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2024年甘肃省考常识积累:可燃冰

发布:2023-03-06    来源:甘肃公务员考试网 字号: | | 我要提问我要提问
    行测常识判断考点范围很广,一般包括政治、法律、经济、人文、地理、科技、生活等方面,需要小伙伴们长时间不间断的积累。今天甘肃公务员考试网给大家带来的常识相关考点是“可燃冰”。

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    天然气水合物即可燃冰,是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,因其外观像冰,遇火即燃,因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“气冰”。天然气水合物分布于深海或陆域永久冻土中,其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水,污染远小于煤、石油等,且储量巨大,因此被国际公认为石油等的接替能源。

    可燃冰不是冰,而是一种自然存在的微观结构为笼型的化合物。可燃冰是其俗称,其外观结构看起来像冰,且遇火即可燃烧,因此,这种天然气水合物又被称为“固体瓦斯”或“气冰”。

    理化性质

    天然气水合物燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。开采时只需将固体的“天然气水合物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。

    固体状的天然气水合物往往分布于水深大于300米以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。海底天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态,其分布可以从海底到海底之下1000米的范围以内,再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。

    从物理性质来看,天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度,剪切系数、电解常数和热传导率均低于冰。天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物,中子孔隙度低于饱和水沉积物,这些差别是物探方法识别天然气水合物的理论基础。此外,天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。

    形成可燃冰有三个基本条件:温度、压力和原材料。

    首先,可燃冰在0-10℃时生成,超过20℃便会分解。海底温度一般保持在2-4℃左右;

    其次,可燃冰在0℃时,只需30个大气压即可生成,而以海洋的深度,30个大气压很容易保证,并且气压越大,水合物就越不容易分解。

    最后,海底的有机物沉淀,其中丰富的碳经过生物转化,可产生充足的气源。海底的地层是多孔介质,在温度、压力、气源三者都具备的条件下,可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。

    组成结构

    天然气水合物是一种白色固体物质,有强大的燃烧力,主要由水分子和烃类气体分子(主要是甲烷)组成,它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH值等)下,由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。一旦温度升高或压强降低,甲烷气则会逸出,固体水合物便趋于崩解。

    在高压状态下,甲烷气水包合物在18℃的温度下的结构依然可以稳定。一般的甲烷气水化合物组成为1摩尔的甲烷及每575摩尔的水,然而这个比例取决于多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各种不同的包覆结构中。据观测的密度大约在0.9克/立方厘米。一升的甲烷气水包合物固体,平均包含168升的甲烷气体。

    甲烷形成一种结构一型水合物,其每单位晶胞内有两个十二面体(20个端点因此有20个水分子)和六个十四面体(24个水分子)的水龙头结构。其水合值20可由MASNMR来求得。甲烷气水包合物频谱于275开尔文和31兆帕斯卡下记录,显示出每个笼形都反映出峰值,且气态的甲烷也有个别的峰值。

    刷题巩固

    【例题】关于可燃冰,下列叙述不正确的有(   )。

    A、可燃冰是可再生能源

    B、可燃冰是核聚变反应生成的

    C、可燃冰燃烧时把核能转化为内能

    D、可燃冰的能量来自亿年前的太阳能

    答案:ABC

    【解析】本题考查科技。

    A项错误,可燃冰属于一次能源,并且属于一次能源中的不可再生能源。

    B项错误,可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”,并不是核聚变反应所产生。

    C项错误,可燃冰的主要成分为天然气,燃烧时将化学能转化为内能。

    D项正确,太阳是人类的“能源之母”,地球上很多的能量都来自于太阳能,可燃冰的能量也来自于太阳能。

    本题为选非题,故正确答案为ABC。
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