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物質平衡方法為什麼會有多解性

發布時間:2022-10-02 04:23:10

『壹』 場地級基礎儲存量(B級)計算

場地級基礎儲存量(B級)計算以CO2地質儲存工程場地為評價單元,通常需要對CO2注入儲層中的狀況進行數值模擬,進而獲得准確的工程場地的儲存年限。在計算過程中要求擁有豐富而精確的數據。基礎儲存量計算的基本流程見圖2-2。

圖2-2 基礎儲存量評價基本流程表

(一)儲存場地地質建模

1.地層特徵描述

利用獲得的場地地質背景資料和鑽孔資料,對計算單元的地層岩性、產狀變化、地質結構與分布特徵進行精細描述。

2.儲蓋層概化

根據場地地質構造、地層岩性、儲蓋層組合與空間展布、水文地質條件、資源狀況等要素對評價單元內的儲、蓋層進行精細概化,建立高精度的三維地質模型。

3.儲層參數概化

儲層參數概化要求參數齊全,並對儲、蓋層作出精確描述。對儲層孔隙度、滲透率、儲層類型、儲層中的水飽和度、水化學類型等進行細致的參數分區,並且將各個參數分區作疊加處理,針對每個參數分區展開計算。

(二)計算方法

與C級控制潛力評價相比,場地級基礎儲存量(B級)計算范圍僅局限於場地級,要求參數齊全、精細,計算方法精確。計算時,首先要計算出場地的理論儲存量,再計算有效儲存量,即為B級基礎儲存量,以靜態儲存量計算為主。

1.深部鹹水層

首先分別計算構造地層儲存、束縛氣體儲存和溶解儲存三部分儲存量,然後計算場地級基礎儲存量(B級)基礎儲存量。

(1)構造地層儲存機理

在深部鹹水層構造地層圈閉中儲存CO2和枯竭油氣藏中儲存CO2相類似,不同的是圈閉里充滿的是水而不是烴類物質。計算公式見式(2-37)。

二氧化碳地質儲存技術方法概論

式中:NR為最終可采儲存量,109m3;C為接觸系數,量綱為1;API為原油重度,API=141.5/γ。-131.5/γ。為原油相對密度。

適用范圍:主要應用於注入CO2提高石油採收率油藏中CO2的基礎儲存量的計算。從實際油田大量的實踐中獲得相關系數。

3.氣田

計算公式與C級控制潛力相似,見式(2-4)。計算精度要明顯提高。

4.煤層

計算公式與C級控制潛力相似,見式(2-34)。計算精度要明顯提高。

(三)數值模擬方法應用

在場地級基礎儲存量計算中,需要對注入儲層內的CO2運移狀況進行數值模擬。通過數值模擬可以預測未來某一段時間內CO2在儲層內的分布狀況,進而對CO2地質儲量的計算結果予以驗證。前文提及的計算方法都是基於CO2最後可溶於儲層的總量,但是CO2在儲層中的儲存過程具有一定的時間尺度,且不同的時段可注入量是不同,需要藉助於數值模擬技術來解決這一問題,詳見第九章數值模擬技術方法。

『貳』 等效平衡是什麼

1.恆溫恆容時,對於前後分子數目不等的反應,將投料的物質的量轉化到一邊物質,若數值相等,則為等效平衡(實際上是等同平衡).2.恆溫恆容時,對於前後分子數目相等的反應,將投料的物質的量轉化到一邊物質,若數值成比例,則為等效平衡.
3.恆溫恆壓時,對於任何反應,將投料的物質的量轉化到一邊物質,若數值成比例,則為等效平衡.一、等效平衡問題是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)來進行的有關判斷和計算問題,即利用與某一平衡狀態等效的過渡平衡狀態(相同平衡)進行有關問題的分析、判斷,或利用相似平衡的相似原理進行有關量的計算。所以等效平衡也是一種思維分析方式和解題方法。這種方法往往用在相似平衡的計算中。

由上敘述可知,相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的,相同平衡是指有關同一平衡狀態的一類計算,相似平衡是指幾個不同但有著比值關系的平衡的一類計算,而等效平衡則是利用平衡等效來解題的一種思維方式和解題方法。

建立相同平衡或相似平衡與外界條件有關,一是恆溫恆容,一是恆溫恆壓。
①在恆溫、恆容下

只要能使各物質的初始物質的量分別相等,就可以建立相同平衡。兩個平衡的所有對應平衡量(包括正逆反應速率、各組分的物質的量分數、物質的量濃度、氣體體積分數、質量分數等)完全相等。只要能使各物質初始物質的量之比相等就可以建立相似平衡。即兩平衡的關系是相等關系。兩平衡中各組分的物質的量分數、氣體體積分數、質量分數、各反應物的轉化率等對應相等;而兩平衡中的正逆反應速率、各組分平衡時的物質的量及物質的量濃度等對應成比例。例如,在恆溫恆容的兩個相同容器中,分別投入1mol N2、3mol H2 與2mol NH3,平衡時兩容器中NH3的質量分數相等。

②在恆溫、恆壓下

只要使各物質初始濃度相等即可建立相似平衡。即兩平衡的關系是相似關系。兩平衡中各組分平衡時的物質的量濃度、物質的量分數、氣體體積分數、質量分數、各反應物的轉化率等對應相等;每個平衡中,正、逆反應速率彼此相等;兩平衡中正與正,反與反速率各自對應成比例;而兩平衡中各組分平衡時的物質的量等對應成比例。

等效平衡狀態的分類和判斷:

(1)恆溫恆容下,改變起始加入物質的物質的量,如通過可逆反應的化學計量數換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相等,則達平衡後與原平衡等效
(2)恆溫恆容下,對於反應前後物質的量相等的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量的之比與原平衡相同,兩平衡等效
(3)恆溫恆壓下,改變起始加入物質的物質的量,只要按化學計量數,換算成同一半邊的物質的物質的量之比與原平衡相同,則達平衡後與原平衡等效

注意事項:

1、平衡等效,轉化率不一定相同

①若是從不同方向建立的等效平衡,物質的轉化率一定不同。如在某溫度下的密閉定容容器中發生反應2M(g)+ N(g)=2E(g),若起始時充入2molE,達到平衡時氣體的壓強比起始時增大了20%,則E的轉化率是40%;若開始時充入2molM和1molN,達到平衡後,M的轉化率是60%。
②若是從一個方向建立的等效平衡,物質的轉化率相同。如恆溫恆壓容器中發生反應2E(g) =2M(g)+ N(g),若起始時充入2molE,達到平衡時M的物質的量為0.8mol,則E的轉化率是40%;若開始時充入4molE,達到平衡後M的物質的量為1.6mol,則E的轉化率仍為40%。
2、平衡等效,各組分的物質的量不一定相同

①原料一邊倒後,對應量與起始量相等的等效平衡,平衡時各組分的物質的量相等。
②原料一邊倒後,對應量與起始量比不相等(不等於1)的等效平衡,平衡時各組分的物質的量不相等,但各組分的物質的量分數相等。
等效平衡問題由於其涵蓋的知識豐富,考察方式靈活,對思維能力的要求高,一直是同學們在學習和復習「化學平衡」這一部分內容時最大的難點。近年來,沉寂了多年的等效平衡問題在高考中再度升溫,成為考察學生綜合思維能力的重點內容,這一特點在2003年和2005年各地的高考題中體現得尤為明顯。很多同學們在接觸到這一問題時,往往有一種恐懼感,信心不足,未戰先退。實際上,只要將等效平衡概念理解清楚,加以深入的研究,完全可以找到屢試不爽的解題方法。
等效平衡問題的解答,關鍵在於判斷題設條件是否是等效平衡狀態,以及是哪種等效平衡狀態。要對以上問題進行准確的判斷,就需要牢牢把握概念的實質,認真辨析。明確了各種條件下達到等效平衡的條件,利用極限法進行轉換,等效平衡問題就能迎刃而解了。

