第三章烯烃
学习要求：
1．掌握烯烃的分子结构，sp2杂化，π键，C=C的键长和键能数据。σ键与π键的异同。2．掌握烯烃的同分异构现象和命名法，引起顺反异构的结构特征和Z/E标定法，记住次序规则。
3．掌握烯烃的化学性质：催化氢化、氢化热、亲电加成，马尔柯夫尼柯夫规则，硼氢化、氧化反应、臭氧化反应。
4．掌握碳正离子的结构及其稳定性。
5．掌握烯烃的制备方法。
6．掌握亲电加成的反应历程。
7．理解烯烃的物理性质。
8．定性理解乙烯的分子轨道。
9．理解丙稀的游离基反应。
10. 理解HBr的过氧化物效应。
11．了解烯烃的重要代表物：乙烯及丙稀，乙烯型氢、烯丙基氢的活泼性。
12．了解石油化工过程。
13. 了解烯烃的聚合反应、齐阁勒-纳塔催化剂。
计划课时数5课时
重点：烯烃的结构，π键的特征，烯烃的化学性质及应用，亲电加成反应的历程，马氏规则的应用。
难点：烯烃的结构，π键的特征，亲电加成反应的历程，烯烃的结构对亲电加成反应速率和取向的影响。
教学方法采用多媒体课件、模型和板书相结合的课堂讲授方法。
引言：
烯烃是指分子中含有一个碳碳双键的不饱和开链烃，烯烃双键通过SP2杂化轨道成键，通式：C n H2n。
§ 3.1 烯烃的异构和命名
3.1.1 烯烃的同分异构
烯烃的同分异构现象比烷烃的要复杂，除碳干异构外，还有由于双键的位置不同引起的位置异构和双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构。
1．造异构（以四个碳的烯烃为例）
CH3-CH2-CH=CH2 1-丁烯位置异构
CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯构造异构
CH3-C=CH2 2-甲基丙烯碳干异构
CH3
3.1.2 烯烃的命名
1．烯烃系统命名法
烯烃系统命名法，基本和烷烃的相似。其要点是：
1）选择含碳碳双键的最长碳链为主链，称为某烯。
2）从最靠近双键的一端开始，将主链谈原子依次编号。
CH3-C=CH-CH2-CH-CH3
CH3
CH3
23456
1
1
2
3
64
(2)
(3)
(1)X
X
编号正确
编号错误主链选择
3） 将双键的位置标明在烯烃名称的前面（只写出双键碳原子中位次较小的一个）。 4） 其它同烷烃的命名。原则
例如：上两个化合物的命名为 2-乙基-1-戊烯
2，5-二甲基-2-己烯 2．几个重要的烯基
烯基 烯烃从形式上去掉一个氢原子后剩下的一价基团。 CH 2=CH- 乙烯基
CH 3CH=CH- 丙烯基（1-丙烯基）
CH 2=CH-CH 2- 烯丙基（2-丙烯基）
IUPAC 允许沿用的俗名 CH 2= C – 异丙烯基 CH 3
§ 3.2 烯烃的结构
最简单的烯烃是乙烯，我们以乙烯为例来讨论烯烃双键的结构。 3.1.1 双键的结构
注意；双键写法中C=C 两根短线的不同含义。
H 3乙烯
丙烯
o
0.108nm
0.150nm
o
键能 610KJ / mol
— 346KJ / mol
由键能看出碳碳双键的键能不是碳碳单键的两倍，说明碳碳双键不是由两个碳碳单键构成的。事实说明碳碳双键是由一个键和一个键构成的。
双键( C=C) = σ键 + π键
现代物理方法证明：乙烯分之的所有原子在同一平面上，其结构如下：
3.1.2 sp 2杂化
为什么双键碳相连的原子都在同一平面？双键又是怎样形成的呢？杂化轨道理论认为，碳原子在形成双键时是以另外一种轨道杂化方式进行的，这种杂化称为sp 2杂化。
0.108nm 0.133nm
121.7°
3.2.3烯键的形成
形成烯键的两个碳原子为sp2杂化，它们各用一个sp2杂化轨道“头碰头”重叠形成C-C σ键；每个碳原子余下的两个sp2轨道分别与其它原子或基团结合形成两个σ单键；这样而形成的五个σ键均处同一平面上，两个碳原子各剩余一个未参与杂化的p 轨道，并垂直于该平面，且互相平行，从而侧面重叠形成π键。所以碳碳双键相当于由一个C-C σ键和一个C-C π键组成，平均键能为610.9 kJ.mol -1，其中C-C σ键的平均键能为343.3 kJ.mol -1，π键的键能为263.6 kJ.mol -1，π键的键能较σ键的小。
3.2.3 乙烯分子的形成
其它烯烃的双键，也都是由一个σ键和一个π键组成的。 π键键能 = 双键键能 — 碳碳单键键能 = 610KJ / mol – 346 = 264.4KJ / mol 2．π键的特点
与σ键相比，π键具有自己的特点，由此决定了烯烃的化学性质：
1）π键没有轴对称，因此以双键相连的两个原子之间不能再以C-C σ键为轴自由旋转，如果吸收一定的能量，克服p 轨道的结合力，才能围绕碳碳σ键旋转，结果使π键破坏。不如σ键牢固（因p 轨道是侧面重叠的）。
2）π键由两个p 轨道侧面重叠而成，重叠程度比一般σ键小，键能小，容易发生反应。 3）π键电子云不是集中在两个原子核之间，而是分布在上下两侧，原子核对π
电子的
一个sp 2
三个 的关系
sp 2
轨道与
轨道的关系p sp
2sp 2sp
sp 2p
2s
2p
杂化
2杂化态
激发态
π电子云形状π键的形成
乙烯中的 σ键
束缚力较小，因此π电子有较大的流动性，在外界试剂电场的诱导下，电子云变形，导致π键被破坏而发生化学反应。
sp 2杂化
1.π键没有轴对称
2.π键易断裂，较活泼
3.π键有较大流动性
④ 不能独立存在。 3.2.4顺反异构
由于双键不能自由旋转，而双键碳上所连接的四个原子或原子团是处在同一平面的，当双键的两个碳原子各连接两个不同的原子或原子团时，就能产生顺反异构体。 例如：
这种由于组成双键的两个碳原子上连接的基团在空间的位置不同而形成的构型不同的现象称为顺反异构相现象。
产生顺反异构体的必要条件： 构成双键的任何一个碳原子上所连的两个基团要不同。
H CH 3H H 3C CH 3H H H 3C 顺丁烯反丁烯
（立体异构体）顺反异构体构型异构
C = C
C = C
bp0.88℃bp 3.7
℃C C C C C C a b a b b a a d d d a b
a a a
b 无顺反异构的类型
有顺反异构的类型
顺反异构体的物理性质不同，因而分离它们并不很难。 3.2.5 烯烃的命名 1． 烯烃系统命名法
烯烃系统命名法，基本和烷烃的相似。其要点是： 1） 选择含碳碳双键的最长碳链为主链，称为某烯。
2） 从最靠近双键的一端开始，将主链谈原子依次编号。
3） 将双键的位置标明在烯烃名称的前面（只写出双键碳原子中位次较小的一个）。 4） 其它同烷烃的命名。原则
例如：上两个化合物的命名为 2-乙基-1-戊烯
