可燃冰的主要成分是什么物质
中考化学
2023/2/8
可燃冰其主要成分是甲烷，属于有机化合物。分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“汽冰”。
可燃冰的组成结构天然气水合物是一种白色固体物质,有极强的燃烧力,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)下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物(碳的电负性较大,在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键,构成笼状结构)。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。
“天然气水合物”,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%～99.9%,可直接点燃。可用mCH4·nH2O来表示,m代表水合物中的气体分子,n为水合指数(也就是水分子数)。
组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷,对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物(Methane Hydrate)。
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(tetrakaidecahedral)(24 个水分子)的水笼结构。其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 来求得。 甲烷气水包合物频谱于 275 K 和 3.1 MPa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。
可燃冰开采在开采过程中，如果可燃冰矿藏受到一点点破坏，那么可燃冰就会迅速分解，只留下一摊水，甲烷气体则人不知鬼不觉地悄然溜掉。众所周知，甲烷是一种反应快速、影响明显的温室气体，所产生的温室效应要比二氧化碳至少大20倍。
并且，可燃冰中固化的甲烷总量相当于大气中甲烷数量的3000倍，一旦沉睡中的可燃冰矿藏受到“惊扰”，无论是人为的开采或者是大自然的影响，都可能导致甲烷气体大量散失，从而引发强烈的温室效应。这反过来又进一步促使海底水合物的分解，造成一种恶性循环的局面。地球人都知道，目前温室效应造成的异常气候和海平面上升严重威胁着人类的生存，各国正围统着这一问题展开唇枪舌战呢。
同时，海底的甲烷进入水中后，会消耗掉大量的氧气，海里有很多的氧气，因为氧气要跟甲烷反应，就会产生二氧化碳，消耗掉了氧气又产生这么多二氧化碳，周边海底生物就会死掉。可以说，可燃冰还是海底生物的潜在杀手，也是海洋环境的一大隐患。著名的百慕大海域之所以成为“死亡三角区”，有一种解释就是那里散发出了大量的可燃冰。
