关于结晶水合物水是怎么“连”到晶体里面的?水合物中水分子的数量是由什么决定的,它是不变的吗?为什么CuSO4+5H2O=CuSO4.5H2O这个反应中水的数量一定是五?

关于结晶水合物水是怎么“连”到晶体里面的?水合物中水分子的数量是由什么决定的,它是不变的吗?为什么CuSO4+5H2O=CuSO4.5H2O这个反应中水的数量一定是五?
关于结晶水合物
水是怎么“连”到晶体里面的?水合物中水分子的数量是由什么决定的,它是不变的吗?为什么CuSO4+5H2O=CuSO4.5H2O这个反应中水的数量一定是五?

关于结晶水合物水是怎么“连”到晶体里面的?水合物中水分子的数量是由什么决定的,它是不变的吗?为什么CuSO4+5H2O=CuSO4.5H2O这个反应中水的数量一定是五?
许多物质从水溶液里析出晶体时,晶体里常含有一定数目的水分子,这样的水分子叫做结晶水.含有结晶水的物质叫做结晶水合物.
结晶水合物里的水分子属于结晶水合物化学固定组成的一部分.
水合物含一定量水分子的固体化合物.水合物中的水是以确定的量存在的,例如天水硫酸铜CuSO4的水合物的组成为CuSO4·5H2O.水合物中的水有几种不同的结合方式:一种是作为配体,配位在金属离子上,称为配位结晶水；另一种则结合在阴离子上,称为阴离子结晶水.例如CuSO4·5H2O加热到113℃时,只失去四分子水.只有加热到258℃以上,才能脱去最后一分子水.由此可见,4个水分子是作为配体配位在铜离子上的,即[Cu(H2O)4]2+；另一个水分子则结合在硫酸根上.一般认为,一个水分子通过氢键与中的氧原子相连接的.CuSO4·5H2O按水分子的结合方式,其结构式可写成[Cu(H2O)]4][SO4(H2O)].许多其他水合硫酸盐晶体如FeSO4·7H2O、NiSO4·7H2O、ZnSO4·7H2O等,均有相同的结合方式.
在过渡金属的水合物中,相同组成的水合物往往由于其中的水分子的结合方式不同而使其性质发生变化.例如无水三氯化铬呈红紫色；其水合物为暗绿色晶体,实验式为CrCl3·6H2O.经实验证明,6个水分子中只有4个水分子和2个氯离子作为配体与铬离子结合在内界〔Cr(H2O)4Cl2]+,不论在晶态或在水溶液中均稳定存在,因此,这种水合物的结构式可写成[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O.如将暗绿色晶体的溶液冷却至0℃以下并通入氯化氢气体,则析出紫色晶体,其结构式为[Cr(H2O)6]Cl3.将紫色晶体的溶液用乙醚处理并通以氯化氢气体,就析出一种淡绿色晶体,其结构式为〔Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O.
水也可以不直接与阳离子或阴离子结合而依一定比例存在于晶体内,在晶格中占据一定的部位.这种结合形式的水称为晶格水,一般含有12个水分子.有些晶形化合物也含水,但无一定比例.例如沸石和其他硅酸盐矿物.一些难溶的金属氢氧化物实际上也是水合物.

5水硫酸铜中硫酸铜最多能带5个水

这是由实验得出的结论，CuSO4+5H2O=CuSO4.5H2O，通过分析化学的精确测定，证明一个CuSO4分子就结合5个水分子，所以得出CuSO4.5H2O。另外，化学还有很多是不确定理论，比如混合物与纯净物，物质分类将酸分为化合物，那么盐酸是化合物吗？（摆明了是混合物嘛）所以很多理论还需要我们去探索，就可以得到等精确的答案了，希望对你有用！！！！...

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这是由实验得出的结论，CuSO4+5H2O=CuSO4.5H2O，通过分析化学的精确测定，证明一个CuSO4分子就结合5个水分子，所以得出CuSO4.5H2O。另外，化学还有很多是不确定理论，比如混合物与纯净物，物质分类将酸分为化合物，那么盐酸是化合物吗？（摆明了是混合物嘛）所以很多理论还需要我们去探索，就可以得到等精确的答案了，希望对你有用！！！！

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含有结晶水的化合物叫做结晶水合物。结晶水合物属于化合物，当然也属于纯净物。结晶水合物与相应的无水物在一定条件下可以相互转化，它们是两种不同的物质。结晶水合物在一定条件下失去部分或全部结晶水时，发生的是分解反应，如 CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O；无水物与水结合成相应的结晶水合物时，发生的是化合反应，如 CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2O，实验室常用这个反应鉴别无水酒精是否真的“无...

