(9分)Ar、Xe、CH4、Cl2等分子能和水形成气体水合物晶体。在这种晶体中,水分子形成三维氢键骨架体系。在骨架中有空穴,它可以容纳这些气体小分子形成笼型结构。
4-1 甲烷的气体水合物晶体成为可燃冰。已知每1m3这种晶体能释放出164m3的甲烷气体。试估算晶体中水与甲烷的分子比。(不足的数据由自己假定,只要假设合理均按正确论)
4-2 X-射线衍射分析表明,该晶体属于立方晶系a=1200pm。晶胞中46个水分子围成两个五角十二面体和六个稍大的十四面体(2个六角形面,12个五角形面),八个CH4分子可以进入这些多面体笼中。计算甲烷和水的分子数之比和该晶体的密度。
4-3 已知Cl2的气体水合物晶体中,Cl2和H2O的分子数之体为18,在其晶体中水分子所围成的笼型结构与可燃冰相同。推测它的结构。
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