二. 方法指導

解等效平衡的題,有一種基本的解題方法——極限轉換法。由於等效平衡的建立與途徑無關,不論反應時如何投料,都可以考慮成只加入反應物的「等效」情況。所以在解題時,可以將所加的物質「一邊倒」為起始物質時,只要滿足其濃度與開始時起始物質時的濃度相同或成比例,即為等效平衡。但是,要區分「濃度相同」或「濃度成比例」的情況,必須事先判斷等效平衡的類型。有了等效平衡類型和條件的判斷,就可以採用這種「一邊倒」的極限轉換法列關系式了。下面我們看一看這種極限轉換法在解題中的運用。

不同條件下的等效平衡

1. 對於一般可逆反應,在恆溫、恆容條件下建立平衡,改變起始時加入物質的物質的量,如果能夠按化學計量數換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相同,則兩平衡等效。
如:按下列三條途徑,在恆溫、恆容下建立的平衡等效
Ⅰ 3mol 1mol 0
Ⅱ 0 0 2mol
Ⅲ a b c
Ⅲ中,應滿足:b+c/2=1,a+3c/2=3。
例1.一可逆反應:2A(g)+3B(g)=x C(g)+4D(g),若按下列兩種配比,在同溫、同體積的密閉容器中進行反應。

(1)0.8mol A,1.2mol B,1.2mol C,2.4mol D
(2)1.4mol A,2.1mol B,0.6mol C,1.2mol D
達到平衡後,C的質量分數相同,則x的值為( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
解析:因為在等溫、等容下平衡時,C的質量分數相同,則屬於同一平衡狀態,變化的A、B、C、D的物質的量之比為:0.6∶0.9∶0.6∶1.2=2∶3∶2∶4。故選B項。
2. 在恆溫、恆壓下,改變起始時加入物質的物質的量,只要按化學方程式系數比換算成同一半邊物質的物質的量之比與原平衡相同,兩平衡等效。
如:按下列三條途徑建立的平衡為等效平衡
Ⅰ 3mol 1 mol 0mol
Ⅱ 0mol 0mol 2mol
Ⅲ 3nmol nmol x(x≥0)mol
小結:若恆溫、恆容,則3n+3x/2=3, n+x/2=1;若恆溫、恆壓,則(3n+3x/2):(n+x/2)=3:1 即可。
例2. 在恆溫、恆壓下,有下列氣體反應分別從兩條途徑進行
2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)
Ⅰ 2mol 2mol 0 0
Ⅱ 0 0 2mol 6mol
下列敘述正確的是( )
A. Ⅰ、Ⅱ兩條途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的百分組成相同。
B. Ⅰ、Ⅱ兩條途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的百分組成不同。
C. 達到平衡時,Ⅰ途徑所用的時間與Ⅱ途徑所用的時間相同
D. 達到平衡時,Ⅰ途徑混合氣體密度等於Ⅱ途徑混合氣體的密度
解析:因反應前後氣體體積不變,壓強對該平衡無影響,途徑Ⅰ、Ⅱ為等效平衡,故選A、D項。
3. 在恆溫、恆容下,對於反應前後氣體分子數不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量比例與原平衡的相同,兩平衡就是等效平衡。(相當於恆溫、恆壓下的等效平衡,原因是平衡不受壓強影響)。
例3. 在兩個密閉容器內,保持溫度為423K,同時向A、B兩容器中分別加入a mol、b mol HI,待反應2HI(g)=H2(g)+I2(g)達到平衡後,下列說法正確的是( )
A. 從反應開始到達到平衡所需時間tA>tB
B. 平衡時I2濃度c(I2)A=c(I2)B
C. 平衡時I2蒸氣在混合氣體中體積分數A%>B%
D. HI的平衡分解率相等
解析:等溫下,該反應前後系數不變,平衡不受壓強影響,A、B兩容器中的平衡可視為等效平衡,故應選D項。
例4. 某恆溫、恆容的密閉容器充入3mol A和2mol B,反應3A(g)+2B(g)=xC(g)+yD(g)達到平衡時C的體積分數為m%。若將0.6mol A,0.4mol B,4mol C,0.8mol D作為起始物充入,同溫同容下達到平衡時C的體積分數仍為m%,則x=_______,y=_______。
解析:同溫同容下達到平衡時C的體積分數仍為m%,則兩平衡為等效平衡,因而有
3A(g)+2B(g)=x C(g)+y D(g)
Ⅰ 3mol 2mol 0 0
Ⅱ 0.6mol 0.4mol 4mol 0.8mol
所以有:0.6+(3×4)/x=3,0.6+(3×0.8)/y=3。
解得:x=5,y=1。
解析2:
恆溫恆容 一邊倒 完全相同
1:3 2 0 0
2:0.6 0.4 4 0.8
4/x*3+0.6=3 0.8/y*2+0.4=2 解出 X=5 Y=1參考資料:http://ke..com/view/525498.htm?fr=ala0_1

『叄』 以模型為基礎的構造解釋技術

合肥盆地構造特徵極為復雜,特別是前陸沖斷帶常常使得一般解釋方法無能為力,而以模型為基礎的解釋方法在合肥盆地,特別山前復雜構造區地震資料構造解釋中發揮較好的作用,它也是當前復雜構造區地震資料解釋的主要手段。所謂以模型為基礎的解釋實際上是將野外露頭資料、非地震資料、鑽井資料和地震剖面反射特徵等的綜合分析,結合前陸沖斷帶構造模式,對復雜構造區地震剖面進行初步構造解釋和速度分析,並建立沿剖面的地震模型和地質模型,並將地震模型模擬與幾何模型模擬(平衡剖面)相結合的解釋方法,對兩種模型分別進行獨立的模擬,通過不斷修改模型和比較兩種方法的結果來減少解釋的多解性,從而獲得比較合理的構造解釋方案。

(一)初始地質模型與地震模型的建立

建立初始地質模型與地震模型,首先要對合肥盆地的區域地質資料、野外露頭資料、非地震資料和鑽井資料進行綜合分析,結合前陸沖斷帶構造模式對地震剖面進行初步的構造解釋。在解釋過程中抓住反射波組比較明顯的主要目的層,如印支面進行解釋,充分利用不整合界面劃分大套的反射層序。在選擇構造模式時既遵循符合本區實際的地質情況,又要反映地震剖面反射特徵的原則。利用偏移處理的速度模擬對各個解釋層位進行時深轉換可獲得本條測線各目的層的深度剖面即初始地質模型,深度剖面與速度剖面相結合可獲得初始地震模型。

(二)地質構造的幾何模擬與平衡剖面技術

對地震解釋的初始方案進行檢驗,最後獲得滿足地震模擬條件且較合理的地震解釋方案,這僅僅是在一個方面對地震解釋方案合理性的約束,還必須從另一方面即地質構造的兒何模擬來加以約束,也就是說要用平衡剖面技術來對地震模擬所得出的地震解釋方案進行檢驗。

地質構造的幾何模擬分正演模擬和反演模擬兩部分,正演模擬從未變形的剖面即未經過構造變動的原始沉積剖面開始,計算其不同時期變形後的狀態;而反演模擬則是從變形後的剖面即經構造變動改造後的現代剖面開始,計算其變形前的狀態;根據地震解釋方案進行地層恢復的平衡剖面技術實際上就是反演幾何模擬。

