1.烃的分类
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?-----稠环芳烃、联苯等芳香烃:苯的同系物、烃、环炔烃等脂环烃:环烷烃、环烯环烃烯烃、炔烃等不饱和链烃:烯烃、二
饱和链烃:烷烃链烃(又称为脂肪烃)烃
2.基本概念
[有机物] 含碳元素的化合物称为有机化合物,简称有机物.
说明 有机物一定是含有碳元素的化合物(此外,还含有H 、O 、N 、S 、P 等),但含有碳元素的化合物却不一定是有机物,如CO 、CO 2、H 2CO 3、碳酸盐、CaC 2等少数物质,它们的组成和性质跟无机物很相近,一般把它们作为无机物.
有机物种类繁多的原因是碳原子最外层有4个电子,不仅可与其他原子形成四个共价键,而且碳原子与碳原子之间也能以共价键(碳碳单键、碳碳双键、碳碳叁键)形成含碳原子数不同、分子结构不同的碳链或环状化合物.
[烃] 又称为碳氢化合物,指仅由碳和氢两种元素组成的一大类化合物.根据结构的不同,烃可分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等.
[结构式] 用一根短线代表一对共用电子对,并将分子中各原子用短线连接起来,以表示分子中各原子的连接次序和方式的式子.如甲烷的结构式为: 乙烯的结构式为:
H -C -H H H H -C =C -H
[结构简式] 将有机物分子的结构式中的“C —C ”键和“C —H ”键省略不写所得的一种简式.如丙烷的结构简式为CH 3CH 2CH 3,乙烯的结构简式 为CH 2=CH 2,苯的结构简式为 等.
[烷烃] 又称为饱和链烃.指分子中碳原子与碳原子之间都以C —C 单键(即1个共用电子对)结合成链状,且碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合的一类烃.“烷”即饱和的意思.CH 4、CH 3CH 3、CH 3CH 2CH 3……等都属于烷烃.烷烃中最简单的是甲烷.
[同系物] 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH 2原子团的有机物,互称同系物. 说明 判断有机物互为同系物的两个要点;①必须结构相似,即必须是同一类物质.例如,碳原子数不同的所有的烷烃(或单烯烃、炔烃、苯的同系物)均互为同系物.由于同系物必须是同一类物质,则同系物一定具有相同的分子式通式,但分子式通式相同的有机物不一定是同系物.由于同系物的结构相似,因此它们的化学性质也相似.②在分子组成上相差一个或若干个CH 2原子团.由于同系物在分子组成上相差CH 2原子团的倍数,因此同系物的分子式不同.
由同系物构成的一系列物质叫做同系列(类似数学上的数列),烷烃、烯烃、炔烃、苯的同系物等各自为一个同系列.在同系列中,分子式呈一定规律变化,可以用一个通式表示.
[取代反应] 有机物分子里的原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应,叫做取代反应.根
据有机物分子里的原子或原子团被不同的原子或原子团[如-X(卤原子)、-NO2(硝基),-SO3H(磺酸基),等等]所代替,取代反应又分为卤代反应、硝化反应、磺化反应,等等.
①卤代反应.如:
CH4 + C12→CH3C1 + HCl(反应连续进行,可进一步生成CH2C12、CHCl3、CCl4) (一NO2叫硝基)
②硝化反应.如:
③磺化反应.如:(一SO3H叫磺酸基)
[同分异构现象与同分异构体]
化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构式的现象,叫做同分异构现象.具有同分异构现象的化合物互为同分异构体.
说明同分异构体的特点:①分子式相同,相对分子质量相同,分子式的通式相同.但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体,因为相对分子质量相同时分子式不一定相同.同分异构体的最简式相同,但最简式相同的化合物不一定是同分异构体,因为最简式相同时分子式不一定相同.②结构不同,即分子中原子的连接方式不同.同分异构体可以是同一类物质,也可以是不同类物质.当为同一类物质时,化学性质相似,而物理性质不同;当为不同类物质时,化学性质不同,物理性质也不同.
[烃基] 烃分子失去一个或几个氢原子后剩余的部分.烃基的通式用“R-”表示.例如:-CH3(甲基)、-CH2CH3(乙基)、-CH=CH2(乙烯基)、-C6H5或f 今胃(苯基)等.烷基是烷烃分子失去一个氢原子后剩余的原子团,其通式为-CnH2n+1.烃基是含有未成对电子的原子团,例如,
-CH3的电子式为
1 mol-CH3中含有9 mol电子.
[不饱和烃]分子里含有碳碳双键(C=C)或碳碳叁键(C≡C)的烃,双键碳原子或叁键碳原子所结合的氢原子数少于烷烃分子中的氢原子数,还可再结合其他的原子或原子团.不饱和烃包括烯烃、炔烃等.
[加成反应]有机物分子里的双键或叁键两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应,叫做加成反应.
说明加成反应是具有不饱和键的物质的特征反应.不饱和键上的两个碳原子称为不饱和碳原子,加成反应总是发生在两个不饱和碳原子上.加成反应能使有机分子中的不饱和碳原子变成饱和碳原子.烯烃、炔烃、苯及其同系物均可发生加成反应,例如:
(1,2-二溴乙烷)
(1,2-二溴乙烯)
(1,1,2,2-四溴乙烷)
[聚合反应]聚合反应又叫做加聚反应.是由相对分子质量小的化合物分子(即单体)互相结合成相对分子质量大的高分子(即高分子化合物)的反应.
说明加聚反应是合成高分子化合物的重要反应之一.能发生加聚反应的物质一定要有不饱和键.加聚反应的原理是不饱和键打开后相互连接成很长的链.例如:
(聚乙烯)
(聚氯乙烯)
[烯烃]分子中含有碳碳双键(C=C键)的一类不饱和烃.根据烃分子中所含碳碳双键数的不同,烯烃又可分为单烯烃(含一个C=C键)、二烯烃(含两个C=C键)等.烯烃中最简单的是乙烯.
[炔烃]分子中含有碳碳叁键(C≡C键)的一类不饱和烃.炔烃中最简单的是乙炔.
[芳香烃]分子中含有一个或多个苯环的碳氢化合物,叫做芳香烃,简称芳烃.苯是最简单、最基本的芳烃.
[石油的分馏]是指用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物的过程.
说明①石油的分馏是物理变化;②石油的分馏分为常压分馏和减压分馏两种.常压分馏是指在常压(1.0l×l05Pa)时进行的分馏,主要原料是原油,主要产品有溶剂油、汽油、煤油、柴油和重油.减压分馏是利用“压强越小,物质的沸点越低”的原理,使重油在低于常压下的沸点就可以沸腾,而对其进一步进行分馏.
[石油的裂化和裂解]裂化是在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程.在催化剂作用下的裂化,又叫做催化裂化.例如:
C16H34 C8H18 + C8H16
裂解是采用比裂化更高的温度,使石油分馏产品中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程.裂解是一种深度裂化,裂解气的主要产品是乙烯.
[煤的干馏]又叫做煤的焦化.是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程.
说明①煤的干馏是化学变化;
②煤干馏的主要产品有焦炭、煤焦油、焦炉气(主要成分为氢气、甲烷等)、粗氨水和粗苯.
[煤的气化和液化]
(1)煤的气化.
①概念:把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程.
②主要化学反应:C(s) + O2
(g) CO2(g)
⑧煤气的成分、热值和用途比较:
(2)煤的液化.
①概念:把煤转化成液体燃料的过程.
②煤的液化的途径:
a.直接液化:把煤与适当的溶剂混合后,在高温、高压下(有时还使用催化剂),使煤与氢气作用生成液体燃料.
b.间接液化:如图3—11—1所示.
