；
（2）①根据可燃冰的元素组成分析；含有碳元素的化合物叫做有机化合物，简称有机物；
②开采可燃冰，有利于解决能源危机，减少有害气体的排放，有利于保护环境；
（3）物体漂浮时浮力等于重力；根据阿基米德原理求出浸入海水中的体积；可燃冰存在于低温、高压的环境中，开采出来后温度升高、压强减小，直接升华为气体．

解答 解：
（1）①分解有机质的细菌能在海底底层深处很好的生存，它们属于厌氧菌，体现了生物对环境的适应，这些细菌分解有机质不需要氧气；这些细菌没有成形的细胞核，这是细菌与真菌在细胞结构上的主要区别；
②海洋生态系统有自我调节的能力，少量的垃圾不会对海洋生态系统造成破坏；
（2）①可燃冰（CH₄•8H₂O）中C、H、O原子的个数之比为1：20：8，
所以C：H：O的元素质量比是（12×1）：（1×20）：（16×8）=3：5：32；
甲烷是含碳的化合物，属于有机物；
②可燃冰燃烧后的生成物是二氧化碳和水，不会对环境造成污染；
（3）“蓝鲸一号”钻探平台漂浮海面受到海水浮力等于重力，
则F_浮=G=mg=4.2×10⁷kg×10N/kg=4.2×10⁸N；
根据阿基米德原理可得浸入海水的体积为：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{海水}g}$=$\frac{4.2×1{0}^{8}N}{1.03×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=40777m³；
可燃冰在高压低温的环境中处于固态，当把可燃冰开采出来后，它受到的压强减小，温度升高，会变为气态．
故答案为：（1）①适应；不需要；无成形的细胞核；②自动调节；
（2）①3：5：32；有机物；②减少对环境的污染；
（3）4.2×10⁸；40777；压强减小，温度升高．

点评 本题是一道学科综合题，考查的物理知识有阿基米德原理、物体的浮沉条件，考查了学生应用物理知识解决实际问题的能力．