反演幾何模擬的平衡剖面技術是根據現今所展現的地質解釋剖面特徵(已變形剖面),把它恢復到過去各個指定地質時代構造變形狀態時的地質剖面,並最終恢復到未變形狀態時的剖面。如果一條地質解釋剖面能恢復到變形前的狀態,並能保持物質平衡,則該地震剖面的解釋是合理的,如果最終復原剖面不能平衡,地層有畸變現象,則地震剖面的解釋是不合理的。

反演幾何模擬的平衡剖面的製作是對地層解釋所得到的深度剖面(地質模型)逐層(包括每個斷層)進行復原,檢查物質是否平衡,如果某個層位或某個斷層解釋出現錯誤,則會在該位置出現不平衡,最終復原剖面就會出現地層畸變;而根據這種畸變現象修改原來的解釋方案,重新復原和檢查平衡狀態,反復這一步驟,直到平衡為止,最終獲得滿足地質構造幾何模擬的解釋方案。合肥盆地利用HF99-700和HF99-340剖面進行了平衡地質剖面的製作,剖面復原後未出現地層畸變,地層保持平衡,表明該解釋方案比較合理。

地質構造的幾何模擬存在多解性,一條剖面可能有多個解釋方案復原後都是平衡的,而平衡剖面技術與地震模擬相結合就會大大降低這種多解性,使解釋方案更加合理;因此,平衡剖面技術和地震模擬技術要對來自兩個方面的解釋結果進行相互制約、相互檢驗、互為補充;另一方面,對於一種解釋方案,平衡剖面技術和地震模擬技術反復地進行,通過不斷地逼近使修改的方案收斂到最合理的解釋程度,最終得到最佳解釋方案。

『肆』 高中化學等效平衡怎麼解釋

等效平衡問題是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)來進行的有關判斷和計算問題,即利用與某一平衡狀態等效的過渡平衡狀態(相同平衡)進行有關問題的分析、判斷,或利用相似平衡的相似原理進行有關量的計算。所以等效平衡也是一種思維分析方式和解題方法。這種方法往往用在相似平衡的計算中。
化學平衡狀態的達到與化學反應途徑無關。即在相同的條件下,可逆反應無論從正反應開始還是從逆反應開始,還是從既有反應物又有生成物開始,達到的化學平衡狀態是相同的,平衡混合物中各組成物質的百分含量保持不變,也就是等效平衡。

等效平衡狀態的分類和判斷:
(1)恆溫恆容下,改變起始加入物質的物質的量,如通過可逆反應的化學計量數換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相等,則達平衡後與原平衡等效
(2)恆溫恆容下,對於反應前後都是氣體且物質的量相等的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量的之比與原平衡相同,兩平衡等效
(3)恆溫恆壓下,改變起始加入物質的物質的量,只要按化學計量數,換算成同一半邊的物質的物質的量之比與原平衡相同,則達平衡後與原平衡等效

故等效平衡的內涵是,在一定條件下(等溫等容或等溫等壓),只是起始加入情況不同的同一可逆反應達到平衡後,任何相同組分的質量分數(或體積分數)都相同,這樣的平衡互為等效平衡。