3.烷烃、烯烃的命名
[烷烃的命名]
①习惯命名法.当烷烃分子中所含碳原子数不多时,可用习惯命名法.其命名步骤要点如下:a.数出烷烃分子中碳原子的总数.碳原子总数在10以内的,从1~10依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示.b.当烷烃分子中无支链时,用“正”表示,如:CH3CH2CH2CH3叫正丁烷;当烷烃分子中含“CHa--CH--”结构时,用
②系统命名法.
步骤:a.选主链.选择支链最多且含碳原子数最多的碳链作主链,并称“某烷”;b.定起点.选择离最简单的支链(即含碳原子数最少)最近的一端作为主链的起点,并使取代基的编号数之和最小;c.取代基,写在前,注位置,短线连;d.相同取代基要合并.不同取代基,不论其位次大小如何,简单在前,复杂在后.
[烯烃的命名]在给烯烃命名时,要始终注意到C=C键所在的位置:①选择含有C=C在内的最长碳链作主链(注:此时主链上含碳原子数不一定最多);②从离C=C键最近的一端开始给主链碳原子编号;⑧在“某烯”字样前用较小的阿拉伯数字“1、2…”给烯烃编号.其余与烷烃的命名方法相同.例如:
CH3--CHz--'<3--<3H2--K3H3
,l
CHc
其名称为2—乙基—l—丁烯.
4.同分异构体的有关知识
[同分异构体的熔点、沸点高低的规律]
①当为脂肪烃的同分异构体时,支链越多(少),沸点越低(高);②当为含两个侧链的苯的同系物时,侧链相隔越远(近),沸点越高(低).
[同分异构体的种类]
①有机物类别异构,???如烷烃与烯烃为两类不同的有机物;②碳链异构(苯环上有邻、间、对位三种异构);③官能团位置异构(在“烃的衍生物”中将学习到).
[同分异构体的书写规律]
①同分异构体的书写规律:要准确、完全地写出同分异构体,一般按以下顺序规律进行书写:类别
异构+ 碳链异构一位置异构.
②碳链异构(烷烃的同分异构体)的书写技巧:a.先写出不含支链的最长碳链;b.然后写出少1个碳原子的主链,将余下的1个碳原子作支链加在主链上,并依次变动支链位置;c.再写出少2个碳原子的主链,将余下的2个碳原子作为一个乙基或两个甲基加在主链上,并依次变动其位置(注意不要重复);d.以此类推,最后分别在每个碳原子上加上氢原子,使每个碳原子有4个共价键.
说明a.从上所述可归纳为:从头摘、挂中间,往端移、不到边,先甲基、后乙基,先集中、后分散,变换位、不能同.b.在书写烯烃或炔烃的同分异构体时,只要在碳链异构的基础上依次变动碳碳双键或碳碳叁键位置即可.
[烃的同分异构体种数的确定方法]
①等效氢法.烃分子中同一种类的氢原子称为等效氢原子.有机分子中有几种不等效氢原子,其氢原子被一种原子或原子团取代后的一取代物就有几种同分异构体.
等效氢原子的一般判断原则:a.位于同一碳原子上的H原子为等效H原子.如CH4中的4个H原子为等效H原子.b.位于同一C原子上的甲基上的H原子为等效H原子.如新戊烷(CH3)4C 上的12个H原子为等效H原子.c.同一分子中处于对称位置或镜面对称位置上的H原子为等效H 原子.对于含苯环结构的分子中等效H原子的种数的判断,应首先考虑苯环所在平面上是否有对称轴,若没有,则还应考虑是否有垂直于苯环平面的对称轴存在,然后根据对称轴来确定等效H原子的种数.
②换元法.换元法是要找出隐含在题目中的等量关系,并将所求对象进行恰当地转换.例如,已知正丁烷的二氯代物有6种同分异构体,则其八氯代物的同分异构体有多少种?正丁烷C4H10。的二氯代物的分子式为C4H8Cl2,八氯代物的分子式为C4H2Cl8,变换为C4Cl8H2,很显然,两者的同分异构体数是相同的,均为6种.
[同分异构体与同位素、同素异形体、同系物的比较]
5.甲烷、乙烯、乙炔及苯的比较
7.烃的基本实验
[甲烷与氯气的取代反应]
①反应原理:
(一氯甲烷)
(二氯甲烷)
(氯仿)
(四氯化碳)
②实验现象及解释:
a.量筒内壁中出现油状液体(生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4为不溶于水的液体);
b.量筒内水面上升(反应后气体总体积减小且生成的HCl气体易溶于水);
c.水槽中有晶体析出(生成的HCl气体溶于水后使NaCl溶液过饱和).
③应注意点:a.不要将混合气体放在日光直射的地方,以免引起爆炸;b.反应产物是两种气体(HCl、CH3Cl)和三种液体(CH2Cl2、CHCl3、CCl4)的混合物.
[乙烯的实验室制法]
①反应原理:
CH3CH2OH CH=CH2++H2O
②所需主要仪器和用品:酒精灯,圆底烧瓶,温度计,双孔橡胶塞,碎瓷片.
③发生装置:液+液二气体型装置.与制C12、HCl气体的发生装置相似,只需将制C12、HCl气体装置中的分液漏斗改为温度计即可.
④收集方法:排水法(不能用排空气法,因为乙烯与空气的密度很接近).
⑤反应液中无水酒精与浓H2SO4的体积比为1∶3.应首先向烧瓶中加入酒精,再慢慢地注入浓H2SO4(类似于浓H2SO4加水稀释)。使用过量浓H2SO4,可提高乙烯的产率,增加乙烯的产量.
⑥浓H2SO4的作用:催化剂和脱水剂.
⑦温度计水银球放置位置:必须插入反应液中(以准确测定反应液的温度).
⑧发生的副反应:
2CH3CH2OH C2H5OC2H5 + H2O
(乙醚)
因此,在实验室加热制乙烯时,应迅速使温度上升到170℃,以减少乙醚的生成,提高乙烯的产量。C2H5OH + 4H2SO4(浓)=4SO2↑+ CO2↑+ C↓+ 7H2O
在加热过程中,反应液的颜色由无色变为棕色,甚至变为黑褐色.这是因为浓H2SO4具有强氧化性,将部分乙醇氧化为炭.由于有上述两个副反应发生,所以在制得的乙烯中会混有CO2、SO2等杂质气体,其中SO2也能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色,因此,在做乙烯的性质实验之前,应首先将气体通过碱石灰或碱液以除去SO2.
⑨在圆底烧瓶中加入碎瓷片的目的:防止液体受热时产生暴沸.
[乙炔的实验室制法]
①反应原理:CaC2 + 2H2O →Ca(OH)2↓+ CH≡CH↑
②装置:固+ 液→气体型装置,与制H2、CO2等气体的发生装置相同.用排水集气法收集乙炔.
③所需主要仪器;分液漏斗,平底烧瓶(或大试管、广口瓶、锥形瓶等),双孔橡胶塞.
④不能用启普发生器的原因:a.碳化钙与水的反应较剧烈,使用启普发生器难于控制反应速率;b.反应过程中放出大量热,易使启普发生器炸裂;c.反应生成的Ca(OH)2为浆状物,易堵塞导管.
⑤注意事项:a.为减缓反应速率,得到平稳的乙炔气流,可用饱和NaCl溶液代替水,用块状电石而不用粉末状的电石.b.为防止反应产生的泡沫堵塞导管,应在导气管口附近塞上少量棉花.c.电石中混有CaS、Ca3P2等杂质,它们也跟水反应生成H2S、
PH3等气体,因此,用电石制得的乙炔(俗称电石气)有特殊臭味.把混有上述混合气体的乙炔气通过盛有CuSO4溶液的洗气瓶,可除去H2S、PH3等杂质气体.
[石油的分馏]
①原理:根据石油中所含各种烃的沸点不同,通过加热和冷凝的方法,将石油分为不同沸点范围的蒸馏产物.