2，5-二甲基-2-己烯 § 3.3顺反异构体的命名
1） 顺反命名法： 既在系统名称前加一“顺”或“反”字。 例如：
顺反命名法有局限性，即在两个双键碳上所连接的两个基团彼此应有一个是相同的，彼此无相同基团时，则无法命名其顺反。
例如： 为解决上述构型难以用顺反将其命名的难题，IUPAC 规定，用Z 、E 命名法来标记顺反异构体的构型。
2）Z 、E 命名法（顺序规则法）
一个化合物的构型是Z 型还是E 型，要由“顺序规则”来决定 。 Z 、E 命名法的具体内容是：
分别比较两个双键碳原子上的取代基团按“顺序规则”排出的先后顺序，如果两个双键碳上排列顺序在前的基团位于双键的同侧，则为Z 构型，反之为E 构型。
Z 是德文 Zusammen 的字头，是同一侧的意思。 E 是德文 Entgegen 的字头，是相反的意思。 顺序规则的要点：
① 比较与双键碳原子直接连接的原子的原子序数，按大的在前、小的在后排列。 例如： I > Br > Cl > S > P > F > O > N > C > D > H
-Br > -OH > -NH 2 > -CH 3 > H
② 如果与双键碳原子直接连接的基团的第一个原子相同时，则要依次比较第二、第三顺序原子的原子序数，来决定基团的大小顺序。
例如： CH 3CH 2- > CH 3- (因第一顺序原子均为C ，故必须比较与碳相连基团的大小
)
CH 3-C=CH-CH 2-CH-CH 3
CH 3CH 32345611236
4(2)(3)
(1)X
X
编号正确编号错误主链选择C H C CH 2CH 3H CH 3CH 3CH 2C H
C H
CH 2CH 3-2-反 甲基 己烯-3--3-顺 戊烯C C Br Cl CH 3H
C C H CH 2CH 2CH 3CH 32CH 3C C CH 3CH 3CH 2
CH 2CH 2CH 3CH 3
CH 3
CH 3- 中与碳相连的是 C(H 、H 、H)
CH 3CH 2- 中与碳相连的是 C(C 、H 、H) 所以CH 3CH 2-大。
同理：(CH 3)3C- > CH 3CH(CH 3)CH- > (CH 3)2CHCH 2- > CH 3CH 2CH 2CH 2-
③ 当取代基为不饱和基团时，则把双键、三键原子看成是它与多个某原子相连。 例如： 相当于
相当于
常见基团的顺序排列见第六章p 135 。 Z 、E 命名法举例如下：
1°
2°
(Z)-3-甲基-4-异丙基庚烷
3°
从例3°可以说明，顺反命名和命名Z 、E 是不能一一对应的。应引起注意。 § 3.4 烯烃的制备 3.4.1工业制法 1．石油裂解 2．由醇脱水 3.4.2实验室制法 1.卤代烷脱卤化氢
仲、叔卤代烷形成烯烃时，其双键位置主要趋向于在含氢较少的相邻碳原子上。
CH 2=CH CH 2-CH C C
C=O C O
O C=C
Cl Br H CH 3Br >CH 3-Cl > H (E)-1-氯 溴丙烯-2-C=C
CHCH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CH 3CH 2CH 3CH 3CH 2- > CH 3-(CH 3)2CH- > CH 3CH 2CH 2-C=C
H Br Cl Cl > H Br > Cl (Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯
伯卤代烷用叔丁醇钾在DMSO（二甲亚砜）液中才能得较好的结果：
2. 醇脱水
醇在无机酸催化剂存在下加热时，失去一分子水而得到相应的烯烃。常用的酸是硫酸和磷酸。
以取代较多的烯烃为主要产物，这就是札依切夫（Saytzeff)规律。
3. 脱卤素
这个反应可用来保护双键。当要使烯烃的某一部位发生反应时，可先将双键加卤素，随后用锌处理使双键再生。
§ 3.5 烯烃的物理性质
在常温下，C2-C4的烯烃为气体，C5-C16的为液体，C17以上为固体。沸点、熔点、比重都随分子量的增加而上升，比重都小于1，都是无色物质，溶于有机溶剂，不溶于水。
沸点： 3.7°C 0.88°C
熔点： -138.9°C -105.6°C
顺、反异构体之间差别最大的物理性质是偶极矩，一般反式异构体的偶极矩较顺式小，或等于零，这是因为在反式异构体中两个基团和双键碳相结合的键，它们的极性方向相反可以抵消，而顺式中则不能。
μ≠0 μ=0
在顺、反异构体中，顺式异构体因为极性较大，沸点通常较反式高。又因为它的对称性较低，较难填入晶格，故熔点较低。
§ 3.6 烯烃的化学性质
烯烃的化学性质很活泼，可以和很多试剂作用，主要发生在碳碳双键上，能起加成、氧化聚合等反应。此外，由于双键的影响，与双键直接相连的碳原子（α-碳原子）上的氢（α-H ）也可发生一些反应。
加成反应
在反应中π键断开，双键上两个碳原子和其它原子团结合，形成两个σ-键的反应称为加成反应。 1． 3.6.1催化氢化
CH 2CH 2
R H 2
CH 2CH 3
R H
催化剂
++
催化剂：PtO 2, Pd/C, Pd/BaSO 4, R-Ni, Pt 黑等。 从氢化热比较烯烃的稳定性（课本P 57）：
乙烯丙烯丁烯顺-2-丁烯异丁烯反-2-丁烯
127.2 125.1 126.8 119.7 118.8 115.5
2-甲基-2-丁烯2,3-二甲基-2-丁烯
112.5 111.3 kJ/mol
从上述数据看出，连接在双键碳原子上的烷基数目越多的烯烃越稳定。
H2CH2<<<<
C
RCH CH2RCH CHR R2C CHR R
2C CR2催化氢化的反应机理：
3.6.2 亲电加成
在烯烃分子中，由于π电子具流动性，易被极化，因而烯烃具有供电子性能，易受到缺电子试剂（亲电试剂）的进攻而发生反应，这种由亲电试剂的作用而引起的加成反应称为亲电加成反应。
1．与酸的加成
机理：
(1)
(2)
在第(1)步中氢离子从转移到烯烃形成正碳离子；在第(2)步中正碳离子与碱结合。第一步是困难的一，它的速率基本上或完全控制着整个加成的速率。这一步是一个酸性的，寻求电子的试剂--即一个亲电试剂--向富电子烯烃碳的进攻。因此这个反应称为亲电加成反应。亲电试剂可以是质子H+也可以是其它缺电子的分子（Lewis酸）
例如：HCl的加成反应历程
(1)
(2)
水的加成反应历程
(1)
(2)
①共轭效应
H2C=CH2，π键的两个p电子的运动范围局限在两个碳原子之间，这叫做定域运动，
CH2=CH-CH=CH2中，可以看作两个孤立的双键重合在一起，p电子的运动范围不再局限在两个碳原子之间，而是扩充到四个碳原子之间，这叫做离域现象。这种分子叫共轭分子。共轭分子中任何一个原子受到外界试剂的作用，其它部分可以马上受到影响。如：