等效平衡
概念是解題的基石。只有深入理解概念的內涵和外延,才能在解題中觸類旁通,游刃有餘。人教版教材對等效平衡概念是這樣表述的:「實驗證明,如果不是從CO和H2O(g)開始反應,而是各取0.01molCO2和0.01molH2,以相同的條件進行反應,生成CO和H2O(g),當達到化學平衡狀態時,反應混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各為0.005mol,其組成與前者完全相同(人教版教材第二冊(必修加選修)第38頁第四段)。」這段文字說明了,化學平衡狀態的達到與化學反應途徑無關。即在相同的條件下,可逆反應無論從正反應開始還是從逆反應開始,還是從既有反應物又有生成物開始,達到的化學平衡狀態是相同的,平衡混合物中各組成物質的百分含量保持不變,也就是等效平衡。 由上敘述可知,相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的,相同平衡是指有關同一平衡狀態的一類計算,相似平衡是指幾個不同但有著比值關系的平衡的一類計算,而等效平衡則是利用平衡等效來解題的一種思維方式和解題方法。
編輯本段條件
建立相同平衡或相似平衡與外界條件有關,一是恆溫恆容,二是恆溫恆壓。
①在恆溫、恆容下
(方程式前系數之比不同時)只要能使各物質的初始物質的量分別相等,就可以建立相同平衡。兩個平衡的所有對應平衡量(包括正逆反應速率、各組分的物質的量分數、物質的量濃度、氣體體積分數、質量分數等)完全相等。 (方程式前系數之比相同時)只要能使各物質初始物質的量之比相等就可以建立相似平衡。即兩平衡的關系是相等關系。兩平衡中各組分的物質的量分數、氣體體積分數、質量分數、各反應物的轉化率等對應相等;而兩平衡中的正逆反應速率、各組分平衡時的物質的量及物質的量濃度等對應成比例。
②在恆溫、恆壓下
只要使各物質初始濃度對應成比例即可建立相似平衡。即兩平衡的關系是相似關系。兩平衡中各組分平衡時的物質的量濃度、物質的量分數、氣體體積分數、質量分數、各反應物的轉化率等對應相等;兩平衡中正與正,逆與逆速率各自對應成比例;而兩平衡中各物質平衡時的物質的量 反應容器的體積 等對應成比例。 若實在無法理解 則可以藉助理想氣體狀態方程考慮 PV=nRT P:壓強 V:體積 n:物質的量 R:普適常量 T:熱力學溫度
編輯本段等效平衡狀態的分類和判斷:
(1)恆溫恆容下,改變起始加入物質的物質的量,如通過可逆反應的化學計量數換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相等,則達平衡後與原平衡等效 (2)恆溫恆容下,對於反應前後都是氣體且物質的量相等的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量的之比與原平衡相同,兩平衡等效 (3)恆溫恆壓下,改變起始加入物質的物質的量,只要按化學計量數,換算成同一半邊的物質的物質的量之比與原平衡相同,則達平衡後與原平衡等效
編輯本段注意事項:
1、平衡等效,轉化率不一定相同
①若是從不同方向建立的等效平衡,物質的轉化率一定不同。如在某溫度下的密閉定容容器中發生反應2M(g)+ N(g)=2E(g),若起始時充入2molE,達到平衡時氣體的壓強比起始時增大了20%,則E的轉化率是40%;若開始時充入2molM和1molN,達到平衡後,M的轉化率是60%。 ②若是從一個方向建立的等效平衡,物質的轉化率相同。如恆溫恆壓容器中發生反應2E(g) =2M(g)+ N(g),若起始時充入2molE,達到平衡時M的物質的量為0.8mol,則E的轉化率是40%;若開始時充入4molE,達到平衡後M的物質的量為1.6mol,則E的轉化率仍為40%。
2、平衡等效,各組分的物質的量不一定相同
①原料一邊倒後,對應量與起始量相等的等效平衡,平衡時各組分的物質的量相等。 ②原料一邊倒後,對應量與起始量不相等(它們的比不等於1)的等效平衡,平衡時各組分的物質的量不相等,但各組分的物質的量分數相等。 等效平衡問題由於其涵蓋的知識豐富,考察方式靈活,對思維能力的要求高,一直是同學們在學習和復習「化學平衡」這一部分內容時最大的難點。近年來,沉寂了多年的等效平衡問題在高考中再度升溫,成為考察學生綜合思維能力的重點內容,這一特點在2003年和2005年各地的高考題中體現得尤為明顯。很多同學們在接觸到這一問題時,往往有一種恐懼感,信心不足,未戰先退。實際上,只要將等效平衡概念理解清楚,加以深入的研究,完全可以找到屢試不爽的解題方法。 等效平衡問題的解答,關鍵在於判斷題設條件是否是等效平衡狀態,以及是哪種等效平衡狀態。要對以上問題進行准確的判斷,就需要牢牢把握概念的實質,認真辨析。明確了各種條件下達到等效平衡的條件,利用極限法進行轉換,等效平衡問題就能迎刃而解了。
編輯本段一. 概念辨析
概念是解題的基石。只有深入理解概念的內涵和外延,才能在解題中觸類旁通,游刃有餘。人教版教材對等效平衡概念是這樣表述的:「實驗證明,如果不是從CO和H2O(g)開始反應,而是各取0.01molCO2和0.01molH2,以相同的條件進行反應,生成CO和H2O(g),當達到化學平衡狀態時,反應混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各為0.005mol,其組成與前者完全相同(人教版教材第二冊(必修加選修)第38頁第四段)。」這段文字說明了,化學平衡狀態的達到與化學反應途徑無關。即在相同的條件下,可逆反應無論從正反應開始還是從逆反應開始,還是從既有反應物又有生成物開始,達到的化學平衡狀態是相同的,平衡混合物中各組成物質的百分含量保持不變,也就是等效平衡。 等效平衡的內涵是,在一定條件下(等溫等容或等溫等壓),只是起始加入情況不同的同一可逆反應達到平衡後,任何相同組分的質量分數(或體積分數)都相同,這樣的平衡互為等效平衡。
編輯本段分類
等效平衡的外延是它的分類,即不同類型的等效平衡以及其前提條件,這在具體的解題過程中有更廣泛的應用。等效平衡可分為三種類型: (1)等溫等容下,建立等效平衡的條件是:反應物的投料相當。例如,在恆溫恆容的兩個相同容器中,分別投入1mol N2、3mol H2 與2mol NH3,平衡時兩容器中NH3的質量分數(或體積分數)相等。 (2)等溫等壓下,建立等效平衡的條件是:反應物的投料比相等。例如,在恆溫恆壓條件下的兩個容器中,分別投入2.5mol N2、5mol H2 與5mol N2、10mol H2,平衡時兩容器中NH3的質量分數(或體積分數)相等。 (3)對於反應前後氣體體積數不變的可逆反應,無論是等溫等容還是等溫等壓,只要按相同比例加入反應物和生成物,達平衡後與原平衡等效。
編輯本段二. 方法指導
解等效平衡的題,有一種基本的解題方法——極限轉換法。由於等效平衡的建立與途徑無關,不論反應時如何投料,都可以考慮成只加入反應物的「等效」情況。所以在解題時,可以將所加的物質「一邊倒」為起始物質時,只要滿足其濃度與開始時起始物質時的濃度相同或成比例,即為等效平衡。但是,要區分「濃度相同」或「濃度成比例」的情況,必須事先判斷等效平衡的類型。有了等效平衡類型和條件的判斷,就可以採用這種「一邊倒」的極限轉換法列關系式了。下面我們看一看這種極限轉換法在解題中的運用。
編輯本段不同條件下的等效平衡
1. 對於一般可逆反應,在恆溫、恆容條件下建立平衡,改變起始時加入物質的物質的量,如果能夠按化學計量數換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相同,則兩平衡等效。 如:按下列三條途徑,在恆溫、恆容下建立的平衡等效 3H2(g)+N2(g)=2NH3(g) Ⅰ 3mol 1mol 0 Ⅱ 0 0 2mol Ⅲ a b c Ⅲ中,應滿足:b+c/2=1,a+3c/2=3。 例1.一可逆反應:2A(g)+3B(g)=x C(g)+4D(g),若按下列兩種配比,在同溫、同體積的密閉容器中進行反應。 有 (1)0.8mol A,1.2mol B,1.2mol C,2.4mol D (2)1.4mol A,2.1mol B,0.6mol C,1.2mol D 達到平衡後,C的質量分數相同,則x的值為( ) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 解析:因為在等溫、等容下平衡時,C的質量分數相同,則屬於同一平衡狀態,變化的A、B、C、D的物質的量之比為:0.6∶0.9∶0.6∶1.2=2∶3∶2∶4。故選B項。 2. 在恆溫、恆壓下,改變起始時加入物質的物質的量,只要按化學方程式系數比換算成同一半邊物質的物質的量之比與原平衡相同,兩平衡等效。 如:按下列三條途徑建立的平衡為等效平衡 3H2(g)+N2(g)=2NH3(g) Ⅰ 3mol 1 mol 0mol Ⅱ 0mol 0mol 2mol Ⅲ 3nmol nmol x(x≥0)mol 小結:若恆溫、恆容,則3n+3x/2=3, n+x/2=1;若恆溫、恆壓,則(3n+3x/2):(n+x/2)=3:1 即可。 例2. 在恆溫、恆壓下,有下列氣體反應分別從兩條途徑進行 2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g) Ⅰ 2mol 2mol 0 0 Ⅱ 0 0 2mol 6mol 下列敘述正確的是( ) A. Ⅰ、Ⅱ兩條途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的百分組成相同。 B. Ⅰ、Ⅱ兩條途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的百分組成不同。 C. 達到平衡時,Ⅰ途徑所用的時間與Ⅱ途徑所用的時間相同 D. 達到平衡時,Ⅰ途徑混合氣體密度等於Ⅱ途徑混合氣體的密度 解析:因反應前後氣體體積不變,壓強對該平衡無影響,途徑Ⅰ、Ⅱ為等效平衡,故選A、D項。 3. 在恆溫、恆容下,對於反應前後氣體分子數不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量比例與原平衡的相同,兩平衡就是等效平衡。(相當於恆溫、恆壓下的等效平衡,原因是平衡不受壓強影響)。 例3. 在兩個密閉容器內,保持溫度為423K,同時向A、B兩容器中分別加入a mol、b mol HI,待反應2HI(g)=H2(g)+I2(g)達到平衡後,下列說法正確的是( ) A. 從反應開始到達到平衡所需時間tA>tB B. 平衡時I2濃度c(I2)A=c(I2)B C. 平衡時I2蒸氣在混合氣體中體積分數A%>B% D. HI的平衡分解率相等 解析:等溫下,該反應前後系數不變,平衡不受壓強影響,A、B兩容器中的平衡可視為等效平衡,故應選D項。 例4. 某恆溫、恆容的密閉容器充入3mol A和2mol B,反應3A(g)+2B(g)=xC(g)+yD(g)達到平衡時C的體積分數為m%。若將0.6mol A,0.4mol B,4mol C,0.8mol D作為起始物充入,同溫同容下達到平衡時C的體積分數仍為m%,則x=_______,y=_______。 解析:同溫同容下達到平衡時C的體積分數仍為m%,則兩平衡為等效平衡,因而有 3A(g)+2B(g)=x C(g)+y D(g) Ⅰ 3mol 2mol 0 0 Ⅱ 0.6mol 0.4mol 4mol 0.8mol 所以有:0.6+(3×4)/x=3,0.6+(3×0.8)/y=3。 解得:x=5,y=1。 解析2: 恆溫恆容 一邊倒 完全相同 1:3 2 0 0 2:0.6 0.4 4 0.8 4/x*3+0.6=3 0.8/y*2+0.4=2 解出 X=5 Y=1