②使用的玻璃仪器:酒精灯,蒸馏烧瓶(其中有防止石油暴沸的碎瓷片),温度计,冷凝管,尾接管,锥形瓶.
③温度计水银球位置:蒸馏烧瓶支管口(用以测定蒸气的温度).
④冷凝管中水流方向:由下往上(原因:水能充满冷凝管,水流与蒸气流发生对流,起到充分冷凝的效果).
⑤注意点:a.加热前应先检查装置的气密性.b.石油的分馏是物理变化.c.石油的馏出物叫馏分,馏分仍然是含有多种烃的混合物.
8.有关烃的计算类型 [烃的分子式的确定方法]
①先求烃的最简式和相对分子质量,再依;(最简式的相对分子质量)n =相对分子质量,求得分子式. 说明 a .已知C 、H 元素的质量比(或C 、H 元素的质量分数,或燃烧产物的量),均可求出该烃的最简式.
b .求有机物相对分子质量的常见公式: ▲有机物的摩尔质量=m /n 或 该元素的质量分数
相对原子质量
分子中某元素原子个数有机物的摩尔质量?=
▲气态有机物的相对分子质量=标准状况下该气体密度×22.4 ▲ 有机物混合气体的平均相对分子质量=W 总/n 总
+
?+?=00
2211x M x M 或 …… ▲通过相对密度求算:M
未知
=D ·M
已知
,即ρA /ρB =M A /M B .
注:①也可先求出相对分子质量,再根据各元素的质量分数和相对分子质量直接求得分子式. ②依各类烃的通式和相对分子质量(或分子中所含电子的总数)求算. ③商余法:烃的相对分子质量/12 → 商为C 原子数,余数为H 原子数. 注意 一个C 原子的质量等于12个H 原子的质量.
例 某烃的相对分子质量为128,则该烃的分子式为209H C 或810H C .
④平均值法:平均值法适用于混合烃的有关计算,它是根据各组分的某种平均值来推断烃分子式的解题方法.平均值法特别适用于缺少数据而不能直接求解的计算.平均值法有:平均摩尔质量法、平均碳原子法、平均氢原子法和平均分子式法等.
[烃的燃烧计算] ①烃燃烧的通式.
a .完全燃烧时(O 2充足):CxHy + (x +y /4)O 2 →x CO 2 + y / 2H 2O
b .不完全燃烧时(O 2不充足):
CxHy
+ (
4
2
y x a +
+)O 2 →a CO 2 + (a x -)CO + y / 2H 2O
②不同烃完全燃烧时耗O 2量的比较. a .物质的量相同时:(4
y
x +)的值愈大,耗O 2量愈多.
b ,质量相同时: ▲将CxHy 变换为x
y CH
则
x
y 值越大(小),耗O 2量越多(少);x y
值相同,耗O 2量相同.
▲最简式相同,耗O 2量相同.最简式相同的有:(CH)n ——C 2H 2与C 6H 6等;(CH 2)n ——烯烃与环烷
烃.
c.最简式相同的烃,不论以何种比例混合,只要混合物的总质量一定,则耗O2量一定.③烃完全燃烧时,烃分子中H原子数与反应前后气体的物质的量(或压强或体积)的关系.a.t≥100℃时(水为气体):
CxHy(g) + (x+y/4)O2→x CO2(g) + y/ 2H2O(g)
1(x+y/4) x y/ 2
∵V
前
=1+x+y/4 V后=x+y/ 2∴V前-V后=1-y/4
当V
前=V
后
时,y=4;
当V
前>V
后
时,y<4;
当V
前<V
后
时,y>4;
由此可见,烃CxHy完全燃烧前后气体体积的变化只与烃分子中的H原子数有关,而与C原子数无关(因此,在计算烃完全燃烧时,要验算耗O2量).
规律:
▲若燃烧前后气体的体积不变,
则y=4.具体的烃有CH4、C2H4、C3H4及其混合物.
▲若燃烧后气体的体积减小,则y<4.只有C2H2符合这一情况.
▲若燃烧后气体的体积增大,则y>4.用体积增量法来求算具体是哪一种烃.
b.t<100℃时(水为液体):
反应后气体的体积较反应前恒减小,用体积减量法确定具体的CxHy:
CxHy(g) + (x+y/4)O2→x CO2(g) + y/ 2H2O(aq) 气体体积减少
2(x+y/4) x1+y/4
10.3.2.3烃源岩排烃 力学 排烃也称为初次运移。 由于烃源岩在埋藏过程中的压实作用,孔隙的大小可能会小于某些油气分子的大小(图10.28)。这样,在解释油气如何运移出烃源岩的问题上就存在了一个困难。在地质文献中讨论的所有可能的初次运移机制中,最可能的是油气以不连续相穿过由超压解压作用形成的微裂缝。烃源岩中的超压可能是油气生成、温度升高流体膨胀、封闭烃源岩的压实作用以及粘土矿物脱水作用排水等综合作用的结果。 图 10.28 各物理参数与页岩沉积物不断增加的埋深之间的相互关系,图中显示了页岩的孔隙直径与油气分子直径的关系。当埋藏深度适当时,与较大的油气分子相比,页岩的孔隙直径变得非常小。 干酪根向油气的转化导致了明显的体积增加,这使得烃源岩中孔隙压力增加。孔隙压力的增加有时足以导致微裂缝的形成。这样可以释放压力,同时允许油气运移出烃源岩进入到毗邻的运载层,从这点开始油气进入二次运移过程。生烃、压力增加、显微破裂作用、油气运移、压力释放这个循环会一直继续,直到烃源岩枯竭。这个理论的实质是只要烃源岩足够富集,那么它会不断地排出油气。从这种意义上来讲,初次运移并不是石油地质学家们主要关注的事。在区域压力梯度的调节下,初次运移中明显地发生油气向上且/或向下移出烃源层。 当液态石油在烃源岩中裂解成气的时候,将发生大规模的体积膨胀。较贫乏的生油岩可能不能生成足以引起显微破裂作用的烃类,这样就不会有排烃作用发生。然而,如果达到更高的成熟度,仍然停留在烃源岩中的石油将会裂解成气,由此引起的体积增加和超压可能促使排烃的发生。因此,如果蕴油性的贫油烃源岩达到足够高的成熟度,那么该烃源岩易排出凝析气。 排烃率 生成的油气(包括初期的)有多少可能会从烃源岩排出呢?Cooles 等(1986)指出,在120℃至150℃之间,烃源岩的排烃率主要取决于烃源岩中有机质的富集程度。在有机质富集的烃源岩中(潜产量>5kg ton-1,TOC>1.5%),排油效率非常高,有生成油气总量的60-90%将会被排出。然而,在生烃与排烃之间存在一个迟滞时间。在烃源岩有效排烃以前,烃源岩中俄油气必须达到某一最小含有饱和度(约4%)。在有机质较贫乏的烃源岩中潜产量<5kg ton-1,TOC<1.5%),排烃率要低的多,大多数生成的石油停留在烃源岩中。如我们所知道的,如果达到更高的成熟度,石油将会裂解成气并排出。不考虑烃源岩中有机质的富集程度,天然气和凝析气的排出效率非常高。 Mackenzie和Quigley(1988)以原始干酪根浓度和干酪根类型为基础,将烃源岩分为三个端员类(图10.29)。生油指数(PGI)是指已经转化为油气的那一部分有机质,因此是烃源岩成熟度的量度。排烃率(PEE)是指在烃源岩中形成并排出的那一部分油气。由这些参数确定油气排出的时间和成分。
烃类化合物 同系物: 结构相似,在分子组成上相差一个或多个CH2原子团的物质互称为同系物。 同系物特点:通式相同,结构相似,化学性质相似;物理性质一般随碳原子数目的增加而呈规律性变化(如熔沸点逐渐升高);在分子组成上相差一个或多个CH2原子团。 同分异构体: 化学上,同分异构体是一种有相同化学式,有同样的化学键而有不同的原子排列的化合物。简单地说,化合物具有相同分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。很多同分异构体有相似的性质。 烃类化合物 烃类化合物是碳、氧与氢原子所构成的化合物,主要又分为醇(alcohols)、醛(aldehydes)、酯(esters)、酮(ketones)与酚(phenols)。 常见的烃类 常见的烃有甲烷(沼气),丙烷和丁烷(打火机油),异辛烷,石蜡 烃的主要来源: 天然气:甲烷(主要)、乙烷、丙烷、丁烷 石油:各种烃的混合物:汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青 煤:芳香烃等 主要烃类 一.烷烃 分子中的碳,以碳、碳单键相结合,其他的键都为氢原子所饱和的烃 化学式规律:当碳原子数为n时,氢原子数为2n+2 烷烃的通式为CnH2n+2 烷烃的物理性质 1.物质状态:在室温和一个大气压下,C1-C4是气体,C5-C16是液体,C17以上是固体。
