Question

8．天然氣是一種重要的“非石油化”能源．其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--可燃冰，主要分布在海底和陸地凍土帶沉積物中．經(jīng)勘探發(fā)現(xiàn)天然氣水合物存儲(chǔ)量巨大．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）甲烷--氧氣燃料電池是將化學(xué)能能轉(zhuǎn)化為電能能的裝置．CH₄在空氣中燃燒時(shí)，將干冷的小燒杯罩在火焰上方，可觀察到燒杯內(nèi)壁有小水珠或水霧．
（2）CH₄可合成多種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物．研究CH₄和CO₂反應(yīng)生成CO和H₂，重大意義在
于減少CO₂排放；我國(guó)科研人員首先發(fā)現(xiàn)CH₄可直接分解獲得C₆H₆和H₂，其化學(xué)方程式為6CH₄═C₆H₆+9H₂．
（3）CH₄與H₂O（氣）反應(yīng)生成CO₂、H₂的化學(xué)方程式是CH₄+2H₂O（氣）═CO₂+4H₂．
（4）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(wú)固定的化學(xué)計(jì)量關(guān)系．則天然氣水合物屬于混合物（填“純凈物”或“混合物”）．若某種天然氣水合物中CH₄存在的形式是CH₄•5.75H₂O，則兩者質(zhì)量比m（CH₄）：m（H₂O）為32：207．
（5）將天然氣從其冰態(tài)物中分離出來(lái)，有下列3種方法：
①在一定溫度下，降低壓強(qiáng)使氣體從水合物中分離出來(lái)；
②在一定壓力下，升溫蒸發(fā)使氣體從水合物中分離出來(lái)；
③通過(guò)加入甲醇或鹽類等物質(zhì)，可降低水合物的凝固點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）燃料電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置；甲烷燃燒生成二氧化碳和水；
（2）控制二氧化碳在空氣中含量的升高可以控制溫室效應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)物和生成物及其質(zhì)量守恒定律可以書寫化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物及其質(zhì)量守恒定律可以書寫化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)物質(zhì)的分類及兩種物質(zhì)質(zhì)量比的計(jì)算方法分析；
（5）根據(jù)將天然氣從其冰態(tài)物中分離的方法分析．

解答 解：（1）甲烷----氧氣燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；甲烷在空氣中燃燒時(shí)生成水，所以將干冷的小燒杯罩在火焰上方，可觀察到燒杯內(nèi)壁有水滴出現(xiàn)；
（2 ）CH₄可合成多種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物．研究CH₄和CO₂反應(yīng)生成CO和H₂，重大意義在于能減少二氧化碳的排放，減緩溫室效應(yīng)；CH₄可直接分解獲得C₆H₆和H₂，化學(xué)方程式為：6CH₄═C₆H₆+9H₂；
（3）CH₄與H₂O（氣）反應(yīng)生成CO₂、H₂的化學(xué)方程式為：CH₄+2H₂O（氣）═CO₂+4H₂；
（4）天然氣水合物屬于混合物；若某種天然氣水合物中CH₄存在的形式是CH₄•5.75H₂O，則兩者質(zhì)量比m（CH₄）：m（H₂O）為：（12+4）：（2+16）×5.75=32：207；
（5）將天然氣從其冰態(tài)物中分離的方法有：①在一定溫度下，降低壓強(qiáng)使氣體從水合物中分離出來(lái)；②在一定壓力下，升溫蒸發(fā)使氣體從水合物中分離出來(lái)；
③通過(guò)加入甲醇或鹽類等物質(zhì)，可降低水合物的凝固點(diǎn)．
故答案為：（1）化學(xué)能；電能；小水珠或水霧；
（2）減少CO₂排放、或減緩溫室效應(yīng)、或轉(zhuǎn)化CO₂；   6CH₄═C₆H₆+9H₂；
（3）CH₄+2H₂O（氣）═CO₂+4H₂；
（4）混合物；   32：207；  （5）①降低壓強(qiáng)；    ②升溫蒸發(fā)；

點(diǎn)評(píng) 解答本題要掌握化學(xué)方程式的書寫方法和能量轉(zhuǎn)化等方面的知識(shí)，只有這樣才能對(duì)相關(guān)方面的問(wèn)題做出正確的判斷．