『伍』 物質平衡方法

此方法是計算整個儲集層初始儲量減去已產出的油量所得到的剩餘油含量的平均估算值。

我國東部有的油田開發已由高含水期進入特高含水期。經過二十多年的摸索探討,形成了一套陸相地層的剩餘油研究方法。除進行常規的沉積相細分等地質研究外,還著重於油層物理學、油氣滲流力學和油藏工程學等有關原理的應用。

目前,大慶、遼河等油田廣泛採用精細的油層描述為基礎,以動態分析為依據,利用數值模擬等手段,綜合研究宏觀的剩餘油分布,取得了成功。其具體方法是:

(1)利用一次開發調整後井網較密的條件,搞清砂體形態,深入認識油層的平面非均質性。

(2)逐層逐井補劃二類含油砂岩層,把表內層和表外層作為統一整體進行研究。認為表外層是砂岩儲層到泥岩的過渡岩性層,仍有一定的生產能力。補劃後,更充分地認識了油層的沉積全貌,為剩餘油分布特徵研究打下了可靠的基礎。

(3)對油層進一步細分,將小層進一步細分為單砂層,認識單砂層的分布形態和相鄰油層的連通關系。如在薩北的薩萄油層,將原37個小層細分成73個單砂層,其中的薩Ⅱ15+16層,從小層看,水淹面積已達50%。細分成上、下兩個單砂層後,發現只是下砂層的厚層砂體發生水淹,水淹面積佔50%,而上砂層全部未水淹。

(4)井間砂層詳細對比分析,把同一單砂層在平面上細分出單一河道,並描述各河道的接觸關系。發現單砂層在平面上由多個河道砂體的連接、穿插、下切而成的。單個河道寬度最小的只有幾十米,絕大多數在800m以內。

除此之外,他們還用動態監測資料、水淹層解釋資料、密閉取心資料分析含油飽和度。

遼河油田的剩餘油分布研究工作早在「六五」期間就已開始,由最初的單井組或斷層研究發展到區塊研究,由單一方法研究發展到油藏描述、沉積相、實驗室分析、數值模擬、測井解釋等多學科的綜合研究。他們採用了小層沉積相分析法、動態法、數值模擬法、油藏工程法、C/O測井法和鑽井取心等6種方法研究剩餘油分布。其中前三種方法應用比較普遍。小層沉積相分析法是根據儲層岩性、物性參數結合油藏生產動態資料,從研究小層沉積相入手,逐井逐層地進行對比,按油砂體給出岩相連通圖、岩相剖面圖、岩相平面圖,直至確定油水分布。

「九五」以來,剩餘油的分布規律研究與挖潛技術取得了更大的進步。通過多學科聯合攻關、互相補充形成了一整套有效的剩餘油分布規律評價方法、監測手段、挖潛技術(表1-1)。

同國外相比,國內剩餘油研究在許多方面還存在一定的差距:比如資料採集過於簡化,尤其是動態長期監測還有待於加強;用露頭研究儲層非均質性同國外相差較遠;儲層非均質性研究側重於靜態研究,而往往忽視動態資料的利用;油田開發調整階段的剩餘油分布不是很清楚;定向取心資料的應用比較薄弱;地層傾角測量研究單砂體的產狀和分布需加強和提高等等。

『陸』 物質平衡法計算資源量

除三塘湖和巴丹吉林兩個有效區外,我們對西北其他有效區都用物質平衡法計算其石炭系—二疊系油氣資源量。

9.2.1 方法原理

物質平衡法是一個廣義的概念,它可以包括所有依據油氣生成理論,先計算生油氣量,再計算資源量的方法。目前,國內外許多專家和學者都提出了各自的物質平衡法,我們這次計算用的就是李汶國(1981)提出的物質平衡法。其基本原理是:基於晚期生油理論和物質不滅定律,若假設乾酪根元素(主要是C、H、O等)的組成變化是由其熱演化過程中的歧化作用引起,則可依據乾酪根在各演化階段元素組成在數量上的變化來計算各階段的生油氣量。此方法最關鍵的是求各類乾酪根演化到不同階段的生油氣率。李汶國根據蒂索等發表的資料,統計出各類乾酪根在不同演化階段的元素組成變化值(用H/C、O/C),將各階段中減少的碳及氫的數量減去該階段中形成水和二氧化碳所耗的碳及氫的數量,就等於該階段的生油氣量。若不考慮未成熟階段所形成的甲烷氣等,而以進入成熟階段時乾酪根為基礎,將乾酪根演化到某一階段時所生成的油氣累加起來,即得乾酪根在此階段的有效生油氣量,再除以此階段中乾酪根殘余有機碳含量,就得到乾酪根在這一演化階段的生油氣率(表9-2)。這樣,我們就在能求出某地區生油岩中殘余有機碳含量、乾酪根類型及演化程度的條件下,用下式求生油氣量:

油氣資源評價方法與實踐

式中:S——生油岩面積(km2);

H——生油岩厚度(km);

D——生油岩密度(108t/km3);

C——有機碳含量(%);

R——生油氣率(%);

Q——生油氣量(108t)。

然後再在生油氣量的基礎上求油氣資源量。

表9-2 各類乾酪根演化到不同階段的生油氣率(%)

可見,這種方法思路簡捷,避免了一些復雜問題,且所用參數在勘探程度較低的地區也易於獲得,故適用於對概查區的概算。

9.2.2 生油氣量計算

9.2.2.1 生油岩面積和厚度

塔里木有效區大部及河西走廊有效區的石炭系—二疊系生油岩展布情況,前人已進行了較多的工作,已獲得了較系統較理想的資料,這次就直接用前人資料來確定生油岩的面積和厚度。柴達木有效區、北疆諸有效區及塔里木有效區之拜城—庫車一帶,生油岩展布狀況不甚清楚,我們從近百個剖面入手,分層位統計其暗色泥頁岩和碳酸鹽岩的厚度,然後根據沉積相圖,並結合大量其他有關資料,加以適當的推測,得到上述各有效區的生油岩大致展布范圍和生油岩厚度。

9.2.2.2 生油岩密度

關於生油岩密度參數,我們沒進行什麼工作,基本上是引用已有資料。

9.2.2.3 有機碳含量

塔里木有效區:前人(如唐一丹等,1985;王根長等,1987)對石炭系—二疊系生油岩有機碳豐度已作了少量的分析,我們在他們的數據上進行整理,並得出我們自己的認識:暗色泥頁岩0.78%,碳酸鹽岩0.18%。

柴達木有效區:南部用石拐子溝剖面的采樣分析數據,北部用歐龍布魯克剖面的采樣分析數據,分別詳細統計2個剖面各沉積相環境的生油岩有機碳含量平均值,然後依沉積相圖推斷各計算區塊內石炭系兩類生油岩(即碳酸鹽岩和暗色泥頁岩)的有機碳平均含量。

河西走廊有效區:直接引用有關數據。

北疆諸有效區:前面在確定北疆各有效區石炭系—二疊系生油岩展布時,我們僅從岩性上來劃分生油岩。但從現有的樣品分析數據表明,不論是暗色泥頁岩還是碳酸鹽岩,均不是全部都達到了生油岩劃分標准(即泥頁岩有機碳豐度>0.4%,碳酸鹽岩有機碳豐度>0.08%)。為此,我們首先從幾百個樣品分析數據中剔除未達標者,然後按區塊,分層系、分生油岩類,分別統計其生油岩達標率和平均有機碳含量。

9.2.2.4 生油氣率

乾酪根生油氣率與乾酪根類型及演化厚度密切相關。

西北地區石炭紀—二疊紀生油岩中乾酪根類型資料不多。為了便於作定量分析,我們從原始資料出發,加以一些補充和一定的推斷,得到不同區域不同層系不同生油岩類的乾酪根組合特徵(表9-3)。