2.沸点:正烷烃的沸点是随着分子量的增加而有规律升高。液体沸点的高低决定了分子间引力的大小,分子间引力愈大,使之沸腾就必须提供更多的能量,所以沸点就愈高。而分子间引力的大小取决了分子结构。 3.熔点:正烷烃的熔点,同系列C1-C3不那么规则,但C4以上的是随着碳原子数的增加而升高。不过,其中偶数的升高多一些,以至含奇数和含偶数的碳原子的烷烃各构成一条熔点曲线,偶数在上,奇数在下。 烷烃的化学性质 1、共价键都为σ键,键能大; C-H 390~435KJ/mol C-C 345.6KJ/mol 2、分子中的共价键不易极化。 (电负性差别小 C:2.5, H:2.2) 烷烃的化学性质稳定(特别是正烷烃)。在一般条件(常温、常压)下,与大多数试剂如强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂及金属钠等都不起反应,或反应速度极慢。 命名: 找出最长的碳链当主链,依碳数命名主链,前十个以天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)代表碳数,碳数多于十个时,以中文数字命名,如:十一烷。 从最近的取代基位置编号:1.2.3...(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以“-”隔开。 有多个取代基时,以取代基数字最小且最长的碳链当主链,并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基。 有两个以上的取代基相同时,在取代基前面加入中文数字:一、二、三...,如:二甲基,其位置以, 隔开,一起列于取代基前面。 注:1.若有两个不同的支链,且分别处于距主链两端相同的位置,则应从较简单的支链那段开始编号。 2.若有两个相同的支链,且分别处于距主链两端相同的位置,但中间还有支链则编号是应遵循支链位号之和最小的原则。 3.选取主链时,若存在两个等长的碳链时应选取支链数最多的碳链作为主链。 反应类型 1、氧化还原反应 氧化反应——有机物分子中引入氧原子或去掉氢原子的反应。
烃类完全燃烧的计算规律 高中有机化学的学习中,经常涉及烃类完全燃烧的计算的题目。如何解 决这一类题目,既是难点,也是重点内容之一。为了使同学们熟练解题,系 统掌握基础知识,现将有关规律总结如下,供大家参考。 一、烃类完全燃烧的通式 CxHy + (x+y/4)O2→xCO2 + (y/2)H2O 二、烃类完全燃烧前后体积(分子总数)的变化规律 1、同温同压下,1体积烃类完全燃烧,当生成的水为气态时(温度高于100℃)△V = V前– V后= 1 + x + y/4 – x – y/2 =1 – y/4 当△V ? 0时, V前? V后,则燃烧前后气体的体积减小,此时y ? 4 当△V?0时, V前?V后,则燃烧前后气体的体积减小,此时y ?4 当△V =0时, V前= V后,则燃烧前后气体的体积减小,此时y = 4 可见,当温度高于100℃时,燃烧前后的体积的变化与碳原子数无关,与氢原子数有关。 例如:150℃时,CH4、C2H4完全燃烧前后的体积不变(即分子数不变),而C2H2燃烧前后的体积变小,C2H6等氢原子数大于4的烃燃烧前后的体积变大。对于混合气体,求氢原子的平均原子数,亦可适用。 练习1:120℃时,下列气体物质(或混合物)各 a mol,在氧气中完全燃烧,燃烧前后体积不变的有(),燃烧前的体积大于燃烧后的体积的有(),燃烧前的体积小于燃烧后的体积的有()。 A、C2H2 B、C2H4与C2H2 C、C2H2与C3H6(1:1) D、C3H8与CH4(1:1) E、C2H4与C3H4 答案:(C、E); (A、B); (D)
2、同温同压下,1体积烃类完全燃烧,当生成的水为液态时(温度低于100℃)。△V = V前– V后= 1 + x + y/4 – x =1 + y/4 则必然△V ? 0, V前? V后,则燃烧前后气体的体积一定减小,这取决于氢 原子数,氢原子数越多,体积减少的越多。 例如:在50℃时,1mol的C2H6燃烧前后气体体积减少要比1mol的C2H4体积减少的多。同样,我们也可以根据减少的体积数,来确定分子的组成。 练习2:三种气体混合物 a ml与足量的氧气混合点燃完全反应后,恢复到原来的状态(常温常压)体积共减小2a ml,则三种烃可能是()。 A、CH4、C2H4、C3H4 B、C2H6、C3H6、C4H6 C、CH4、C2H6、C3H8 D、C2H2、C2H4、C2H6 答案:( A、D ) 3、充分燃烧 a L常温常压下的气态烃,当恢复到相同状态时,若气体 的体积减少 a L,则原来氢原子数等于4(n–1). 三、消耗氧气的量: 1、物质的量相同的烃完全燃烧时,耗氧气的量与x + y/4有关,即与碳原子和氢原子数有关。x + y/4越大,耗氧气的量越大,x + y/4越小,耗氧气的量越小。 例如:物质的量相同的C3H8和C2H4比较前者的耗氧量大于后者。 练习3:等物质的量的下列烃分别在氧气中完全燃烧,耗氧气量最大的 是() A、C5H8 B、C2H2 C、C2H4 D、CH4、 答案:( A ) 2、质量相同的烃完全燃烧时,耗氧气的量与y/x的值有关。y/x越大,
烃类键焓的精确计算及应用 张凤阁 山东省冶金科学研究院(山东济南250014)
目录 摘要 (3) 第一章绪论 (3) 第二章键焓的计算 第一节烃类气态化合物克分子总键焓 (7) 第二节饱和脂肪烃四个基本键焓 (12) 第三节烃类复键焓的计算 (18) 第三章键焓的应用 第一节求气态烃类化合物的总键焓 (30) 第二节烃类气态化合物ΔH f0的标准化 (31) 第三节复键烃类氢化热 (36) 第四节张力能和共轭能 (39) 第五节烃类键焓值准确性的判定准则 (43) 第六节自由基与自由基偶 (44) 第七节关于标准态 (47) 第八节关于“超共轭论”的评述 (48) 第九节键焓与化学反应的某些关系 (50) 第十节烃类分子碳碳键焓的等值性 (51) 第十一节关于丙烯 (52) 第十二节关于一氧化碳的键焓 (53) 第十三节《量子化学》如何面对事实 (54) 第四章结论 (56)
摘要:本文提出了“在标准状态下,独立的自由基的键焓等于零”作为化合物键焓的标准态。在此基础上,提出了气态分子总键焓概念。这是本文所有计算的基础。 本文解决了非张力烃类气态化合物所有键焓(包括复键)的计算方法。特别是解决了1°、2°、3°碳上C―H键焓和乙炔(炔类) C―H键焓的精准计算,对有机合成机理的阐明将起着重要的作用;本文发现了“ΔH f0,H a0,H j0,ΔH h0”四个量之间的内在联系,特别是“H a0法和H j0法计算ΔH h0值必须相等”这条准则,规范了各种H j0值,从而使ΔH f0值真正达到“标准化”;本文创立了烃类键焓值的判定准则。 本文还对其他热数据:共轭能、自由基位能,分子的张力能,同类键焓等值性等等,都进行了阐述;本文还对《量子化学》在计算键焓方面的不适用进行了概括的评价;也通过1°、2°、3°碳上C―H键焓数值的解决及氢化热值的差别来源的澄清和超共轭能的解析,使“超共轭论”之说证据欠缺。 关键词:键焓的标准态标准生成焓总键焓键焓氢化热共轭能自由基位能静态键焓判定准则 第一章绪论 气态化合物,特别是烃类气态化合物的键焓,在有机化学和结构化学中占有重要位置。特别是烃类化合物1°、2°、3°碳上C―H键焓及各类复键焓准确值的求出,尤其是炔类C≡C键上的C―H键焓的精确计算,是了解烃类自身结构与性质之间关系的基础数据。 烃类气态化合物各类键焓值,前人进行了长期大量的实测方面的研究工作,有些结果接近了化合物键焓的准确值(或真实值)。如美国化学家鲍林等对某些简单无机气态分子的键焓及饱和烃的C―H键焓的平均值98.8kcal/mol;英国出版的《化学数据手册》上,更进一步给出了较为准确的C=C,C≡C,键及苯环的键
