常識積累:可燃冰
常識判斷考點范圍很廣,一般包括政治、法律、經濟、人文、地理、科技、生活等方面,需要小伙伴們長時間不間斷的積累。今天國家事業單位考試網(m.linusblanket.net)給大家帶來的常識相關考點是“可燃冰”。
天然氣水合物即可燃冰,是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質,因其外觀像冰,遇火即燃,因此被稱為“可燃冰”、“固體瓦斯”和“氣冰”。天然氣水合物分布于深海或陸域永久凍土中,其燃燒后僅生成少量的二氧化碳和水,污染遠小于煤、石油等,且儲量巨大,因此被國際公認為石油等的接替能源。
可燃冰不是冰,而是一種自然存在的微觀結構為籠型的化合物??扇急瞧渌追Q,其外觀結構看起來像冰,且遇火即可燃燒,因此,這種天然氣水合物又被稱為“固體瓦斯”或“氣冰”。
理化性質
天然氣水合物燃燒后幾乎不產生任何殘渣,污染比煤、石油、天然氣都要小得多。1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。開采時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。
固體狀的天然氣水合物往往分布于水深大于300米以上的海底沉積物或寒冷的永久凍土中。海底天然氣水合物依賴巨厚水層的壓力來維持其固體狀態,其分布可以從海底到海底之下1000米的范圍以內,再往深處則由于地溫升高其固體狀態遭到破壞而難以存在。
從物理性質來看,天然氣水合物的密度接近并稍低于冰的密度,剪切系數、電解常數和熱傳導率均低于冰。天然氣水合物的聲波傳播速度明顯高于含氣沉積物和飽和水沉積物,中子孔隙度低于飽和水沉積物,這些差別是物探方法識別天然氣水合物的理論基礎。此外,天然氣水合物的毛細管孔隙壓力較高。
形成可燃冰有三個基本條件:溫度、壓力和原材料。
首先,可燃冰在0-10℃時生成,超過20℃便會分解。海底溫度一般保持在2-4℃左右;
其次,可燃冰在0℃時,只需30個大氣壓即可生成,而以海洋的深度,30個大氣壓很容易保證,并且氣壓越大,水合物就越不容易分解。
最后,海底的有機物沉淀,其中豐富的碳經過生物轉化,可產生充足的氣源。海底的地層是多孔介質,在溫度、壓力、氣源三者都具備的條件下,可燃冰晶體就會在介質的空隙間中生成。
組成結構
天然氣水合物是一種白色固體物質,有強大的燃燒力,主要由水分子和烴類氣體分子(主要是甲烷)組成,它是在一定條件(合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、pH值等)下,由氣體或揮發性液體與水相互作用過程中形成的白色固態結晶物質。一旦溫度升高或壓強降低,甲烷氣則會逸出,固體水合物便趨于崩解。
在高壓狀態下,甲烷氣水包合物在18℃的溫度下的結構依然可以穩定。一般的甲烷氣水化合物組成為1摩爾的甲烷及每575摩爾的水,然而這個比例取決于多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各種不同的包覆結構中。據觀測的密度大約在0.9克/立方厘米。一升的甲烷氣水包合物固體,平均包含168升的甲烷氣體。
甲烷形成一種結構一型水合物,其每單位晶胞內有兩個十二面體(20個端點因此有20個水分子)和六個十四面體(24個水分子)的水龍頭結構。其水合值20可由MASNMR來求得。甲烷氣水包合物頻譜于275開爾文和31兆帕斯卡下記錄,顯示出每個籠形都反映出峰值,且氣態的甲烷也有個別的峰值。
刷題鞏固
【例題】關于可燃冰,下列敘述不正確的有( )。
A、可燃冰是可再生能源
B、可燃冰是核聚變反應生成的
C、可燃冰燃燒時把核能轉化為內能
D、可燃冰的能量來自億年前的太陽能
答案:ABC
【解析】本題考查科技。
A項錯誤,可燃冰屬于一次能源,并且屬于一次能源中的不可再生能源。
B項錯誤,可燃冰的學名為“天然氣水合物”,是天然氣在和30個大氣壓的作用下結晶而成的“冰塊”,并不是核聚變反應所產生。
C項錯誤,可燃冰的主要成分為天然氣,燃燒時將化學能轉化為內能。
D項正確,太陽是人類的“能源之母”,地球上很多的能量都來自于太陽能,可燃冰的能量也來自于太陽能。
本題為選非題,故正確答案為ABC。