(1)塔里木有效區:依據石炭系—二疊系所處的現地溫來劃分。用該區今地表溫度、今地溫梯度、目的層埋深等實際資料,對石炭系底面、石炭系頂面及二疊系頂面3個界面,選擇若干計算點,分別計算其所處的現今地溫,並結合一些實際資料,勾繪出3個界面的今地溫等值線圖(圖9-2)。此圖可近似地反映該有效區各計算區塊石炭系和二疊系所處的演化階段。關於西北地區石炭系—二疊系生油岩中乾酪根的演化程度,我們擬從鏡煤反射率、今地溫等幾個方面對各有效區進行討論和大致的劃分,劃分指標列於(表9-4)。(2)柴達木有效區:用鏡質體反射率(Ro)來劃分。黃第藩研究了旱二井後,認為井深4608~4610 m處Ro=0.95%~1.10%,井深6012~6014m處Ro=1.85%。將此井深與Ro的關系應用於整個有效區,則依據各計算區塊石炭系的大致埋深,可推測其所處的演化階段。

表9-3 西北地區石炭系—二疊系乾酪根類型組合

圖9-2 塔里木有效區C—P今地溫等值線圖

(3)河西走廊有效區:用有關報告中Ro來劃分。

(4)伊寧有效區:較缺乏資料。從乾酪根元素分析來看,阿克薩克組(CLa)H/C原子比為0.53~0.64,O/C原子比為0.02~0.28,鐵木里克組(P1t)H/C原子比為0.54~0.64,O/C原子比為0.02~0.18,這標明兩套生油層均已成熟乃至過成熟。

表9-4 演化程度劃分指標

(5)吐-哈有效區:據艾維爾溝的塔爾郎組色譜分析,OEP值為0.97~1.07,有機質處於成熟階段,故我們確定本區石炭系—二疊系演化到了成油末期。

(6)准噶爾有效區:在有效區內用網格法選定幾十個計算點,依其古地溫梯度及各層系厚度,計算各點石炭系和二疊系TTI值,再結合實際資料點的Ro值,勾繪出兩個層系的演化程度(圖9-3,9-4)。

圖9-3 准噶爾有效區石炭系生油層演化階段示意圖

根據上述各計算區塊石炭系—二疊系乾酪根類型及演化階段,利用李汶國(1981)推算的不同乾酪根生油氣率(表9-2)即可求得不同地區兩套層系生油岩中乾酪根的生油氣率,對於混合型乾酪根,其生油氣率是依各類所佔的比例,用加權法平均而得的。各計算區塊各層系各生油岩類中乾酪根的生油氣率見表9-5,9-6,9-7。

9.2.2.5 生油氣量計算及其結果

依前述公式對全區各區塊各層系分生油岩進行計算,其結果見表9-5,9-6,9-7。

9.2.3 資源量計算及其結果

該次油氣資源評價時,西北地區勘探程度低,地質情況,特別是深部地質情況不甚明了,已發現的油氣之油源問題亦沒有很好地解決。在西北地區石炭系—二疊系生油岩發育,並已生成大量油氣,這當屬無疑。問題是這些油氣運移聚集保存在何處?眾多專家和學者認為,石炭系—二疊系油的儲集類型可能是自生自儲(如塔里木有效區),也可能有古生新儲(如克烏油區),還可能有新生古儲(如塔北隆起)。這個問題十分復雜,我們無法作過多研究。因此,我們這次計算的油氣資源量是西北地區石炭系—二疊系生油岩所生成並保存下來的油氣資源量,至於這些資源量現在究竟聚集保存在哪些層系中則有待今後專門的課題去討論,這里只把油氣從生成到聚集保存的整個地質過程中的變化情況用一經驗數字——生聚系數來表示。這樣,資源量的計算公式就簡化為:

圖9-4 准噶爾有效區二疊系生油層演化階段示意圖

表9-5 塔里木有效區C—P生油氣量

油氣資源評價方法與實踐

表9-6 柴達木及河西走廊有效區C—P生油氣量

表9-7(1)北疆石炭系暗色泥頁岩生油氣量

表9-7(2)北疆石炭系碳酸鹽岩生油氣量

表9-7(3)北疆二疊系暗色泥頁岩生油氣量

續表

式中:Q——資源量(108t);

Q——油氣量(108t);

a——生聚系數。

9.2.3.1 生聚系數的討論和確定

生聚系數與油氣的生成、排出、運移、聚集和保存的過程密切相關,其影響因素極為復雜,加之本地區研究程度及資料所限,企圖使求得的生聚系數近乎實際,斷非易事。對於這樣一個非常難求而又十分重要的參數,我們做了大量的考慮和討論,最後擬定對不同有效區用不同方法來確定其生聚系數。

9.2.3.1.1 用標型區塊求生聚系數

相對來說,塔里木有效區中塔北區塊和准噶爾有效區中克烏區塊之資料較豐富、較詳細,我們將它們作為已知的標型區塊,反推其生聚系數,然後用類比法求相鄰區塊的生聚系數。塔北區塊:依據勘探成果和前人研究成果,經過大量定性分析及綜合評價,我們估計了該區塊石炭系—二疊系形成的油氣資源量之概率分布(表9-8)。由於該區塊的油氣源主要依賴於塔東坳陷及拜城-庫車坳陷提供,按油氣運移規律,我們以二坳陷中軸線為供油界線,故取它們總生油氣量的一半,即供油氣量得到該區塊石炭系—二疊系油氣生聚系數之概率分布(表9-8)。將塔里木有效區中2個未知區塊(即中央區塊和西南區塊)與塔北區塊類比(表9-9),即得到一個類比系數,並以此推測2個未知區塊石炭系—二疊系油氣的生聚系數,其概率分布如表9-10所示。

克烏區塊:以已發現的油氣儲量和較確定的重質油資源量為依據,結合其他資料,特別注意到此區塊的勘探開發動態情況,我們粗略地估計了此區塊的油氣資源量概率分布,考慮到此區塊中生油層有下侏羅統、上三疊統、二疊系和石炭系,而後兩者是該區最重要的油氣層,故我們認為此區塊中聚集的油氣大約有70%是石炭系—二疊系形成的。而此區塊的生油氣量(也就是本區的供油氣量)如前面所算,為943.19億噸,這樣就可推算出此區塊石炭系—二疊系油氣生聚系數的概率分布如表9-11所示。北疆各區塊與克烏區塊的類比情況見表9-12,將類比得到的各區塊類比系數乘以克烏區塊生聚系數即為該區塊生聚系數。

表9-8 塔北區塊C—P油氣生聚系數分布表

表9-9 塔里木有效區各區塊地質類比表

表9-10 塔里木有效區2個未知區塊生油系數分布表

表9-11 克烏區塊C—P油氣生聚系數分布表

9.2.3.1.2 引用國內外資料統計生聚系數

柴達木有效區的地質情況有自己的一些特點,較難判斷它與國內外哪些盆地(或地區)相似。我們收集了國內外一些含油氣盆地和地區的油氣生聚系數,並統計繪制了一張綜合的油和氣的生聚系數概率分布曲線圖,以此作為本有效區各未知區塊的石炭系—二疊系油氣生聚系數概率分布。由於茫崖區塊埋深大,以氣為主,故按氣生聚系數概率分布來計算資源量,其他3個區塊埋深小,以油為主,則按油生聚系數概率分布來計算資源量。