有机质生烃:反应物及产物的定义及定量方法 一、油气形成的简易动力学模型——有机质生烃 1、反应物及产物的定义及定量方法 1.1沉积有机质的基本成分 沉积有机质大部分是由C、H元素组成,同时还有各种杂原子,主要是N、S、O。由这些有机质生成的原油具有与沉积有机质相同的元素组成,主要是一些碳氢化合物及与NSO (C、H元素结合N、S、O元素形成的复杂分子)。原油也含有沥青质(asphaltine),它们可以看成是有机母质排出的有机碎片(Behar和Pelet,1985;Behar等,1985)和非烃气体如N2,H2S及CO2。 1.2 石油与干酪根:经典定义 石油(petroleum)从沉积物沉积开始就存在于所有的SOM(固体有机质)中。这些最初的石油通常被称为“未熟油”或“沥青(bitumen)”,这是因为它们的主要成分是复杂的高分子化合物和非烃化合物,它们在运移(过)石油中的含量是很低的(Stevens等,1956;Bray和Evans,1961),是在早期成岩过程中没有被聚合到干酪根中的那部分固体有机质(SOM)。过去,烃源岩中石油组成的测定是用非极性的有机溶剂如二氯甲烷对烃源岩进行抽提。Durand(1980)把干酪根定义为不能抽提的有机残留物以示区别,即固体有机质中的非石油部分(non-petroleum)。 在动力学研究中,厘清石油(petroleum)与碳氢化合物(或烃类,hydrocarbon)之间的关系非常重要。石油与碳氢化合物之间的差异往往被许多石油地质科学家忽略(地质工作者常说“烃类勘探”;富烃的石油毫无疑问具有商业吸引力,但是石油才是我们最初真正找到的原料!) 动力学模型局限于常规地球化学测定(烃含量及潜力)方法的框架。作为石油工业测定生烃能力的标准方法,总流热解分析仪(Bulk-flow analysis,一般为Espitalie等(1977)建立的Rock-eval分析系统的衍生产品,如Peters,1986)只能测定碳氢化合物的产量。NSO
第二册第五章烃 一、知识要点与规律 1.有机物 (1).有机物通常是指含碳元素的化合物。但象CO、CO2 、H2CO3和HCN及其盐等少数物质,虽然含有碳元素,但其性质与无机物很相似,故一般归于无机物。 (2).有机物种类繁多达上千万种(无机物只有十几万种),其重要原因是: ①.碳原子有4个价电子,能与其它原子形成4个共价键。 ②.碳原子之间的结合方式可以有多种(单键、双键、三键),碳原子之间可成链可成环,碳链的长度可以不同,碳环的大小可以不同。 ③.有机物普遍存在同分异构现象。 (3).有机物的性质:对于大多数有机物,有如下性质 ①难溶于水,易溶与汽油、苯等有机溶剂(相似相溶); ②多为非电解质,不易导电(非极性分子); ③多数熔沸点较低(分子晶体); ④大多易燃烧、易分解(多由C、H组成,故易于燃烧;碳链越长越易于断裂分解); ⑤有机反应复杂、速率慢,多需催化剂(分子反应一般慢于离子反应;有机分子中共价键多,反应中可以断裂的部位多,故副反应多)。 (4)重要的有机原理 ①价键数原理:碳四键,氮三键,氧二键,氢一键。 ②同系列原理:同系列中的各不同有机物均具有十分相似的化学性质。这是学习有机化学的主要方法。 ③官能团原理:分子结构决定化学性质在有机化学中的体现是-官能团决定化学性质。学习有机化学从某种意义上说就是学习官能团。这一原理是进行有机物性质、结构推理的主要依据。 2.烃的概念和分类 (1).概念:仅由碳氢两种元素组成的有机物,叫碳氢化合物,简称烃。
3.同系物和同分异构体概念比较 4. 烃的同系物的含碳量比较 烷烃(C n H 2n+2):C%=12n/(14n+2)=12/(14+2/n); n=1时,C %=75%;n →∞时,C%→85.7%; 烯烃(C n H 2n ):C%=12n/14n =85.7%; 炔烃(C n H 2n-2):C%=12n/(14n –2)=12/(14–2/n); n=2时,C %=92.3%;n →∞时,C%→85.7%; 苯及其同系物(C n H 2n -6):C%=12n/(14n –6)=12/(14–6/n); n=6时,C %=92.3%;n → ∞时,C%→85.7%; 5.烃的物理性质递变规律 一般随碳原子数的增多,沸点升高,液态时密度增大。碳原子数为1~4时为气态。不溶于水,密度比水小。 对于同分异构体,支链越多,熔沸点越低。如:正戊烷>异戊烷>新戊烷。 6.烃中五种共价键的比较 7.烃的结构特点和化学性质 75% 87.5% 92.3% 烷烃 烯烃 的 同系物 甲烷 乙炔和苯 %
石油和煤重要的烃 教学目标 (一)知识与技能目标 1.了解石油的成分,石油分馏和裂化、裂解的基本原理。 2.了解煤干馏的原理和煤干馏的主要产物及其用途 (二)过程与方法目标 通过查阅资料或网上搜索,培养资料搜集和信息处理的能力 (三)情感态度与价值观目的 通过“迁移·应用”、“交流·研讨”、“活动·探究”活动,认识自然资源的合理开发、综合利用重要性,初步确立可持续发展的观念。 教学过程 【引言】石油和煤是复杂的混合物,其主要成分都是有机化合物。石油和煤分别被誉为“工业的血液”和“工业的粮食”,可见它们的开采、加工和利 用在国民经济发展中占有多么重要的地位。 一、石油的炼制 【看书】课本第66页联想质疑下面了解: 1.石油的成分: 按元素来看: 按物质来看: 2.石油的炼制
【练习1】 1.关于石油的不正确说法是 A.石油主要含C、H两种元素 B.石油是主要由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物 C.石油有固定的沸点,故可分馏 D.石油分馏得到的汽油是混合物 2.下列石油制品中,沸点范围最低的是() A.柴油 B.润滑油 C.汽油 D.煤油 3.石油气中主要含有原子数目较多的烷烃。某石油气充分燃烧后,在相同条件下测得生成的二氧化碳的体积是该石油气体积的1.2倍,则石油气中一定含有() A.甲烷 B.丁烷 C.戊烷 D.乙烷 4.有人设计了一套实验分馏原油的五个步骤: ①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上,在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m ②连接好冷凝管。把冷凝管固定在铁架台上,将冷凝管进水口的橡皮管的另一端和水龙头连结,将和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中。 ③把酒精灯放在铁架台上,根据酒精灯高度确定铁圈的高度,放好石棉网。 ④向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片,再用漏斗向烧瓶中加入原油,塞好带温度计的橡皮塞,把连接器连接在冷凝器的末端,并伸入接收装置(如锥形瓶)中。 ⑤检查气密性(利用给固定装置微热的方法)。 请完成以下题目: (1)上述实验正确的操作顺序是____________(填序号)。 (2)所用的主要仪器有________________。 (3)冷凝管里水流的方向与蒸气的流向______________(填“相同”或“相反”)。 (4)温度计的水银球应放在__________位置,以测量___________的温度。 (5)蒸馏烧瓶中放几片碎瓷片的目的是____________。 二、煤的干馏