这种电子通过共轭体系的传递方式，叫做共轭效应。特点：沿共轭体系传递不受距离的限制。
②超共轭效应
这种σ键与π键的共轭称为超共轭效应。σ键与π键之间的电子位移使体系变得稳定。
超共轭效应一般是给出电子的其次序如下：
-CH3 > CH2R > -CHR2 > -CR3烷基上C-H键愈多，超共轭效应愈大。
(2b)
注意：正碳离子与水化合不形成醇；这个质子化的醇在以后的反应中放出一个氢离子给另一个碱（H2O）而形成醇。
2.碳正离子的稳定性
碳正离子带正电荷的碳是sp2杂化，与其他原子结合构成三个σ键，在同一平面上，同时还有一个空的p轨道，垂直于这个平面。
按照静电学的定律：带电体系的稳定性随着电荷的分散而增大。即电荷越分散越稳定。
影响正电荷稳定的因素：有电子效应和空间效应。
电子效应：诱导效应和共轭效应
共轭效应：σ-p, p-π, π-π, σ-π
由于空轨道具有接受电子的能力，所以，当烷基的碳氢σ键与空轨道处于共轭状态时，碳氢键的σ电子有离域到+C的空轨道中的趋势，中心碳原子的正电荷得到分散，体系趋于稳定。因此，参加σ-p共轭的C-H 键的数目愈多，则正电荷越容易分散，碳正离子也就越稳定，愈易生成。
所以，烷基碳正离子的稳定性次序为：
碳正离子的稳定性还可以用电离来解释，从游离基转变为碳正离子的电离能大小为：
故3°最容易生成，也最稳定。上述的烷基碳正离子的稳定性次序，由此也得到了论证。
3.马氏规则的解释
在碳-碳双键的亲电加成中，生成的中间体是较为稳定的正碳离子（从中间体的稳定性考虑）
②从反应的过渡态的稳定性来考虑：
（正电荷分散在H和C2上，）（正电荷在C2上）
过渡态
以丙烯为例:
H +加到C 1上: H +
加到C 2上:
过渡态（I ）
甲基的三个σC-H ，可以分散 C 1上的部分正电荷，不易被甲基所分散 过渡态（Ⅰ）C 2上的，局部 因此过渡态（Ⅱ）不及过渡态（Ⅰ）稳 正电荷，从而可使过渡态趋 定，能量高。 于稳定。
分子结构与反应的取向,过渡态的稳定性与正碳离子稳定性相一致,愈是稳定的正碳离子形成得愈快.(莫里森p159)
2 与HO-Br HO-CL
CH 3CH
CH 2+Cl 2
H 2O
CH 3CH OH CH 2
Cl
+通过ClOH 进行
(CH 3)2C CH 2
+Br 2H 2O
+(CH 3)2C CH 2
Br
OH Br
H +
3与卤素的加成
烯烃能与卤素起加成反应，生成邻二卤代物。
卤素的反应活性次序： F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2 。
氟与烯烃的反应太剧烈，往往使碳链断裂；碘与烯烃难于起反应。故烯烃的加卤素实际上是指加氯或加溴。
烯烃也能与卤水等（混合物）起加成反应，有的在有机合成上很有用。
反应遵守马氏规则，因卤素与水作用成次卤酸（H-O-Cl ）,在次卤酸分子中氧原子的电
负性较强，使之极化成
，氯成为了带正电荷的试剂。
根据实验事实，也是分两步进行： （1）
π-络合物 溴蓊离子
CH 2=CH 2 + Br 2 / CCl 4CH 2-CH 2
Br Br
+ Br 2 / CCl 4
Br
Br 溴褪色（黄 无）实验室里，常用此
反应来检验烯烃CH 2=CH 2 + HOCl CH 2 CH 2OH Cl (Cl 2+H 2O)氯乙醇
是制取重要有机合成原料环氧乙烷（ ）的中间体O CH 3CH=CH 2 + HOCl CH 3-CH-CH 2
OH Cl
HO Cl δδ
（2）
从上述机理看：
①C=C连有-CH3越多，π电子越容易极化，有利于亲电试剂进攻，反应速度快。
②溴翁离子所连基团，使溴翁离子正电性愈分散，越稳定，越易形成，反应速度愈快。
不易形成
以上机理，得到的实验的证实，如：
说明反应是分两步进行的，若一步完成，则应只有一种产物1，2-二溴乙烷。
加水可加速反应的进行，说明水使溴分子发生了极化，从而使烯烃易与溴发生亲电加成反应。
机理应用：
由于Cl 吸电子使C 1或C 2带有部分正电荷，但正电荷位于C 1上，由于甲基的给电子
作用使之比正电荷位于C 2上更稳定，故负离子进攻C 1，如丙烯与次氯酸加成得氯异丙醇。（邢，p23)
4与H 2SO 4的加成
硫酸氢乙酯水解生成乙醇，加热则分解成乙烯。
不对称烯烃与硫酸（H 2SO 4）加成的反应取向符合马氏规则。例如：
3.6.3 过氧化物效应
游离基型的加成反应 前面在讨论不对称烯烃的加成时，我们曾讲到过氧效应。那么为什么在过氧化物存在时，HBr 的加成方向会和一般的不同？现在知道这是反应历程不同的缘故。因为有过氧化物参与反应，所以这里的历程不可能是离子型的，而一定是自由基型的。
（1）
（自由基）
CH 2=CH 2 + H-O-SO 3H CH 3-CH 2-OSO 3H
℃硫酸氢乙酯CH 2=CH 2CH 3-CH 2-OSO 3H 硫酸氢乙酯
CH 3CH 2OH
98%H 2SO 4H 2O ℃90CH 3CH=CH 2 + H 2SO 4CH 3-CH-CH 3
OSO 2OH 硫酸氢异丙酯
约1MPa
虽然自由基不显正性，但是它缺少一个配对电子，所以它是一种亲电试剂，它进攻双键时也有两种可能性。然而由于自由基的稳定性是3°>2°>1°，因此在上面这种历程中主要
是发生（3）和（4）反应，而不是（3，）和（4，
）反应。
这里可能有同学要问：自由基为什么是夺取HBr 中的H 而不是Br ？对于这个问题
的答案我们可以从这两个反应的反应热中找到：
ΔH=-96KJ/mol 放热反应
ΔH=+163KJ/mol 吸热反应
放热反应较易进行，所以这里自由基是夺取H 而不是Br 。
接着有同学或许还会问：烯烃和其它卤化氢（HCl,HI)加成是为什么没有过氧效应？ 这是因为H-Cl 键较牢，H 不能被自由基夺去而生成氯自由基，所以不发生自由基加成反应。H-I 键虽然弱，其中的H 很容易被自由基夺去，但是所①形成的碘自由基活性较差，很难与双键发生加成反应。
另一方面②，HI 很容易和双键进行离子反应，所以这里的自由基加成反应难以实现。此外③，HI 是一个还原剂，它能破坏过氧化物。这也抑制了自由基加成反应的发生。 3.6.4与乙硼烷的加成（硼氢化反应）
乙硼烷是甲硼烷的二聚体，反应时乙硼烷离解成甲硼烷，
B 2H 6 2BH 3 说明几点：
1）产物为三烷基硼，是分步进行加成而得到的。
C=C + 1 / 2 B 2H 6C C H BH 2
2）不对称烯烃加硼烷时，硼原子加到含氢较多的碳原子上。