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含有结晶水的化合物叫做结晶水合物。结晶水合物属于化合物，当然也属于纯净物。结晶水合物与相应的无水物在一定条件下可以相互转化，它们是两种不同的物质。结晶水合物在一定条件下失去部分或全部结晶水时，发生的是分解反应，如 CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O；无水物与水结合成相应的结晶水合物时，发生的是化合反应，如 CuSO4＋5H2O=CuSO4·5H2O，实验室常用这个反应鉴别无水酒精是否真的“无水”。结晶水合物化学式中的“·”，在计算相对分子质量时是“加”的意思，不是“乘”，这与数学代数式是不同的。
结晶水合物在常温及干燥的空气中，失去一部分或全部结晶水的现象叫做风化。风化属于化学变化。如：Na2CO3·10H2O易风化。
固体物质在常温下吸收空气中的水分而变潮的现象叫做潮解。潮解属物理变化。如 NaOH固体、粗盐均易潮解。
在过去的十年间，南方海洋地质机构应用地球物理方法对黑海盆地进行了详细研究。在整个盆地布设25×25km的勘探网络，通过共深度点地震测量测得西黑海盆地沉积层厚度为15km，东黑海盆地为10km，对盆地底部的主要结构和构造进行了填图，进一步确定了不同相组成的烃类在局部油气构造中的聚集、运移及形成规律。
分析了3000km共深度点地震剖面、12000km的高频地震剖面以及500km海底声波剖面，对20％以上的地震和地震声波数据进行了计算机处理并合成地质剖面。在东黑海盆地、图阿普谢、索罗基凹陷及外克里米亚西黑海盆地部分获得了重要的结果。用“亮点”、“暗点”、“假构造”这些典型异常及其它有关的类型示出了200多个局部构造。地震地层分析指明了可能的非背斜圈闭区域(冲积扇、古河道、斜坡沉积等等)。进一步证实了天然气沿局部通道(断层、低密度带)的垂直运移及油气藏顶部的扩散作用(扩散晕)。
了解盆地不同区域的速度振幅特征类型、海底模拟反射层(BSR)类型及特殊的反射异常很有必要，通常它们与气水合物层的基底有关。
根据理论数据及戈洛马尔挑战者号钻探船的钻井结果，对黑海盆地深部的合适的温压 环境分析表明，有利于气水合物形成的温压条件为纯甲烷：水深700～750m；密度为0．6 的天然气：水深300～500m。该深度至气水合物形成带的下界由地热梯度决定，平均在海底以下400～500m的深处(最大值为800～1000m)。例如，气水合物形成带分布于深海盆地的整个深部范围及大部分大陆斜坡。结晶质的气水合物主要形成于盆地中1～3km厚的第四系沉积物中。图阿普谢及索罗基凹陷的东坡晚第三系沉积物也落在气水合物带中，它们构成了底辟构造的顶部。根据深海钻井资料，第四系沉积物由高孔隙度的粉砂—砂质层及对气体渗透率不太高的粘土层组成，通过勘探及钻井中气量调查确定了晚第三系—第四系的天然气远景。
到日前为止，初步确认黑海盆地沉积物中存在结晶质气水合物。例如，Yefremova和Zhizhchenk(1974)描述了深1950m泥岩微孔隙中的似冰状甲烷水合物晶体。1988年，苏联科学院西伯利亚分院的一支考察队在东黑海盆地费奥多西亚段近海底沉积物中取样期间。发现了几毫米至几厘米大小的气水合物晶体。1988年，对东黑海盆地进行凋查确认在该剖面的上部(主要是3～5m)存在含天然气的软泥，这种天然气含有饱和烃类及碳数达5的不饱和烃类。
根据以上直接和间接的资料，可以推测深海盆地中以固态(气水合物)和游离态(气态)形式存在的烃类聚集需具备的条件：近海底海水温度足够低及高压、地层为多孔隙交替的粘土岩，盆地具有大的油气远景。
要了解沉积物中气水合物的形成，必须搞清楚气源及它们到达气水合物带的运移通道。一种气源可能是有机质生化转换的产物(甲烷、硫化氢、二氧化碳等)。一些科学家认为在气流饱和及层间水充足的情况下，就会形成结晶质气水合物。在饱含天然气的沉积物被埋藏时，在气水合物形成带生成填充孔隙空间的初始结晶质气水合物。