辽河盆地天然气中重烃异常富集重碳同 位素的成因探讨 陈践发1 陈振岩2 季东民2 于 深2 赵长虹2 王先彬1 1(中国科学院兰州地质所气体地球化学国家重点实验室 兰州 730000) 2(辽河石油管理局勘探开发研究院 辽宁盘锦 124010) 摘 要 近年来大量的研究结果表明天然气碳、氢同位素组成特征是判识天然气成因类型、进行气源对比、估算天然气的成熟度和确定天然气是否被次生改造等的有效地球化学手段。通常认为甲烷的碳同位素组成主要受源岩的母质类型和热演化程度的影响,乙烷、丙烷等重烃碳同位素组成主要决定于源岩有机母质的碳同位素组成,同时也明显地受热演化程度的影响。在辽河盆地发现一类碳同位素组成异常的天然气。这类天然气是分布于辽河盆地东部凹陷桃园地区和黄金带地区的部分浅层天然气,其甲烷的碳同位素组成W13C1值为-44‰~-40‰,乙烷W13C2值为-13‰~-6.6‰,丙烷W13C3值-6.1‰~+3.3‰,该类天然气的乙、丙烷异常富集重碳同位素,到目前为止在天然气藏中还是首次发现。根据地球化学资料和地质背景分析认为这天然气应是未成熟阶段的生物气或低成熟阶段的生物-热催化过度带气经过细菌氧化后形成的。 关键词 天然气 碳同位素 细菌氧化气 第一作者简介 陈践发 男 37岁 研究员 石油天然气地质地球化学 1 引言 通常认为甲烷的碳同位素组成主要受源岩的母质类型和热演化程度的影响,乙烷、丙烷等重烃碳同位素组成主要决定于源岩有机母质的碳同位素组成,同时也明显地受热演化程度的影响。生物成因天然气其甲烷碳同位素组成W13C1值一般小于-55‰〔8,10〕,乙烷的碳同位素组成W13C2小于-30‰〔3〕。热解作用产生的天然气其甲烷碳同位素组成W13C1值为-50‰到-25‰,W13C2值为-45‰到-22‰,W13C3值为-38‰到-21‰,且具有随着碳数的增加同位素组成依次变重趋势〔1,3〕。非生物成因的天然气甲烷碳同位素组成W13C1值一般大于-25‰,甲烷的烃类同系物随着碳数的增加逐渐富集轻碳同位素〔7〕。因而,人们将碳同位素组成特征认为是探讨天然气成因类型、进行气-气对比和判识天然气来源非常有效的地球化学指标。但近年在辽河盆地发现一类碳同位素组成异常的天然气。这类天然气的碳同位素组成用以上理论难以圆满解释。这类天然气是分布于辽河盆地东部凹陷桃园地区和黄金带地区的部分浅层天然气,其甲烷的碳同位素组成W13C1值为-44‰~-40‰,乙烷W13C2值为-13‰~6.6‰,丙烷W13C3值为-6.1‰~+3.3‰,本文拟对这类天然气的成因进行探讨。 2 辽河盆地天然气甲烷及同系碳同位素分布物特征 通过对辽河盆地天然气甲烷及重烃的碳同位素分析表明,该盆地天然气可以分为较明显的三类,表1列出了这三类有代表性的天然气碳同位素组成。第一类是属未成熟或低成熟阶段生成的天然气,其甲烷的碳同位素组成W13C1值为-59‰~-50‰,乙烷的W13C2值为-48‰~-36‰,丙烷的W13C3值为-40‰~-25‰;且天然气的组成为干气,这类天然气主要是由于微生物作用生成的生物气或生物-热催化过度带气〔2〕。它们主要分布在上第三系的东营组和沙河街上部,且埋深一般小于1500m。第二类天然气是处于液态窗范围内(成熟阶段)的有机质在热力作用下生成的气态烃类,其甲烷的碳同位素组成W13C1值为-49‰~-38‰,乙烷的W13C2值为 第16卷 第2期1998年6月 沉积学报 A CT A SED I M EN TO LOG ICA SIN ICA V o.l16N o.2 Jun.1998 收稿日期:1998-03-06
《烃》总结 一、烃的分类及结构和性质 要求掌握本章所涉及的化学方程式 三、专题总结 (一)烃类反应6种类型 1、取代反应——一上一下,取而代之 对象:饱和烃、苯和苯的同系物; 卤素要求是纯净的卤素单质 如:甲烷和氯气的取代反应(方程式、实验现象、产物的物性、取代的有关计算)苯和苯的同系物:卤化、硝化、磺化(方程式、实验设计、产物的物性、除杂)2、加成反应——断一拉二,只上不下 对象:不饱和烃(烯烃、炔烃和苯及苯的同系物) 烯与H2、X2、HX、H2O的加成。炔与H2、X2、HX 的加成; 苯与H2、Cl2的加成。马氏加成。
掌握单烯烃的单一加聚和混合加聚,掌握由加聚产物反推单体。 4、氧化反应 点燃:所有烃都可以燃烧。充分燃烧意即O2适量或过量。产物为CO2和H2O。 掌握所涉及的计算:差量法、极限法、平均值法、十字交叉法、守恒法 被酸性KMnO4溶液氧化:烯、炔、苯的同系物 5、还原反应——不饱和烃加氢 6、分解反应 甲烷分解成C和H2;烷烃的裂化 (二)常见经验规律 1、气态烃燃烧前后总物质的量的变化 C x H y+(x+y/4)O2——XCO2 + y/2 H2O(气) 当y=4时,反应前后气体总物质的量不变 当y>4时,n前<n后 当y<4时,n前>n后(只有C2H2) 如:125℃,1L某气态烃在9L氧气中充分燃烧后的混合气体体积为10L,则该烃可能是:CH4、C2H4、C3H4 2、·质量相同的不同烃,燃烧耗氧量由y/x决定或H%决定,比值越大,耗氧量越大。 生成CO2、H2O的量分别由C%、H%决定。 因此最简式相同的有机物(各元素百分比相同),不管以任何比例混合,只要混合物总的质量一定,各元素的质量就相同,完全燃烧后生成的CO2和H2O及消耗O2的总量就一定。 ·物质的量相同的不同烃,燃烧耗氧量由x+y/4决定,生成CO2、H2O的量分别由x、y决定。 如:C3H8、C3H6、C4H6、C7H8四种物质分析。 3、烃中含碳量的高低 烷烃<烯烃<炔烃、苯及其同系物 烷烃中碳数越多,碳的质量分数越大(<6/7);烯烃中碳的质量分数为一定值(6/7);炔烃、苯的同系物中碳数越多,碳的质量分数越小(>6/7)。 4、烃类物质熔沸点、密度规律:随分子量(碳原子个数)增大而升高。碳数相等的情况下,支链越多, 沸点越低。 5、“根”、“基”、“原子团”的区别 (三)区别一组概念: 同系物、同分异构体(书写、判断数目)、同位素、同素异形体 如:液氯、氯气、P4、P、D、T、CH4、C3H8、1—丁烯、2—甲基丁烯 属于同系物的是CH4、C3H8; 属于同分异构体的是1—丁烯、2—甲基丁烯; 属于同素异形体的是P4、P; 属于同位素的是D、T; 属于同一种物质的是液氯、氯气。 (四)命名: 烷烃、烯烃、炔烃类的命名。
第46卷 第5期 煤田地质与勘探 Vol. 46 No.5 2018年10月 COAL GEOLOGY & EXPLORA TION Oct . 2018 收稿日期: 2018-02-10 基金项目: 国家科技重大专项课题(2016ZX05006-004);国家自然科学基金项目(41772128) Foundation item :National Science and Technology Major Project(2016ZX05006-004);National Natural Science Foundation of China(41772128) 第一作者简介: 彭君,1970年生,男,安徽庐江人,高级工程师,博士,研究方向为石油勘探. E-mail :157516239@ https://www.sodocs.net/doc/0b4372185.html, 通信作者: 姚素平,1965年生,男,安徽无为人,教授,博士,研究方向为有机地球化学. E-mail :spyao@https://www.sodocs.net/doc/0b4372185.html, 引用格式: 彭君,张云献,刘阳,等. 东濮凹陷及其周缘地区上古生界煤系沉积有机相及煤成烃潜力[J]. 煤田地质与勘探,2018,46(5):107–116. PENG Jun ,ZHANG Yunxian ,LIU Yang ,et al. Sedimentary organic facies and hydrocarbon-forming potential of coal in Upper Paleozoic coal measures in Dongpu depression and its peripheral areas[J]. Coal Geology & Exploration ,2018,46(5):107–116. 文章编号: 1001-1986(2018)05-0107-10 东濮凹陷及其周缘地区上古生界煤系 沉积有机相及煤成烃潜力 彭 君1,张云献1,刘 阳2,陈亚生2,姚素平2 (1. 中石化中原油田分公司勘探开发研究院,河南 濮阳 457001; 2. 南京大学地球科学与工程学院,江苏 南京 210023) 摘要: 东濮凹陷上古生界具有优越的煤成烃物质基础,油气生成潜力取决于沉积有机相。通过对东濮凹陷及其周缘地区煤系沉积有机相的类型和分布特征的研究,结合烃源岩生烃热模拟实验,探讨了东濮凹陷上古生界煤成烃的潜力。研究表明:东濮凹陷上古生界沉积有机相可划分为6种类型,镜质腐殖有机相是研究区主要的有机相类型,太原组下部和太原组上部–山西组下部还发育少量的含腐泥腐殖有机相和壳质腐殖有机相等富氢有机相类型,山西组上部较发育惰质腐殖有机相,东濮凹陷北部发育富氢有机相,特别是庆古2井区和毛4、毛8井区有机相类型好,而南部则发育镜质腐殖有机相和惰质腐殖有机相。