原因： 键中键的极性为 （电负性B 2.0; H 2.1）
3) 烷基硼与过氧化氢(H 2O 2)的氢氧化钠(NaOH)溶液作用，立即被氧化，同时水解为醇。见P 273~274。
此反应是用末端烯烃来制取伯醇的好方法，其操作简单，副反应少，产率高。在有机合成上具有重要的应用价值。
硼氢化反应是美国化学家布朗（Brown ）与1957年发现的，由此布朗获得了1979年的诺贝尔化学奖。 3.6.5氧化反应
1．用KmnO 4或OsO 4氧化
1) 用稀的碱性KmnO 4氧化，可将烯烃氧化成邻二醇。
反应中KmnO 4褪色，且有MnO 2沉淀生成。故此反应可用来鉴定不饱合烃。 此反应生成的产物为顺式-1，2-二醇，可看成是特殊的顺式加成反应。
也可以用OsO 4代替KmnO 4进行反应，见P 61。 2）用酸性KmnO 4氧化
在酸性条件下氧化，反应进行得更快，得到碳链断裂的氧化产物（低级酮或羧酸）。
反应的用途： 1° 鉴别烯烃，
2° 制备一定结构的有机酸和酮， 3° 推测原烯烃的结构。
2． 臭氧化反应（用含有臭氧6~8%的氧气作氧化剂）
将含有臭氧（6~8%）的氧气通入液态烯烃或烯烃的四氯化碳溶液，臭氧迅速而定量地与烯烃作用，生成臭氧化物的反应，称为臭氧化反应。
CH 3CH=CH 21/2B H 3CH 2CH 2BH 2
CH 3CH=CH 2
CH CH=CH (CH 3CH 2CH 2)2BH (CH 3CH 2CH 2)3B 一烷基硼
二丙基硼
三丙基硼
CH 3CH 3CH 2CH 2BH 2CH 32CH 3
1%99%(RCH 2CH 2)3B
H O OH (RCH 2CH 2O)3B 3H 2O 2CH 2OH + B(OH)
3RCH=CH 22KMnO 44H 2O 3R-CH-CH 22MnO 2KOH 3OH OH
或中性
R-CH=CH 2KMnO H 2SO 4
R-COOH
CO 2 + H 2O
C CHR''R R ′KMnO H 2SO 4C O R R
′R''-COOH 羧酸
酮
羧酸
为了防止生成的过氧化物继续氧化醛、酮，通常臭氧化物的水解是在加入还原剂（如Zn / H 2O ）或催化氢化下进行。
例如：
烯烃臭氧化物的还原水解产物与烯烃结构的关系为：
烯烃结构 臭氧化还原水解产物 CH 2= HCHO （甲醛） RCH= RCHO （醛） R 2C= R 2C=O （酮） 故可通过臭氧化物还原水解的产物来推测原烯烃的结构。
例如： 臭氧化还原水解产物， 原烯烃的结构
CH 3COCH 3 OCHCH 2CHO HCHO,
3．催化氧化
某些烯烃在特定催化剂存在下能被氧化生成重要的化工原料：见P 63
此类反应是特定反应，不能泛用。例如，如要将其它烯烃氧化成环氧烷烃，则要用过氧酸来氧化。 CH 2CH 2
2+
O 2
2H 2C
CH 2
O
200o -300o
CH 3CH CH 2
+12O
2
22
CH 3C CH 3
O
120o
3.6.7聚合反应
烯烃在少量引发剂或催化剂作用下，键断裂而互相加成，形成高分子化合物的反应称为聚合反应。
例如，乙烯的聚合
C=C H R''R R'O 3C R''H R R'2C O R R''C O R''H 2O 2H 2O
臭氧化物粘糊状，易爆炸，不必分离，可直接在溶液中水解。CH 3-C=CHCH 3
CH 31) O 2) Zn/H 2O C O CH 3CH 3
CH 3CHO 丙酮
乙醛CH 3-C=CHCH 2CH=CH 2CH 3CH 3-C-CH 2CHCH 2CHO O CH 3CH 3
CH 3
CH 3CH=CH 2CH 3
O
CH 3
-CH CH 2
CH 3
COOH
n CH 2=CH 2少量引发剂
150~250℃
150~300Mpa
[ CH 2
-CH 2 ]
n
乙烯（单体）
聚乙烯（高分子）
高压法高压聚乙烯
气藏工程作业题 第一章 1、综述国内外天然气资源现状与发展趋势。 答：一、世界天然气现状： 1、世界天然气资源丰富：据美国地质调查局1994年预测，世界天然气总量大致为立方米；且主要分布在中东、前苏联、美洲。 2、剩余天然气可采储量年年上升：1996——2002年世界天然气剩余可采储量增长率为1.96%；2000年之后，增长率达到3.05%。到2006年为止天然气剩余储量为立方米。 3、世界天然气产量快速增长：2000年以来；世界天然气产量年均增长率为3.12%；2006年世界天然气产量达到立方米，为2000年产量的1.19倍。 4、世界天然气贸易趋于全球化：国际天然气贸易持续强劲增长，2006年世界天然气贸易量达到立方米；增幅3.07%。 二、中国天然气现状： 1、常规天然气资源相对丰富：据初步估算，全国天然气储量已达到立方米，其中可采储量为立方米，与第二轮天然气资源评价相比，增加了立方米。
2、非常规天然气资源潜力大，开采前景乐观：（1）、煤层气资源潜力大，我国煤层气资源丰富，占世界总煤层气资源的10%；（2）、中国水溶气等非常规气开采前景乐观：中国有大量含油盆地，存在着大量的地层水，其中蕴含着丰富的水溶气资源。 三、国内外天然气资源开发趋势： 1、天然气将成为21世纪世界能源的支柱：目前煤炭、石油的消费比重在不断下降，而天然气的消费比重在快速增长，鉴于石油价格居高不下，天然气的使用量将不断增大。 2、国内天然气资源发展空间巨大：目前我国剩余天然气可采储量为：立方米，天然气年产量为立方米，此外，煤层气等非常规气资源也有一定发展空间。 3、天然气贸易世界贸易的重要组成部分：国内外天然气的需求量逐渐上升，天然气贸易量也在不断增加。 2、气田开发和油田开发有何共同点和差异性。 答：一、气田开发和油田开发的共同点：（1）、埋藏的隐蔽性、模糊性；（2）、地层的非均质性、各向异性、非连续性和非有序性；（3）、油气田开发的风险性；（4）、流体渗流的复杂性。（5）、气藏开发过程的系统性。 二、气藏开发和油藏开发的差异性：（1）、天然气即是开采对象，又是驱动能量；（2）、生气原因的广泛性；（3）、盖底层的严密性：保存条件要求比油藏更严格；（4）、气体流动的活跃性、压缩性、气体显示的隐蔽性；（5）、钻井工艺的复杂性。
