Question

我國(guó)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(guò)已知蘊(yùn)藏在我國(guó)陸地下的天然氣總量的一半。據(jù)報(bào)導(dǎo)，這些蘊(yùn)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。該種天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個(gè)水分子構(gòu)建成8個(gè)籠，每個(gè)籠可容納1個(gè)CH₄或1個(gè)游離水分子。若已知晶體中每8個(gè)籠只有6個(gè)容納了CH₄分子，另外2個(gè)籠被游離水分子填充，則每1m³這種晶體能釋放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下多少立方米的甲烷氣體。(已知該晶體的密度為1.12g／cm³。)

Answer 1

首先要確定晶體的平均組成：構(gòu)成8個(gè)籠需46個(gè)水分子，有6個(gè)籠容納了CH₄分子，每個(gè)籠容納1個(gè)，共6個(gè)CH₄分子，還有2個(gè)籠容納2個(gè)H₂O分子，共有46+2=48個(gè)水分子，該天然氣水合物的組成為6 CH₄·48H₂O，化簡(jiǎn)后為CH₄·8H₂O。

1m³晶體的質(zhì)量=ρV=1.12g／cm³×10⁶cm³=1.12×10⁶g

晶體的物質(zhì)的量=g/mol=7000 mol故釋放出甲烷的物質(zhì)的量也為7000 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為7000 mol×22.4L／mol=156.8×10³L=156.8m³