不同有机相成烃潜力存在明显差异,镜质腐殖有机相的生油气潜力可与我国典型的煤成油气盆地相媲美,而富氢有机相的生烃潜力更高。但由于东濮凹陷上古生界热演化程度的差异,各个区块油气生成可能存在较大差异,毛4井区成熟度低,油气产率低;庆古2井区R max 在1.0%左右,处于液态烃类生成高峰期,煤成油产率较高,文古1井区处于成熟–高熟区,有较高的煤成气产率,但仍未达煤成气产率的高峰;南部马古5井处于高过成熟,具有较高的煤成气潜力,但由于南部遭受岩浆作用的影响,其煤成气潜力需要评估岩浆作用影响的程度。 关 键 词:沉积有机相;煤成烃;上古生界;东濮凹陷 中图分类号:P618.13 文献标识码:A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2018.05.017 Sedimentary organic facies and hydrocarbon-forming potential of coal in Upper Paleozoic coal measures in Dongpu depression and its peripheral areas PENG Jun 1, ZHANG Y unxian 1, LIU Yang 2, CHEN Yasheng 2, Y AO Suping 2 (1. Research Institute of Exploration and Development , Zhongyuan Oilfiled , Puyang 457001, China ; 2. School of Earth Sciences and Engineering , Nanjing University , Nanjing 210023, China ) Abstract: Dongpu depression in the Upper Paleozoic has a superior material basis for hydrocarbon generation, and the potential of oil and gas generation depends on the sedimentary organic facies. Based on the research of coal and its periphery sedimentary organic facies types and distribution characteristics of Dongpu depression, thermal simulation experiment of hydrocarbon source rocks, coal formed hydrocarbon potential of the Upper Paleozoic in Dongpu were discussed. Research shows that the Upper Paleozoic sedimentary organic facies in Dongpu depression can be divided into 6 types, vitrinite humic organic facies is the main research field of organic facies, Taiyuan Formation and lower part of Shanxi Formation have also developed a small containing sapropelic humic organic and chitin humic organic facies and the upper part of Shanxi Formation has a relatively inert organic humic facies, while hydrogen-rich organic facies develops in the northern part of Dongpu depression. In particular, wells Qinggu 万方数据
第19卷第1期Evaluation on hydrocarbon source rocks in different environments and characteristics of hydrocarbon generation and expulsion in Dongpu Depression Chen Jie 1,Lu Kun 1,Feng Ying 1,Yuan Kehong 1,Wang Debo 1,Cui Hong 2,Zhang Wenjie 2 (1.Research Institute of Exploration and Development,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China;2.ZPEB International,SINOPEC,Puyang 457001,China) Abstract:In different environments,the potential of hydrocarbon source rocks has a significant difference in Dongpu Depression.By studying the organic geochemistry of source rocks and the characteristics of hydrocarbon generation and expulsion in different environments,it is shown that the source rocks in the northern salt water environment are good to excellent,the source rocks in northern brackish environment are medium to good and the source rocks in southern fresh water -brackish water environment are poor to medium .Source rocks in different environments have twice hydrocarbon generations and expulsions .The first phase is R o <0.7%,in which the soluble organic matters directly convert into immature or low mature oil.The second phase is R o >0.7%,in which the thermal degradation of kerogen mainly generates mature oil .The evaluation on source rocks in different environments and the characteristics study of hydrocarbon generation and expulsion can provide an instructive role for the next step exploration in Dongpu Depression . Key words:sedimentary environment;evaluation on hydrocarbon source rock;characteristics of hydrocarbon generation and expulsion;Dongpu Depression 1区域概况 东濮凹陷是一个典型的含盐盆地,整个盆地呈北 北东向展布,南宽北窄。