气体水合物结晶驱动力定义辨析
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高中物理固体、液体和物态变化知识点一、晶体和非晶体1、晶体的微观结构特点①组成晶体的物质微粒,依照一定的规律在空间整齐地排列。
②晶体中物质的微粒相互作用很强,微粒的热运动缺乏以它们的相互作用而远离。
③微粒的热运动表现为在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动。
晶体和非晶体主要区别在于有无固定熔点。
二、液体1、液体的微观结构液体中的分子跟固体一样是密集在一起的,液体分子的热运动也是表现为在平衡位置附近做微小的振动。
但液体分子只在很小的区域内有规那么的排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解有时重新形成。
2、液体的宏观特性:具有一定的体积、流动性、各向同性和扩散的特点。
3、液体外表张力①分子分布特点:由于蒸发现象,液体外表层分子分布比内局部子稀疏。
②分子力特点:液体内局部子间引力、斥力根本上相等,而液体外表层分子之间距离较大,分子力表现为引力。
合力指向液体内部。
③外表特性:外表层分子之间的引力使液面产生了外表张力,使液体外表好似一层绷紧的膜。
如果在液体外表任意画一条线MN,线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体外表绷紧,所以叫做液体外表张力。
外表张力的作用:使液体外表具有收缩的趋势,使液体面积趋于最小,而在相同的体积下,球形的外表积最小。
所以我们看到的液滴都是球面形的。
液滴由于受到重力的影响,往往程扁球形,在失重条件下才呈球形。
三、浸润和不浸润1、附着层:液体与固体接触是,接触的位置形成一个液体薄层。
现象由于液体对固体浸润造成液面在器壁附近上升,液面弯曲,形成凹形的弯月面。
由于液体对固体不浸润造成液面在器壁附近下降,液面弯曲,形成凸形的弯月面。
微观解释如果附着层的液体分子比液体内的分子密集,附着层内液体分子间距离小于分子间的平衡距离r,附着层内分子间的作用力表现为斥力,附着层有扩张的趋势,这样表现为液体浸润固体。
如果附着层的液体分子比液体内的分子稀疏,附着层内液体分子间距离大于分子间的平衡距离r,附着层内分子间的作用力表现为引力,附着层有收缩的趋势,这样表现为液体不浸润固体。
何谓天然气水合物(多图)天然气水合物,也称气体水合物(gas hydrate),是由天然气与水分子在高压(>100大气压或>10MPa)和低温(0~10℃)条件下合成的一种固态结晶物质。
因天然气中80%~90%的成分是甲烷,故也有人叫天然气水合物为甲烷水合物(methane hydrate或methane gas hydrate)。
天然气水合物多呈白色或浅灰色晶体,外貌类似冰雪,可以象酒精块一样被点燃,故也有人叫它“可燃冰”。
天然气水合物外貌天然气水合物可以象酒精一样燃烧从化学结构来看,天然气水合物是这样构成的:由水分子搭成象笼子一样的多面体格架,以甲烷为主的气体分子被包含在笼子格架中。
不同的温压条件,具有不同的多面体格架。
天然气水合物结构从物理性质来看(表1),天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度,剪切系数、电介常数和热传导率均低于冰。
天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物,中子孔隙度低于饱和水沉积物,这些差别是物探方法识别天然气水合物的理论基础。
此外,天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。
表1 天然气水合物的物理性质及与其它物质的比较参数纯水合物含水合物沉积物含气沉积物饱和水沉积物冰声波Vp(km/Sec) 3.25~3.6 2.05~4.50.06~1.45 1.6~2.5 3.8声波Vs(km/Sec) 1.60.14~1.560.38~0.39Vp/ Vs(0℃) 1.95 1.88密度(g/cm3)0.912 1.15~2.41.26~2.42平均1.750.916中子孔隙度(石灰岩单位%)50~6070体积模量(-1℃) 5.68.8剪切系数(-1℃) 2.4 3.9柏松比0.330.33电阻率(Ω·M) 1.751~3电介常数(0℃)5694热传导率(-10℃,W/m·K)0.49±0.022.23。