表9-12 北疆各區塊類比表

9.2.3.1.3 用鄰區的生聚系數

走廊有效區的石炭系—二疊系地質情況與鄂爾多斯北部很相似,後者的油和氣生聚系數前人已有較多的研究,我們這次從生油岩面積及厚度、有機質豐度、乾酪根類型、演化程度、沉積相、構造(運動)時空配置、儲蓋情況、後期破壞、工作程度等因素,用打分法進行類比,求得各未知區塊的油和氣生聚系數(表9-13)。

表9-13 河西走廊有效區油和氣生聚系數類比表

9.2.3.2 資源量計算結果

物質平衡法計算的西北地區石炭系—二疊系油氣資源量結果如表9-14所示。

塔里木有效區石炭系和二疊系所形成的資源量未分別計算,估計其中二疊系資源量約佔10%~20%。

表9-14 物質平衡法計算西北地區石炭系—二疊系油氣資源量

續表

准噶爾有效區南部和中央二區塊中,二疊系生油岩多為油頁岩,在有關生油岩排烴能力的研究中,多數人認為油頁岩的排烴能力比一般生油岩低一些,但究竟低多少,現在還很難確定。這次計算時,我們把油頁岩的生聚系數以一般生油岩的3/4進行計算。

新疆境內石炭系—二疊系的生氣問題未過多考慮,對現今演化程度高的區塊,沒有用氣生聚系數來計算資源量,只是在用油生聚系數時,考慮到所形成的烴中至少有一部分是氣而作適當的調整。之所以這樣做,是因為:一是缺乏與之研究對比的典型氣區,二是在現今演化程度高的區域,其早期形成的大量的油可能已運移至埋深較淺的層位中被保存下來,而沒進一步裂解為氣;其晚期形成的氣在數量上可能是有限的,結果資源量的保存狀態仍以油為主,克烏區塊中氣含量相當少即為一個佐證。

河西走廊有效區各區塊石炭系—二疊系資源量太小,按概率分布來估算意義又不大,故只算了一個定值。

『柒』 怎樣理解環境經濟學的物質平衡理論

我覺得這篇文章可能會很好的解決你的問題,所以幫你下來,你可以看一下:

《論物質平衡理論對經濟和環境系統的影響-經濟論文》

1、外部性理論的含義:指一種生產或消費活動對其它個體產生的效應,且產生影響一方不對被影響方進行補償或收益。其特點在於:外部性是伴隨生產或消費產生的;並且其影響要麼是積極地,要麼是消極的,二者必居其一。
物質平衡理論透視了現代經濟條件下「負外部性」的存在。
由公式63:肪+1可以推論出,肪是導致「負外部性」存在的根源。並且,結合我們人類社會的發展特點,我們不難得出這樣一個結論:在經濟發展過程中,徹底消除環境污染汨⑴是不可能做到的。原因包括以下幾點:首先環境污染時廣泛存在的;其次,治理環境污染的技術是有限的;第三,治理環境污染,除了要考慮技術上的可行性之外,還要考慮經濟上的可行性;最後一點,治理環境污染僅僅是人類社會的目標之
一,並且在多種目標並行使,它不是排列在第一位的目標,例如在貧困面前,為了維持生存的需要,往往會迫使人類放棄對環境的保護。因此,「負外部性」會伴隨著經濟發展一直存在下去。
「最優污染水平」觀點的提出,是合理處置「負外部性」現象的一種理論指導。「最優污染水平」是一定的經濟社會發展程度的產物,是隨著後者的變化而變化的,在目前的形式下,該觀點能最合理的降低負外部性造成的影響。
有了「最優污染水平」理論指導,在實踐過程中,產生了以下幾種主要的降低「負外部性」影響的措施:採取行政手段的管制與指導;運用經濟措施的稅收與補貼;運用法律手段的規則與法律約束;建立產權交易規則等。
2、可持續發展與循環經濟理論的基礎是物質平衡理論
1、經濟的發展戰略大致可以分為三個階段,即單純以國民生產總值或人均國民生產總值的增長,或個人收入的增加為目標的經濟增長戰略到經濟發展戰略階段;從以使一系列社會目標實現為目的的經濟發展戰略到可持續發展戰略。
可持續發展的提出使人們認識到資源環境在社會經濟發展中的作用和地位,認識到資源環境系統與經濟系統之間的動態平衡,經濟、社會與環境目標的統一,是對傳統經濟學的一次突破和發展。能有效地彌補經濟發展戰略的缺陷:即自然資源的被破壞、枯竭以及環境污染的日趨嚴重。
2、循環經濟強調的主要是把清潔生產和廢棄物的綜合利用溶為一體,它要求遵循生態學規律,合理利用自然資源和環境容量,在物質不斷循環利用的基礎上發展經濟,是經濟系統和諧地納入到自然生態系統的物質循環過程中,實現經濟活動的生態化。它要求物質在經濟體系內多次重復利用,進入系統的所有物質和能源在不斷進行的循環過程
中得到合理又持續的利用,達到生產和消費的非物質化,盡量減少對物質特別是自然資源環境的消耗;又要求經濟體系排放到環境中的廢物可以為環境同化,並且排放量不超過環境的自凈化能力。
通過分析不難看出,不論是可持續發展戰略還是循環經濟理論,其基礎都是建立在物質平衡理論體系之上的,是以公式63=+1為基礎進行展開的理論。
三、物質平衡理論對環境系統的影響
人類的經濟活動既消耗資源又向環境排放廢棄物。因此,經濟的增長受到了資源承載力和環境容量的雙重約束,要保證可持續發展,就必須將資源開發等經濟活動限制在生態系統的資源承載力和環境容量的可承受的范圍內。由公式肪+1可以看出,資源的投入和經濟的增長實質上是維持在一個動態的平衡當中,不能簡單的認為投入越多,回報就越大。因此,對於合理有效地利用自然資源,保護環境系統的完整性,以下幾種觀點,漸漸地被更多的人所接受:
1、自然資源的超量使用雖然能夠帶來一個階段的經濟發展,但卻是得不償失的一種方法,更是對子孫後代的不負責任,其造成的環境惡化,生態系統破壞等惡果,不是簡簡單單就能補救的。
2、視環境容量為稀缺資源,有償使用,合理定價
人類的繁衍、經濟和社會的發展,使人類對有效用的資源的需求不斷增長,在現有的技術水平下,資源與環境相對於人類的需求已經變得越來越稀缺,成為全球性問題,也成為經濟學的基本問題。環境容量,是指某一環境區域內對人類活動造成影響的最大容納量。大氣、水、土地、動植物等都有承受污染物的最高限值,就環境污染而言,污染物存在的數量超過最大容納量,這一環境的生態平衡和正常功能就。