其东侧隔兰聊大断裂与鲁西隆起为邻,西侧以六塔-石家集断层为界与内黄隆起相接,南至兰考凸起,北到马陵断层,面积约5300km 2(见图1)[1-2]。 东濮凹陷北部盐岩发育,主要分布在沙三段。其中,沙三中盐岩厚度最大,分布最广。东濮凹陷不同地 区烃源岩的沉积环境不同,其中,北部含盐区为典型的咸水环境,北部无盐区为半咸水环境,而南部地区则为淡水—微咸水环境(见图1)。不同沉积环境烃源岩有机质丰度及生排烃特征差别较大,通过对不同沉积环境烃源岩评价及生排烃特征研究,可以为资源评价及生烃潜力预测提供依据。 东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征研究 陈洁1,鹿坤1,冯英1,苑克红1,王德波1,崔红2,张文洁2 (1.中国石化中原油田分公司勘探开发科学研究院,河南濮阳457001;2.中国石化中原石油勘探局对外经济贸易总公司,河南濮阳457001) 基金项目:国家科技重大专项“渤海湾盆地南部精细勘探关键技术”(2008ZX05000-006)资助 摘 要 东濮凹陷不同环境烃源岩生烃潜力差别巨大,文中对不同环境烃源岩有机地球化学特征和生排烃特征进行了研 究。研究结果表明:东濮北部咸水环境烃源岩为好—优质烃源岩,北部半咸水环境烃源岩为中等—好烃源岩,南部淡水—微咸水环境烃源岩最差,为差—中等烃源岩。不同环境烃源岩均有2次生烃和2次排烃,第一期生烃为镜质体反射率R o 小于 0.7%,该期主要是可溶有机质直接转化成未熟或者低熟油,第二期为R o 大于0.7%,主要以干酪根热降解生成成熟油为主。 东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征的研究,对东濮凹陷下一步勘探具有指导意义。关键词 沉积环境;烃源岩评价;生排烃特征;东濮凹陷 中图分类号:TE122.1 文献标志码:A 文章编号:1005-8907(2012)01-0035-04 引用格式:陈洁,鹿坤,冯英,等.东濮凹陷不同环境烃源岩评价及生排烃特征研究[J ].断块油气田,2012,19(1):35-38. Chen Jie ,Lu Kun ,Feng Ying ,et al.Evaluation on hydrocarbon source rocks in different environments and characteristics of hydrocarbon generation and expulsion in Dongpu Depression [J ].Fault -Block Oil &Gas Field ,2012,19(1):35-38. 收稿日期:2011-08-09;改回日期:2011-11-28。 作者简介:陈洁,女,1965年生,工程师,现从事油田地质研究工作。E -mail :zhychj666@https://www.sodocs.net/doc/0b4372185.html, 。 断块油气田 FAULT -BLOCK OIL &GAS FIELD 2012年1月
信息化教学设计鲁科版化学必修2第三章第二节 化学教研组 XX:杨欢
课题:石油和煤重要的烃 一、教学任务分析: (一)教材分析: 本节课是将旧教材重新组合的新的体系,将煤与石油分开来研究,从了解工业生产直接进入其重要产品性质学习,打破了以往只注重知识系统而忽略学生认知水平的死板教学,新的体系更加注重学生对知识循序渐进地理解,便于进入知识情境。 (二)教学目标: 1.知识目标 ①通过对第一节对有机物的学习,引出学生熟知的石油以及常见的一些石油产品;了解石油所含化学成分,知道石油的炼制过程。 ②重点掌握石油产品——乙烯的用途及性质。 2.能力训练 ①自学能力的培养 教师对学生自学提出目标和任务,指导学生进行高效的学习。 ②记忆能力的培养 石油的成分,石油的炼制过程 ③观察能力的培养 通过乙烯性质实验完成观察与思考练习。 ④对比和联想等思维方法的培养
区分石油气和家用液化气和管道煤气、天然气; 区分乙烯和甲烷进行性质比较 3.德育渗透 ①学习兴趣的培养 理论联系实际的教学是培养学生学习兴趣的法宝。本节是理论联系实际的典型,一是联系学生的生活实际,引导学生认识生活常识和所学知识的联系;二是联系学生已有的化学知识,使学生获得的知识融会贯通的同时,也使他们认识到所学知识是有用的,增强学习信心,形成持久的、稳固的、真正的学习兴趣。 ②爱国主义教育和社会责任感的培养 新中国石油工业的发展史,本身就是一部极好的爱国主义教材,教学中利用归国科学家李四光不畏洋人权威,致力中国石油勘探,开采石油和XX的“铁人”王进喜的事迹,正是他们的努力奋斗,终于使新中国摘掉“贫油国”的帽子的事例,对学生进行爱国主义教育。 石油和煤是不可再生的资源,其枯竭是指日可待的事。寻找新的能源是可待解决的问题,培养学生的社会责任感。以及石油和煤的使用所造成的环境污染治理问题。 4.美育渗透 学习石油炼制过程中了解石油的广泛应用,体会人类利用自然的创造之美;利用石油的同时要防止环境污染,从而对学生进行美与丑的辨证关系教育。 (三)重点:石油的分馏,乙烯的结构与性质
文章编号:1000-0747(2003)06-0045-03 济阳坳陷古近系烃源岩结构及排烃的非均一性 陈中红,查明 (石油大学(华东)地球资源与信息学院) 基金项目:国家“十五”重点科技攻关项目(2001BA605A-09) 摘要:济阳坳陷古近系湖相纹层状泥页岩中的有机碳分布非均一性强烈,烃源岩结构有大段纯泥岩式、砂岩嵌入式、指状式、泥岩嵌入式、泥包砂式、砂包泥式和砂泥交互式等,其压实状态、压力分布状态及排烃特征互不相同。烃源岩压实不均衡导致排烃的非均一性,厚层烃源岩中的滞排现象和超压体系的幕式排烃特征是非均一性的两种极端体现。烃源岩排烃的非均一性为分阶段进行排烃模拟提供了新思路。图3表1参22 关键词:烃源岩;排烃;非均质性;济阳坳陷;古近系 中图分类号:TE122.1 文献标识码:A 济阳坳陷的古近系烃源岩的生烃问题进行过详细研究[1-6],排烃研究相对薄弱。烃源岩排烃存在强烈的非均质性,烃源岩结构也存在非均质性,如果忽略这一点,根据有限的样品分析,用局部的排烃模型代表整体排烃模型,可能会得出一些错误结论。 1济阳坳陷烃源岩结构特征 1.1烃源岩有机质分布特征 济阳坳陷主要烃源岩是沙河街组湖相泥质岩中的纹层状泥质岩[6,7],纹层以伸长、压扁、片状或藻类化石层等形式存在[6]。富有机质纹层页岩由有机质纹层和黏土矿物组成;钙质纹层页岩的一类由有机质纹层和钙质超微化石纹层组成,另一类由有机质纹层和含有钙质超微化石的粗粒方解石纹层组成;钙质纹层泥岩由细粒方解石纹层和含有机质的黏土矿物组成。 泥岩中的黏土矿物一方面作为有机质附着的“载体”和成烃的“催化剂”,另一方面又是吸附残留烃的“吸附剂”,对生排烃影响显著,那些分布不均一的、由藻类勃发形成的颗石藻化石纹层更有重要的控制作用[8,9]。有机质在烃源岩中的赋存主要有3种形式:顺层富集型、分散型和局部富集型[10]。沙三段深湖—半深湖相沉积中的有机碳多顺层富集,有机碳含量一般在1%以上,通常在厚层烃源岩中形成向外排烃的重要通道———层理或页理,对烃源岩的生烃及排烃都能产生积极影响,碳酸盐含量也高,属好的烃源岩。滨浅湖—三角洲—河流相沉积中的有机碳呈分散型,有机碳含量多小于1%,碳酸盐含量低,对生排烃不利。 即使在有机碳含量高的层段,有机碳分布离散也较大[11],牛38井的纵向有机碳含量分布呈现波峰— 波谷的波动特点,如沙三段下部(3280~3370m)有机碳含量为0.35%~12.8%,相差两个数量级[5]。有机碳分布的纵横向非均质性通常导致厚层泥岩中存在有机碳局部集中、丰度较高的薄层,这些薄层是对生排烃有较大贡献的“优质烃源岩”[12]。 1.2烃源岩岩性结构特征 烃源岩岩性结构指烃源岩与分布于其中的砂岩的组合模式,对烃源岩排烃的影响主要表现为单层泥岩越薄、砂泥交互越频繁,排烃效率越高。根据大量统计分析,济阳坳陷古近系烃源岩结构主要有7种形式(见表1)。 表1 烃源岩岩性配置特征 岩性组合特征描述定量描述排烃特征典型实例 纯泥岩不含砂岩的大套纯泥岩L m≥20,L s=0具“滞排带”坨77井,2720~2770m 砂岩嵌入式单层泥岩中嵌入薄层砂岩L m≥20,0