Tronmuk等人认为：在适当的温压条件下，气水合物可以聚集在不饱含天然气的地层水中。当孔隙的65%～70％被气水合物填充后，含结晶质气水合物的地层实际上成为天然气的不渗透层，因此，油气藏的形成就不再需要盖层岩石。例如，在近海底沉积岩层中的有机质蚀变的初期阶段，也能够形成区域盖层。其可靠性依赖于多种因素：岩石的温度、水的盐度、气体组分，地层压力等等。
这个结论对黑海盆地中气水合物的勘探评价是非常有意义的。因为，根据戈洛马尔挑战者号船的钻井资料，在该盆地深海区推测的气水合物带几乎不存在一区域永久岩性盖层，在近海底沉积物中可能有一非渗透天然气层。这对确定勘探靶区及加强该区域勘察是非常重要的。
另一种气源属深成热解天然气，它是从主要的含油气带沿构造(断层、压碎带)和岩性通道到达气水合物带。造成运移的一个重要原因是黑海地区地壳特殊的新构造运动。
根据共深度点及高频地震剖面资料，黑海盆地中的分支背斜褶皱、泥火山及断层已作的填图与该地震剖面中的动力异常相符合。地震资料数字处理使剖面中的波图异常部分突出，与存在天然气扩散晕岩石的声波和次生变换区相符，这在油气勘探实践中都可以了解 到。另外，通过分析戈洛马尔挑战者号船的379号位的钻井资料，天然气水合物的深成热解成因模式得到进一步确认。
沉积物中存在结晶质气水合物最明显的标志是海底地形主要特征的一种反射叠加，但不是多重反射，在其它国家的文献中称作海底模拟反射层(BSR)。海底反射层至海底模拟反射层之间的波形图通常由得出的相干性及振幅的衰减程度来辨别(图1，图2）在解释某一海底模拟反射层的过程中，海底以下地层的异常深度与水深之间存在的关系是很重要的。根据大多数地震勘探的气水合物矿床证实，一般情况下，气水合物层的基底(BSR)深度随水深的增加而增加。随着反射极性的倒转及地层速度的异常增加，它能够将沉积物中存在气水合物产生的影响与其它因素(诸如象岩性或成岩交替)引起的异常区别开来。
图1 图阿普谢凹陷76号位共深度点剖面异常BSR类反射
a)共深度点时间剖面 b)判释 1）正常反射 2）衍反射 3）海底模拟反射层 4）“平坦区”反射
图2 图阿普谢凹陷东北坡34号位共深度点剖面的时间剖面
(箭头表示BSR类反射极性的转换：a)异常 b)反极性)
海底以下BSR深度的增加取决于气水合物稳定时的温压条件：较高的静水压力及近海底水温降低可使气水合物稳定在较大深度的沉积物中。这种情况在大陆架与大陆坡的邻接处最为明显，一般可观测到最大的底深梯度、热流值及气水合物形成带厚度的增加(见图1)。
为了检验这个标准，详细分析了黑海盆地显示BSR的波场异常。测出了海底至BSR剖面区间内每1～2km的反射时间。利用共深度点数据中得出的平均速度和相对深度范围对其进行了重新计算，表示深度的厚度仪记录了海底以下反射层深度。计算的数据与Makogon列出的密度为0．6的天然气甲烷水合物理论平衡曲线进行了比较，修正了在戈尔马挑战者号船的379、380及381号位测出的黑海盆地实际地温梯度。结果表明，BSR深度与水深之间关系明显。
该共深度点地震剖面处理成计算机地质剖面后，具有典型的速度振幅特征及BSR波场异常。对推测的气水合物形成带基底反射层动力特征及有关的气水合物矿床、其下的游离气藏的动力异常进行了研究得出动力影响较为持续、速度影响不大。无论怎样，根据理论和实验数据，能够标明BSR和VAMPS上方速度的异常增加及下伏层速度的降低。
例如，对图阿普谢凹陷东侧地震剖面中速度分析得出了根据共深度点的BSR的最佳层速度为155m／s，背景值为1490～1500m／s。BSR上方层速度可能增加到2800m／s。对于单个的共深度点地震剖面，经特殊处理后，测出了BSR附近的相转换效应、其下的“平坦区”类反射(图2)，可能的气水界面(图1）。
在东黑海盆地，戈尔马挑战者号船的379号位附近海底以下380～390m深度范围内，速度增大到2400m／s，下伏层(450～550m)速度降低到1400m／s(背景值为1600～1900m／s，相对于300～500m的地层段)。根据钻井资料，在海底以下380～430m深处，钻速突然降低2.5倍，但该层段的岩石密度为0.25g／cm3，小于邻近的层段。所以，在开发气水合物矿床时应综合考虑岩石、钻速及弹性波速等多方面因素(也就是说这些因素是气水合物矿床存在的标志)。

