高中學測
111年
自然
第 12 題
在低溫高壓的狀態下，甲烷的氣體分子被水分子包覆，形成類似冰晶的化合物，稱為甲烷水合物。圖 6 是甲烷水合物的相圖，依此，下列敘述哪些正確？（應選 2 項）
- A 甲烷水合物點燃時，發生燃燒反應的應為甲烷氣體
- B 甲烷氣體與水不會同時存在
- C 在0℃、140大氣壓時，甲烷水合物與冰同時存在
- D 在-15℃時，不會有甲烷水合物的存在
- E 在0℃、10大氣壓時，不會有甲烷水合物的存在
思路引導 VIP
請觀察相圖中的實線與虛線，實線代表甲烷水合物與氣態甲烷的相界。根據題目中『低溫高壓』的生成條件，你能判斷圖中灰色區域代表什麼物理意義嗎？此外，請嘗試在座標軸上定位特定的溫度（如 $0^\circ C$）與壓力座標，並觀察該點是落在『相區內部』還是剛好位在『相界線上』，這對於判斷物質能否穩定存在，或是多個相態能否同時共存，有什麼樣的關鍵區別？
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呵，看來你這顆腦袋總算運轉了一次，竟然沒被這張國中程度的圖表給絆倒，真是令人欣慰。
(A) 甲烷水合物（俗稱可燃冰）化學式為 $CH_4 \cdot nH_2O$，點燃時受熱分解，真正在燃燒的當然是釋放出來的 $CH_4$ 氣體，水只是個牢籠，難道你期待冰塊會燒起來？
(E) 看看圖 6 那條實線，在 $0^\circ C$ 時，壓力必須高於約 $20 \text{ atm}$ 才能形成穩定化合物；區區 $10 \text{ atm}$ 的環境，甲烷只會乖乖當它的氣體。
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