第三章 单烯烃 (P 79-81) 1.写出戊烯的所有开链烯异构体的构造式，用系统命名法命名之，如有顺反异构体则写出构型式，并标以Z 、E 。 2-甲基-2-丁烯2-methylbut-2-ene 2.命名下列化合物，如有顺反异构体则写出构型式，并标以Z 、E 。 (1) 2,4-二甲基-2-庚烯; (2) 5,5-二甲基-3-乙基-1-己烯; (3) 3-甲基-2-戊烯 (存在Z,E 两种构型); (4) 4-甲基-2-乙基-1-戊烯; (5) (Z)-3,4-二甲基-3-庚烯; (6) (E)-3,3,4,7-四甲基-4-辛烯. 3.写出下列化合物的构造式(键线式)。 (1) 2,3-dimethyl-1-pentene; (2) cis-3,5-dimethyl-2-heptene (3) (E)-4-ethyl-3-methyl-2-hexene (4) 3,3,4-trichloro-1-pentene 4.写出下列化合物的构造式。
(1) (E)-3,4-二甲基-2-戊烯(2) 2,3-二甲基-1-己烯 (3) 反-4,4-二甲基-2-戊烯(4) (Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯 (5) 2,2,4,6-四甲基-5-乙基-3-庚烯 5.对下列错误的命名给予更正： (1) 2-甲基-3-丁烯应改为：3-甲基-1-丁烯 (2) 2,2-甲基-4-庚烯应改为：6,6-二甲基-3-庚烯 (3) 1-溴-1-氯-2-甲基-1-丁烯应改为：2-甲基-1-氯-1-溴-1-丁烯 (4) 3-乙烯基-戊烷应改为：3-乙基-1-戊烯 6.完成下列反应式。 (1) (2) 注意：[CH3-CH=CH-C．-(CH3)2 CH3-CH．-CH=C-(CH3)2]共振极限式关系，所以有两种产物。 (3)
有机化学教案 第三章 ? ? 1 第三章 烯 烃 一、学习目的和要求 1. 掌握烯烃的构造异构和命名。 2． 掌握烯烃的结构。 3． 掌握烯烃结构的Z/E 标记法和次序规则。 4. 掌握烯烃的来源和制法。 5. 掌握烯烃的物理性质。 6． 掌握烯烃的化学性质：催化氢化、、亲电加成，马尔柯夫尼柯夫规则，硼氢化-氧化反应、臭氧化反应。 7. 了解烯烃的重要代表物：乙烯、丙烯和丁烯。 二． 本章节重点、难点 烯烃的分子结构、π键的特点、σ键与π键的区别、Z/E 标定法、记住次序规则、碳正离子的结构及其稳定性、亲电加成的反应历程和影响因素、乙烯的分子轨道、丙稀的游离基反应、马氏与反马氏规则。 三． 教学内容 烯烃是指分子中含有一个碳碳双键的开链不饱和烃，烯烃双键通过SP 2 杂化轨道成键，因此和烷烃相比，相同碳原子的烯烃比烷烃少两个碳原子，通式为CnH2n 。 3.1 烯烃的构造异构和命名 3.1.1 烯烃的同分异构 烯烃的同分异构现象比烷烃的要复杂，除碳链异构外，还有由于双键的位置不同引起的位置异构和双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构。造异构 （以四个碳的烯烃为例）： CH 3-CH 2-CH=CH 2 1-丁烯 位置异构 CH 3-CH=CH-CH 3 2-丁烯 构造异构 CH 3-C(CH 3)=CH 2 2-甲基丙烯 碳链异构
? ? 2 3.1.2 烯烃的命名 (1) 烯烃系统命名法 烯烃系统命名法，基本和烷烃的相似。其要点是： 1） 选择含碳碳双键的最长碳链为主链，称为某烯。 2） 从最靠近双键的一端开始，将主链碳原子依次编号。 3） 将双键的位置标明在烯烃名称的前面（只写出双键碳原子中位次较小的一个）。 4） 其它同烷烃的命名原则。 例如：CH 3—CH —CH=CH 2 的名称是3-甲基-1-丁烯。 CH 3 烯烃去掉一个氢原子后剩下的一价基团就是烯基，常见的烯基有： CH2=CH- 乙烯基 CH 3CH=CH- 丙烯基（1-丙烯基） CH 2=CH-CH 2- 烯丙基（2-丙烯基） CH2= C – CH3 异丙烯基 (2) 烯烃衍生物命名法（补充） 烯烃衍生物命名法是以乙烯为母体，将其他烯烃看成他们的烷基衍生物。例： CH 2=CH-CH 3 甲基乙烯 （CH 2）2C=CH 2 （不对称二甲基乙烯） 使用范围：结构简单的烯烃。 3.2 烯烃的结构 最简单的烯烃是乙烯，我们以乙烯为例来讨论烯烃双键的结构。 3.2.1 双键的结构 乙烯与丙烯的共价键参数如下： H 0.108nm 0.133nm 117° 121.7°
第三章单烯烃 1. 写出戊烯的所有开链烯烃异构体的构造式，用系统命名法命名之，如有顺反异构体则写出构型式,并标以Z,E。 答案：解： CH3CH2CH2CH=CH2 1-戊烯 2-甲基-1-丁烯 3-甲基-1-丁烯 2-甲基-2-丁烯 (Z)-2-戊烯 (E)-2-戊烯 2. 命名下列化合物, 如有顺反异构体则写出构型式,并标以Z,E (1) (CH3)2C CHCH(CH3)CH2CH2CH3（2）(CH3)3CCH2CH(C2H5)CH=CH2 （3）CH3HC=C(CH3)C2H5（4） （5）（6） 答案： （1）2，4－二甲基－2－庚烯 （2）5,5-二甲基-3-乙基-1-己烯 （3）3-甲基-2-戊烯（有两种构型）
(Z)-3-甲基-2-戊烯或反3-甲基-2-戊烯 (E)-3-甲基-2-戊烯或顺-3-甲基-2-戊烯 (温馨提示：E，Z和顺，反的命名是没有直接的关联！Z不一定是顺，E不一定是反。) （4）4－甲基－2－乙基－1－戊烯 （5）（Z）-3，4－二甲基－3－庚烯或顺-3，4－二甲基－3－庚烯（6）（E）-3，3，4，7－四甲基－4－辛烯 3、写出下列化合物的构造式（键线式）。 (1)2，3－dimethyl-1-pentene （2）cis-3,5- dimethyl-2-heptene (3)(E)-4-ethyl-3-methyl-2-hexene (4)3,3,4-trichloro-1- pentene 答案： （1）（2）（3）（4）Cl Cl Cl 4、写出下列化合物的构造式： ⑴ (E)-3,4-二甲基-2-戊烯 (2) 2,3-二甲基-1-己烯 ⑶反-4,4-二甲基-2-戊烯 (4) (Z)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯⑸ (Z)-2,2,4,6-四甲基-5-乙基-3-庚烯 答案： （1）（2） （3） C C H CH(CH 3)2 H3C H（4）