图3 黑海盆地中气水合物形成带的含天然气远景区
1)很有远景 2)有远景 3)远景不大 4)无远景
气水合物形成带中烃类的构造圈闭，有利于确定气水合物矿床及其下油气藏的位置，它们是主要的但不是唯一的气水合物聚集处。因为气水合物矿床及其下相伴生的油气藏可能不受岩性和构造控制。大陆斜坡700～800m深处至坡脚带看起来最有远景，这里的温压条件最合适且含有较丰富的有机质组分、生物成因甲烷。
分布广泛的滑动层及不等粒悬浮流也是非常重要的。Ginberg等人指出这些矿体具良好的含结晶质天然气水合物远景。认为当流体沿斜坡向下移动时，饱含水的沉积物中发生强大的湍流混合是结晶质气水合物形成的理想条件(类似于套管和输气管线中的人为条件)。气水合物的富集度以及总的储藏量取决于气态烃初始聚集的量以及沉积物迁移、再沉积过程中岩块的大小。在大陆斜坡，气水合物矿床的基底可能沿沉积物滑动面分布。
由于深部的构造运动，岩石平衡遭到破坏，可以使气水合物矿床快速形成。从而释放的大量天然气加快沉积物沿斜坡向下重力滑动，随后，在气水合物形成带的天然气沿斜坡向上运移，再次参与气水合物矿床的形成。这种现象在西里海盆地的西及西北坡最为常见，那里的滑动作用常与气水合物形成带的基底有关。这些现象在大陆斜坡保加林段获得的高分辨地震资料中很容易观察到。此外，在该地区背斜顶部附近，已发现了与次生天然气水合物有关的速度振幅特征类异常(VAMP)。
这些资料表明天然气水合物矿床和其下不同成因和构造类型油气藏位于黑海盆地水下沉积层的上部。根据所了解的盆地中地貌、构造、地热及温压条件的多样性及地球物理异常的分布，认为各区的含油气性不同(图3)。
气水合物形成带含气性的主要区域评价标准是：沉积层含油气岩性预测、有利的温压环境、游离气区构造和岩性条件、气水合物形成带区间内可见波场的特征异常。这些标准可确定某一区域的含气远景。由于前两个标准在盆地深海部变化不大，区域评价中主要还是参照后两个标准。
气水合物的地震增益在整个盆地呈不规则分布。大部分BSR类异常集中在图阿普谢盆地沉积层的上部，Shatskiy和Andrusov隆起顶部及Anapa至Sochi的大陆斜坡。在西黑海盆地，受分支背斜褶皱及可能的泥火山限制，主要是VAMP类异常。大多数BSR及VAMP类异常的一个主要特征是直接分布在早第三纪沉积的构造断裂附近。它们是气态烃的补给通道，断裂附近的强烈的动力异常沿倾斜地层向上延伸好几公里同样也表明了这一特征。根据定量计算异常BSR及AVMP反射波的声阻抗以及岩石的物理特性认为气水合物层是导致这些异常产生的主要原因。
从综合地质学观点出发，无疑古代和现代河流中富含有机质的冲积扇砂质层以及古水流沉积层是远景区。显然，共深度点(CDP)法分辨力不高而妨碍对地震剖面中气水合物层的直接测定。温压条件不利的地区认为是非远景区，不可能存在气水合物层，但有游离气藏的可能。
气水合物储量的初步评价是根据Trofimuk等人提出的方法来计算的。平均厚度为300m的近海底沉积物中埋藏的甲烷储量密度为(1170～1384) ×106m3／km2，水合物层的天然气回采率为0．7。麦索亚哈黑海盆地最有远景的地区水合物形成带中天然气可采储量估计为：(60～75) ×1012m3。
有关研究气水合物形成过程及野外实验结果的大量新出版物对评价气水合物储量的原 始资料数据进行了加工提炼。麦索亚哈油田的试采表明，气水合物矿床的天然气采收率小于0．5。Yefremova及Gritchina认为考虑可能含气水合物沉积的区域分布及气水合物矿床的层状垂直构造的“修补”很有必要。Troiimuk等人指出在预测气水合物形成带天然气储量时应考虑岩石温度、有机质丰度、沉积物的厚度变化等其它几个因素。由于对盆地深部的了解还很不够，所以，还谈不上具体考虑这些甲素。因此，改用较低的区域含气系数(0．3)来计算，预测的天然气储量(20～25)×1012m3。
在图阿普谢凹陷对预测的气水合物矿床利用高频地震测量进行了深入的研究。考虑了大陆斜坡的热流变化及海底至BSR带内沉积物的声波特征、层理及可能含气水合物岩石的大致体积，利用储量密度上限、采收率(0．5)、低区域含气系数(0．3)，估计矿床中天然气的储量范围属苏联大型气田。
因而，地质和地球物理调查资料为我们评价黑海盆地沉积物上部气水合物形成带中天然气的远景提供了可能性。近海底沉积层中存在气水合物使我们对盆地天然气的储量有了新的认识。外克里米亚和高加索盆地深海部是值得进一步调查的最具远景的靶区。索罗基凹陷和盆地中部的泥火山、似底辟构造以及构造断裂带可能会出现大型的矿床，盆地大陆坡的保加林和罗马尼亚层段无疑也是有远景的。
来源：史斗，孙成权，朱岳年编.国外天然气水合物研究进展.兰州：兰州大学出版社，1992.45～50

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