『捌』 化學平衡中常用的幾種解題方法

化學平衡中常用的幾種解題方法
一.等價轉化(等效平衡)法 (一)等效平衡的概念和含義
體積為1L的兩個密閉容器中均發生反應:CO(g)+ H2O(g)≒CO2(g)+ H2(g),在一個容器中充入0.01molCO(g)和0.01molH2O(g),在另一個容器中充入0.01molCO2(g)和0.01molH2(g), 在溫度為800℃,均達到化學平衡。
恆溫恆容 CO(g) + H2O(g) ≒ CO2(g) + H2(g) 途徑1:起始 0.01mol 0.01mol 0 0
平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol
途徑2:起始 0 0 0.01mol 0.01mol
平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol
恆溫恆壓可逆反應N2(g)+3H2(g)≒2NH3(g)
第一種投料開始 1mol 3mol 0 平衡態Ⅰ 第二種投料開始 1.5mol 4.5mol 1mol 平衡態Ⅱ
在每個平衡狀態中,NH3在平衡混合物中都有個百分含量,這兩個百分含量在平衡Ⅰ和平衡Ⅱ中相等。
在相同條件下,同一可逆反應,不管從正反應開始,還是從逆反應開始或從正反應和逆反應同時開始達到平衡時,同種物質的百分含量....(體積分數、質量分數或物質的量分數)相同的化學平衡互稱等效平衡,
(二)建立等效平衡應滿足的條件以及等效平衡的特徵
可逆反應mA(g)+nB(g)≒ pC(g)
第一種投料開始 a b 0 平衡態Ⅰ 第二種投料開始 x y z 平衡態Ⅱ
x+mz/p y+nz/p 0
採用極限轉化法,將兩種不同起始投料,根據化學計量,轉換成方程式同一邊物質的用量. 第一種類型,恆溫恆容條件,對於不等體積(反應前後氣體化學計量數和不等)的可逆反應。 (1)建立等效平衡,兩種起始投料應滿足的條件:
若同種物質的用量相等即x+mz/p=a 同時,y+nz/p=b,可逆反應達到的兩個平衡屬於等量平衡。
(2)其特點是:
在這兩個平衡中,同種物質的物質的量、濃度、百分含量對應相等(反應起始的溫度等的,容積是等的,同種物質的濃度是等的)。
第二種類型,恆溫恆容條件時,對於等體積(反應前後氣體化學計量數和相等)的可逆反應。 (1)建立等效平衡,兩種起始投料應滿足的條件:
若對應物質用量的比值相等即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反應達到的兩個平衡屬於比例平衡(相當於恆溫恆壓下的等效平衡,其原因是平衡不受壓強影響). (2)其特點是:
在兩個平衡中,同種物質的百分含量相等,同種物質的物質的量和濃度成比例存在倍數關系或相等(反應起始的溫度等的,壓強是等的,對應物質的濃度是存在倍數關系)。
例1.在一固定體積的密閉容器中,充入2molA和1molB,發生反應2A(g)+B(g)≒xC(g),達平衡後,C的體積分數為W%,若維持容器容積和溫度不變,按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始配比投入,達平衡後,C的體積分數也為W%,則x的值為 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4 【解析】看題意多數學生認為這是「恆溫恆容」條件下的等效平衡問題,常用極端假設法,即完全推算到A、B這兩種反應物一端,即有0.6+1.4×2/x=2,或0.3+1.4×1/x=1,得x=2,應選B。然而還應考慮到等效平衡的另一種情況,即定溫、定容條件下對於反應前後氣體
化學計量數不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量之比與原起始量之比對應相同,則兩平衡等效,即為當x=3時的情況,因此本題正確答案應為B、C。

例2.在恆溫恆容的條件下,有反應2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g),現從兩條途徑分別建立平衡。途徑I:A、B的起始濃度均為2mol·L-1;途徑II:C、D的起始濃度分別為2mol/L和6mol/L,則以下下敘述正確的是( )
A.兩途徑最終達到平衡時,體系內混合氣的百分組成相同 B.兩途徑最終達到平衡時,體系內混合氣的百分組成不同
C.達平衡時,途徑I的反應速率v(A)等於途徑II的反應速率v(A)
D.達平衡時,途徑I所得混合氣的密度為途徑II所得混合氣密度的1/2. 【解析】在恆溫恆容下,對於反應前後氣體分子數不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量比例與原平衡的相同,途徑Ⅰ、Ⅱ所建立的兩平衡就是等效平衡(相當於恆溫恆壓下的等效平衡,其原因是反應前後氣體體積不變,壓強對該平衡無影響)。
第三種類型,恆溫恆壓時,任意(不論反應前後氣體化學計量數是否相等)的可逆反應。 (1)建立等效平衡,兩種起始投料應滿足的條件:
若對應物質用量的比值相等,即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反應達到的兩個平衡時屬於比例平衡, (2)其特點是:
在兩個平衡中,同種物質的含量、物質的量濃度相等。同種物質的物質的量存在倍數關系。 例3.(03年全國)某溫度下,在容器可變的容器中,反應2A(g)+B(g)≒2C(g)達到平衡時,A、B和C的物質的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強不變,對平衡混合物中三者的物質的量作如下調整,可使平衡右移的是( )
A.均減半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均減小1mol 【解析】本題考查了上述規律中「定溫定壓」條件下的等效平衡問題,選項A、B中均減半、均加倍時,各物質的物質的量的比值不變,三者比例為2:1:2,與題中比例一致,故為等效平衡,平衡不移動。選項C均增加1mol時,可把B物質分成兩次增加,即先增加0.5mol,第一次加入1molA、0.5molB、1molC,則A、B、C按物質的量5: 2.5:5=4:2:4,故與已知條件等效,此時平衡不移動,再在此基礎上再增加0.5molB,提高反應物B的濃度,則平衡右移。選項D中均減少1mol時,可把B物質分成兩次減少,即先減少0.5mol,將A減小1mol,B減小0.5mol,C減小1mol,則A、B、C按物質的量3: 1.5:3=4:2:4,故與已知條件等效,此時平衡不移動,再在此基礎上再減少0.5molB,降低反應物B的濃度,平衡向左移動,故本題應選C。 【歸納總結】
1.判斷兩種起始投料所建立的平衡是否為等效平衡的方法
一是看外界條件是恆溫恆容,還是恆溫恆壓;二是看反應前後氣體分子化學計量數是否相等;三是使用極限轉化的方法將兩種不同起始投料按化學計量數轉換為方程式同一半邊的物質的用量,再觀察相關物質的用量是否相等或成比例。 2.平衡等效,轉化率不一定相同.
①若是從不同方向建立的等效平衡,物質的轉化率一定不同,如在某溫度下的密閉定容容器中發生反應2M(g)+N(g)=2E(g),若起始時充入2molE,達到平衡時氣體的壓強比起始時增大了20%,則E的轉化率是40%;若開始時充入2molM和1molN,達到平衡後,M的轉化率是60%。
②若是從一個方向建立的等效平衡,物質的轉化率相同,如恆溫恆壓容器中發生反應2E(g)=2M(g)+N(g),若起始時充入2molE,達到平衡時M的物質的量為0.8mol,則E的轉化率是40%;若開始時充入4molE,達到平衡後M的物質的量為1.6mol,則E的轉化率仍為40%。 (三).等效平衡的應用(運用等效平衡解決非等效平衡的問題)
可以先虛構一個等效平衡,在等效平衡的基礎上再回到題設條件,問題就迎刃而解了。

『玖』 氰化鈉製法

氰化鈉(NaCN)已知是通過所謂的濕法或氰化氫(HCN)與氫氧化鈉(NaOH)的中和生產的。HCN以氣體或液體的形式加入,而NaOH以水溶液的形式加入,從而形成NaCN水溶液。固體NaCN晶體在NaCN水溶液的蒸發過程中形成。可分離這些晶體並乾燥以得到無水NaCN產品,該產品通常被壓緊成易於裝運和使用的坯塊。

以往生產者通常是用基本上純的無水HCN與基本上純的NaOH反應,NaOH一般是以50%溶液的形式加入反應器的。美國專利2,708,151(MCMinn,Jr.)和美國專利2,726,139(Oliver)講授了使用基本上純的HCN的方法。

(9)物質平衡方法為什麼會有多解性擴展閱讀:

氰化鈉易潮解,有微弱的苦杏仁氣味。劇毒,皮膚傷口接觸、吸入、吞食微量可中毒死亡。熔點563.7℃,沸點1496℃。

易溶於水,易水解生成氰化氫,水溶液呈強鹼性,是一種重要的基本化工原料, 用於基本化學合成、電鍍、冶金和有機合成醫葯、農葯及金屬處理方面作絡合劑、掩蔽劑。

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