第一章 绪论 1、 天然气：是指在不同地质条件下生成、运移并以一定压力储集在地下构造中的气体。 2、 我国天燃气工程技术特点： 1） 地层和储层特性的特殊性：埋藏深（3000-6000m ）开发开采难度大； 中低渗气藏居多，自然产能低： 储集量不富集，中小型气田居多，开发分散性、复杂性 2） 气藏产水危害的严重性 3） 流体性质的高腐蚀性 4） 天然气的可爆性和高压危险性 第二章 天然气物理化学性质 1、天然气组成： 烃类气体：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及以上气体 非烃类气体：氮气、氢气、硫化氢、二氧化碳、水等 惰性气体：氦气、氩气等 3、 天然气组成的表示方法： 已知天然气由k 种组分组成，组分i 的摩尔数为n i 体积为v i 质量为m i 1） 摩尔分数法：i i k i i=1 n y n = ∑ 2）体积分数法：i i k i i=1 V y V = ∑ 3）质量分数法：i i k i i=1 m w m = ∑ 4、 天然气按烃类气体分类： 1） 按戊烷及以上组分分： 干气：1m 3井口流出物中戊烷及以上液态烃含量低于13.5cm 3的天然气。 湿气：1m 3井口流出物中戊烷及以上液态烃含量高于13.5cm 3的天然气。 2） 按丙烷及以上组分分： 贫气：1m 3井口流出物中丙烷及以上烃类含量低于100cm 3 的天然气。 富气：1m 3井口流出物中丙烷及以上烃类含量高于100cm 3的天然气。 5、 天然气的相对分子量、密度、相对密度、比容： 相对分子量：n i i i=1 M y M = ∑ 密度：g P M R T ρ= 相对密度：g g a 28.96 M ργρ= = 比容：g 1 νρ= 6、 天然气的偏差系数Z ：指相同温度、压力下，真实气体体积与同质量理想气体体积之比。 影响因素：组成、温度、压力 确定方法：1）实验法 2）图版法：H 2S 、CO 2校正；凝析气校正 3）计算法
3.烃类热裂解 裂解：热裂解，催化裂解。 裂化：热裂化，催化裂化。 （是否有催化剂存在，反应温度：600℃为界限，高温，隔绝空气）3.1热裂解过程的化学反应 3.1.1烃类裂解的反应规律 反应难易程度：用反应标准自由焓的变化值判据。 ΔG0＝-RT㏑K p ΔG0＜0(负值)，反应容易进行。反应可逆反应，K p值为一个较大的常数。 3.1.1.1烷烃的裂解反应 a 反应类别 脱氢反应：为可逆反应，受化学平衡限制。 断链反应：为不可逆反应。 b.反应难易 键能越小，越容易裂解。 同碳数烷烃的键能：C-H键>C-C键；断链比脱氢容易。 烷烃的稳定性随碳链的增长而降低。 c.脱氢：叔氢最容易，仲氢次之，伯氢最难。
带支链的C-C键或C-H键，较直链的键能小，因此支链烷烃容易断链或脱氢。 d.反应特点 断链或脱氢反应均为强吸热反应。脱氢反应吸热值更大。 低分子烷烃在两端断裂，得到小分子烷烃（甲烷）及较大分子的烯烃。烷烃分子的链较长时，两端断裂的优势减弱。 乙烷主要发生脱氢反应，生成乙烯。 3.1.1.2烯烃的裂解反应 烯烃来源于烷烃的一次反应。 （1）断链反应 断链发生在C＝C双键β位上C-C进行。 丙烯、异丁烯、2—丁烯没有β位上C-C键。 （2）脱氢反应 烯烃可以进一步脱氢为二烯烃和炔烃。 （3）歧化反应 两个同一分子烯烃可歧化为两个不同烃分子。 （4）双烯合成反应 二烯烃与烯烃进行双烯合成生成环烯烃，进一步脱氢生成环烯烃。
（5）芳构化反应 烯烃环化脱氢生成芳烃。 3.1.1.3环烷烃的裂解反应 环烷烃可发生断侧链、开环、脱氢等反应。生成乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、芳烃、环烯烃、环二烯等。 a断烷基侧链比断环容易。 b.脱氢芳构化优于开环（断环） c.环烷烃比烷烃容易生焦。 3.1.1.4 芳烃 芳环（苯核）较稳定，不容易发生开环反应。芳烃主要发生断烷基侧链、脱氢、缩合（结焦）反应。 3.1.1.5结焦生炭反应 a.烯烃脱氢生炭 温度在900℃以上时。 b.（稠环）芳烃脱氢缩合结焦生炭 温度在900℃以下时。 3.1.1.6烃类裂解反应规律 a.烷烃：有利于乙烯及丙烯的生成。正构烷烃比异构更有利。 b.烯烃：大分子烯烃能裂解为乙烯和丙烯；烯烃能脱氢生成二烯烃
第三章 烯烃 习题A 一.用系统命名法命名下列化合物 1. 2-甲基丙烯 2. 3,3-二甲基丁烯 3. 2-甲基-2-己烯 4. 2,3-二甲基丁烯 5. 2,3,4-三甲基-2-戊烯 6. (E)-3,6-二甲基-4-异丙基-3-庚烯 7. (E)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯 8. 2-乙基丁烯 9. (E)-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯 10. 反-3,4-二甲基-3-己烯 二.写出下列化合物的结构式 1. H 2C C(CH 3)2 2. H 2C 2CH 2CH 3CH 3 3. H 2C CCHCH 2CH 3 CH 3CH 3 4. (H 3C)2C C(CH 3)2 5. BrHC C(CH 3)2 6. (H 3C)2C 2CH 3CH 3 7. H 3C H 3CH 2C CH 2CH 3CH 3 8. i-Pr n-Pr CH 2CH 3CH 3 9. H 3H H 2C CH 3 三.写出异丁烯与下列试剂反应的主要产物： 1.H 3C CH(CH 3)2 2.ClH 2C CCl(CH 3)2 3.BrH 2C CBr(CH 3)2 4. IH 2C CI(CH 3)2 5.H 3C CBr(CH 3)2 6. BrH 2C CH(CH 3)2 7.H 3C CI(CH 3)2 8. H 3C C(CH 3)2OSO 3H 9. H 3C C(CH 3)2OH 10H 3C C(CH 3)2OH 11. BrH 2C C(CH 3)2OH 12. HCOH + CH 3COCH 3 13. O H 2C(CH 3)2 14. H 2C C(CH 3)2 OHOH 15. CO 2 + CH 3COCH 3 四.完成下列方程式 1. CH 2CH 2Br 2. H 3CHCHC CH 3 Cl H 3C 3. HO OH 4. HOCH 2CH 2CH 2C(CH 3)3 5. CH 3COOH + CO 2
第三章 烯烃（答案） 【作业题答案】 1. 命名或写出结构，如有顺反异构体，用Z/E 命名法命名。 C C H 3C HC 3 (1) (2)(3) (4) C C Et Me Bu Pr n i (5) (6) (7)(8)丙烯基 烯丙基 （E ）-3，4-二甲基-3-庚烯（Z ）-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯CH 2CH 3CH 3 H 3CH 2C C H 3CH 2CH 2C H 3C CH 3CH 2CH 3 (E)－2, 5－二甲基－3－庚烯 （E ）－3－甲基－4－异丙基－3－辛烯CH 3CH=CH CH 2=CHCH 2 (Z)－2, 6－二甲基－3－辛烯 （E ）－3,4,5－三甲基－3－庚烯C H 3CH 2CH 2C HC CH 3CH 2CH 3 CH 3 H 3C