2024年高考化学常见基本概念总结化学是一门研究物质及其性质、组成、结构、变化规律及其与能量的关系的自然科学。
作为高中化学的考试科目,掌握常见的基本概念至关重要。
本文将对2024年高考化学常见基本概念进行总结,分为以下几个部分进行介绍:1. 基本物质概念:(1) 元素:组成物质的基本粒子,由原子构成,用符号表示,如H表示氢元素。
(2) 化合物:由两种以上元素按照一定的比例结合而成的物质,具有新的性质。
(3) 混合物:由两种以上物质按照一定比例混合而成,可以分离。
2. 物质的组成:(1) 原子:组成元素的基本粒子,由质子、中子和电子组成。
(2) 分子:由两个或多个原子结合而成的电中性粒子,可由不同或相同的元素组成。
(3) 离子:带电的原子或分子,失去电子的为阳离子,获得电子的为阴离子。
3. 常见化学反应:(1) 酸碱反应:酸和碱在一定条件下反应生成盐和水。
(2) 氧化还原反应:物质与氧化剂和还原剂之间的电子转移反应。
(3) 热反应:在加热条件下进行的化学反应。
(4) 光反应:在光照条件下进行的化学反应。
4. 化学方程式:化学方程式用化学符号表示化学反应的过程。
方程式左边为反应物,右边为生成物。
反应物和生成物之间通过化学反应的箭头连接。
5. 物质的性质:(1) 化学性质:物质在化学反应中表现出来的性质,如酸性、碱性、氧化性、还原性等。
(2) 物理性质:物质在物理过程中表现出来的性质,如颜色、气味、密度、熔点、沸点等。
(3) 气体性质:气体在一定压力、温度下具有可压缩性、扩散性、可混合性等特点。
(4) 液体性质:液体具有一定的体积和固定的形状,可流动、不可压缩。
(5) 固体性质:固体具有一定的形状和体积,可定形、不可流动、不可压缩。
6. 物质的变化:(1) 物理变化:物质的形态或性质发生变化,但其组成没有改变,如溶解、显色、熔化、沸腾等。
(2) 化学变化:物质的组成和性质发生变化,生成新的物质,如燃烧、腐蚀、酸碱反应等。
气体水合物的预测水合物是一种类冰状的稳定结晶固体化合物,其形成于水的凝固点以上的某温度下,此时或者液态水在高压下与天然气共存,或者气体被冷却到水化温度以下而水被冷凝。
水化物属于一种被称为笼形包合物类的物质。
在给定压力下水化温度取决于气体组成,天然气中可形成两种水化物结构,简称为结构1和结构2。
水分子形成含有让气体进入的空腔的晶格结构。
在天然气系统中,下列组分能在高压或某些温度的条件下形成水合物:——甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷——硫化氢、二氧化碳、氮气这些纯的化合物也会在气体混合物中形成水合物。
对于纯化合物来说,形成水合物的温度和压力条件已通过实验而确定,有关这方面的资料可在已出版的文献中找到。
而对于天然气,形成水合物的温度和压力条件取决于其组成,在上面所列的水合物形成体中,任一压力下具有最高水合物形成温度的化合物是H2S。
因此,含有大量H2S的酸性气体形成水合物的温度比洁气高得多,重烃形成水合物的温度比甲烷高。
因此,在估算天然气中水合物的形成温度和压力条件之前,知道共组成是重要的。
用图解法或计算机就可以预测在高压条件下水合物的形成。
在图解法中有两种简单的方法可利用,其中最简单的方法适用于CO2含量低于2%的洁气,这种方法基于《数据手册》中图20-15,并在图1.6中作了说明。
Baillie和Wichert发明了一种用于估计酸化天然气形成水合物的条件的图解法,该方法也可用于洁气,如图1.7所示。
图1.8和表1.3给出了一个如何解释这种曲线图的例子。
当水合物形成时,它们就悬浮在气流中进而聚集起来,阻塞流体流动;它们也会堵塞计量和测流的测压孔,从而导致错误的压力读数和测量错误。
堵塞一旦形成,水合物就很难除去,要除去堵塞在输送管线中的水合物,就需要降低水合物堵塞两端的压力。
如果在一条管线中形成两个段塞,那么,除去这些段塞就需很长的时间,这是由于冷却从高压到低压通过段塞物的气体会重新形成堵塞。
如果甲醇能够到达段塞,向管线中泵入甲醇会有助于水合物的分解。