2．完成下列反应。 C H H 3C CCH 2CH 3 (1)CH 3 ( ) ( ) ( )( ) ( )( )( )H 2 C H 3C CHCH 2CH 3H H 3C CCH 2CH 3 Br OH C H H 3C CCH 2CH 3 Br H C H 3C CH 2CH 3 O CH 3COOH +C H H 3C CCH 2CH 3Cl Cl C H H 3C CCH 2CH 3 OH H H 3C CH 2CH 3O CH 3CHO +CH 333CH 3 CH 3 (2) ( ) ( )( )( ) Br Br Br CHO CHO O
(3) C CH 2 CH 3 CH 3CH 2( )( )C 2 CH 3CH 3CH 2H OH C CH 3 CH 3 CH 3CH 2OH 3．乙烯、丙烯、异丁烯 在酸催化下与H 2O 加成，生成的活性中间体分别为 、 、 ，其稳定性为 ＞ ＞ ， 所以，反应速度是 ＞ ＞ 。 CH 3CH 2CH 3CH 2CH 3CHCH 3CH 3CHCH 3H 3C C 3CH 3H 3C C CH 3CH 3 异丁烯丙烯乙烯 4．某烯烃经臭氧化、锌粉水解后生成下列产物，试给出该烯烃的结构。 (2)( ) (1)CH 3CH 2CCH 3 O CH 3CHO CH 3CHO C O H 3C H 3C H 2C CHO CHO , 和和( ) C C H CH 3 H 3C CH 2CH CHCH 3CH 3CH CCH 2CH 33 这些烯烃分别用酸性高锰酸钾溶液氧化生成的产物为 (2)( ) (1)CH 3CH 23O CH 3COOH CH 3COOH C O H 3C H 3C H 2C COOH COOH , 和和( ) 5．以丙烯为原料合成下列化合物（无机试剂任选），（用反应式表示合成过程）。 （1）1-溴丙烷 HBr ROOR' CH 3CH CH 2 CH 3CH 2CH 2Br （2）异丙醇 CH 3CH CH 2 H O CH 3CH CH 3 OH
气藏工程作业 气藏工程作业 参考教材：天然气工程（第二版）李士伦等编著石油工业出版社作业上交时间：该内容讲完的二周后那次课上交。 第一章绪论 1、综述国内外天然气资源现状与发展趋势。 2、气田开发和油田开发有何共同点和差异性。 4、你从我国天然气开采利用的发展历程中获得了哪些有益的经验教训。 5、气田开发有哪些特点？ 第二章天然气的物理化学性质一、概念题 天然气密度天然气相对密度天然气比容偏差系数 天然气等温压缩系数天然气体积系数 天然气膨胀系数天然气粘度 天然气水露点和烃露点天然气热值视地层压力 二、论述题 1、论述天然气偏差系数的确定方法与计算方法，并阐明各种方法的适用范围。 2、论述天然气粘度的确定方法，并阐明粘度的变化规律。 三、计算题 1. 已知天然气的摩尔分数见下表，求天然气的相对分子质量和相对密度。 组分摩尔分数yi 2. 已知天然气的Ppr=4,Tpr=1.5,Ppc=4,应用D-A-K法求Z、Cg。 3. 已知天然气的相关数据见下表，试用D-P-R法、H-Y法、D-A-K法求天然气在 P=4.817MPa ,T=47oC时的偏差系数。 C1 0.95 C2 0.03 C3 0.02 合计1 组分摩尔分数Tci(K) Pci(MPa) C1 0.94 190.6 4.604 C2 0.03 305.4 4.88 C3 0.02 369.8 4.294 n-C4 0.01 425.2 第三章烃类流体相态一、概念题
相P_V相图组分P_T相图 自由度 地面标准状况 二、论述题 1、流体PVT取样要求是什么？ 2、根据以下相图判断气藏类型，并说明判断依据。 ppppffppmaxsmaxsCCTTmaxsmaxspseppTsepfTfTT ①② 第四章气井产能分析及设计一、概念题 3.796 pppfmaxsCTmaxspsepTfT ③ 拟压力非达西流动气井试表皮系数无阻流量 气井生产工作制度气体产能拟稳态流动非达西流动系数 二、论述题 1、试阐述常规回压试井、等时试井、修正等时试井方法的特点及各方法适应性。 2、图示说明常规回压试井、等时试井、修正等时试井三种方法,并简述不同点。 3、阐述产能试井目的与方法步骤。 三、计算题 1、已知某气井产能试井资料如下表： 原始地层压力pe=68.8MPa利用二项式产能方程和气井产能经验公式确定气井的绝对无阻流量。 2、在评价气体产能方程时，有三种形式：压力形式、压力平方形式、拟压力形式（参考油 藏的产能方程）。对三种方程进行推导并利用三种方程和表1资料求的气井的绝对无阻流量。 3、推导稳定状态考虑视表皮系数的气井产能方程 4、根据表1的等时试井数据，试写出二项式产能方程与指数式产能方程，并计算无
1. 什么是烃类热裂解？ 答：烃类的热裂解是将石油系烃类燃料（天然气、炼厂气、轻油、柴油、重油等）经高温作用，使烃类分子发生碳链断裂或脱氢反应，生成相对分子质量较小的烯烃、烷烃和其他相对分子质量不同的轻质和重质烃类。 2.烃类热裂解制乙烯可以分为哪两大部分？ 答：烃类热裂制乙烯的生产工艺可以分为原料烃的热裂解、裂解产物的分离两部分。 3. 在烃类热裂解系统内，什么是一次反应？什么是二次反应？ 答：一次反应是指原料烃裂解（脱氢和断链），生成目的产物乙烯、丙烯等低级烯烃的反应，是应促使其充分进行的反应； 二次反应则是指一次反应产物（乙烯、丙烯等）继续发生的后续反应，生成分子量较大的液体产物以至结焦生炭的反应，是尽可能抑制其进行的反应。 4. 用来评价裂解燃料性质的4个指标是什么？ 答：评价裂解燃料性质的4个指标如下： （1）族组成—PONA值，PONA值是一个表征各种液体原料裂解性能的有实用价值的参数。 P—烷烃（Paraffin）；O—烯烃（Olefin）； N—环烷烃（Naphtene）；A—芳烃（Aromatics）。 （2）氢含量，根据氢含量既可判断该原料可能达到的裂解深度，也可评价该原料裂解所得C4和C4以下轻烃的收率。 氢含量可以用裂解原料中所含氢的质量百分数表示，也可以用裂解原料中C 与H的质量比（称为碳氢比）表示。 （3）特性因数—K，K是表示烃类和石油馏分化学性质的一种参数。 K值以烷烃最高，环烷烃次之，芳烃最低，它反映了烃的氢饱和程度。 （4）关联指数—BMCI值，BMCI值是表示油品芳烃含量的指数。关联指数愈大，则表示油品的芳烃含量愈高。
5. 温度和停留时间如何影响裂解反应结果？ 答：（1）高温： 从裂解反应的化学平衡角度，提高裂解温度有利于生成乙烯的反应，并相对减少乙烯消失的反应，因而有利于提高裂解的选择性； 根据裂解反应的动力学，提高温度有利于提高一次反应对二次反应的相对速度，提高乙烯收率。 （2）短停留时间： 从化学平衡的角度：如使裂解反应进行到平衡，由于二次反应的发生，所得烯烃很少，最后生成大量的氢和碳。为获得尽可能多的烯烃，必须采用尽可能短的停留时间进行裂解反应。 从动力学的角度：由于有二次反应的竞争，对每种原料都有一个最大乙烯收率的适宜停留时间。 温度--停留时间对产品收率影响 （a）对于给定原料，相同裂解深度时，提高温度，缩短停留时间，可以获得较高的烯烃收率，并减少结焦。 （b）高温-短停留时间可抑制芳烃生成，所得裂解汽油的收率相对较低。 （c）高温-短停留时间可使炔烃收率明显增加，并使乙烯/丙烯比及C4中的双烯烃/单烯烃的比增大。 6.提高反应温度的技术关键在何处？应解决什么问题才能最大限度提高裂解温度？ 答：裂解反应的技术关键之一是采用高温-短停留时间的工艺技术。提高裂解温度，必须提高炉管管壁温度，而此温度受到炉管材质的限制。因此，研制新型的耐热合金钢是提高反应温度的技术关键。 当炉管材质确定后，可采用： （1）缩短管长（实际上是减少管程数）来实现短停留时间操作，才能最大限度提高裂解温度。 （2）改进辐射盘管的结构，采用单排分支变径管、混排分支变径管、不分支变径管、单程等径管等不同结构的辐射盘管，这些改进措施，采用缩小管径以
第三章烯烃 一、学习目的和要求 1. 掌握烯烃的构造异构和命名。 2．掌握烯烃的结构。 3．掌握烯烃结构的Z/E标记法和次序规则。 4. 掌握烯烃的来源和制法。 5. 掌握烯烃的物理性质。 6．掌握烯烃的化学性质：催化氢化、、亲电加成，马尔柯夫尼柯夫规则，硼氢化-氧化反应、臭氧化反应。 7. 了解烯烃的重要代表物：乙烯、丙烯和丁烯。 二．本章节重点、难点 烯烃的分子结构、π键的特点、σ键与π键的区别、Z/E标定法、记住次序规则、碳正离子的结构及其稳定性、亲电加成的反应历程和影响因素、乙烯的分子轨道、丙稀的游离基反应、马氏与反马氏规则。 三．教学内容 烯烃是指分子中含有一个碳碳双键的开链不饱和烃，烯烃双键通过SP2杂化轨道成键，因此和烷烃相比，相同碳原子的烯烃比烷烃少两个碳原子，通式为CnH2n 。 3.1 烯烃的构造异构和命名 3.1.1 烯烃的同分异构 烯烃的同分异构现象比烷烃的要复杂，除碳链异构外，还有由于双键的位置不同引起的位置异构和双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构。造异构（以四个碳的烯烃为例）： CH3-CH2-CH=CH2 1-丁烯位置异构 CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯构造异构 CH3-C(CH3)=CH2 2-甲基丙烯碳链异构
3.1.2 烯烃的命名 (1) 烯烃系统命名法 烯烃系统命名法，基本和烷烃的相似。其要点是： 1） 选择含碳碳双键的最长碳链为主链，称为某烯。 2） 从最靠近双键的一端开始，将主链碳原子依次编号。 3） 将双键的位置标明在烯烃名称的前面（只写出双键碳原子中位次较小的一个）。 4） 其它同烷烃的命名原则。 例如：CH 3—CH —CH=CH 2 的名称是3-甲基-1-丁烯。 CH 3 烯烃去掉一个氢原子后剩下的一价基团就是烯基，常见的烯基有： CH2=CH- 乙烯基 CH 3CH=CH- 丙烯基（1-丙烯基） CH 2=CH-CH 2- 烯丙基（2-丙烯基） CH2= C – CH3 异丙烯基 (2) 烯烃衍生物命名法（补充） 烯烃衍生物命名法是以乙烯为母体，将其他烯烃看成他们的烷基衍生物。例： CH 2=CH-CH 3 甲基乙烯 （CH 2）2C=CH 2 （不对称二甲基乙烯） 使用范围：结构简单的烯烃。 3.2 烯烃的结构 最简单的烯烃是乙烯，我们以乙烯为例来讨论烯烃双键的结构。 3.2.1 双键的结构 乙烯与丙烯的共价键参数如下： H 0.108nm 0.133nm 117° 121.7°
气藏工程 考试题目：阐述69分12 选10 推导题14分 3 选2 计算题17分 3 选2 第二章天然气物化性质 要求： 掌握天然气各参数的定义，理解各参数的计算方法 要点： 天然气的组成：天然气各组分气体所占总组成的比例。三种方法表示：摩尔分数、体积分数、质量分数。 相对分子质量： 密度：在一定温度压力下，单位体积天然气的质量 相对密度：在相同温度、压力下，天然气密度与空气密度之比。无因次。 比容：单位质量天然气所占体积。 偏差系数：Z，在相同P，T下，真实气体所占体积与相同量理想气体所占体积之比。 偏差系数的确定方法与计算方法： （1）天然气偏差系数的确定方法可分为三大类：A实验室直接测定法、B图版法(Standing-Katz偏差系数图版)和C计算法。 A实验室直接测定法由于周期长、成本高，不可能随时随地经常做；B图版法较简单，且能满足大多数工程要求，应用广泛；C计算法适于编程计算，所以也得到了广发应用。 C计算方法：H-Y方法、D-A-K方法、D-P-R方法和Sutton方法。 H-Y法：适用于1.2≤Tpr≤3.0,0.1≤Ppr≤24.0的情况。该方法由于其理论基础牢固，应用的对比压力范围比原始的Standing-Katz图版更宽，拟对比压力高达24时仍然有较高的精度。 D-A-K法：即11参数法，适用于1.0≤Tpr≤3.0,0.2≤Ppr≤30.0或0.7≤Tpr≤1.0, Ppr<1.0的情况。 D-P-R法：即8参数法，适用于1.05≤Tpr≤3.0,0.2≤Ppr≤30.0的情况。 Sutton法：对于凝析油气混合物，除C1-C6单独组分（或C1-C10）外，要求确定C7+组分（或C11+）拟临界参数。如果气体中含有H2S、CO2、N2和水蒸气，还要对临界参数校正。 天然气等温压缩系数：在等温条件下，天然气随压力变化的体积变化率。简称压缩系数或弹性系数。用Cg表示。天然气体积系数:天然气在地层条件下所占体积与其在地面条件下的体积之比。用Bg表示。 天然气膨胀系数：天然气体积系数的倒数。用Eg表示。 天然气粘度：天然气抵抗剪切作用力的一种量度； 天然气水露点和烃露点：天然气水露点是指在一定压力下与天然气的饱和水蒸气量对应的温度；天然气烃露点是指在一定压力下，气相中析出第一滴“微小”的烃类液体的平衡温度。 天然气的含水量：用绝对湿度和相对湿度表示。 绝对湿度：每一立方米的湿天然气所占水蒸气的含量。 饱和绝对湿度：指在莫伊温度下，天然气中能含有的最大的水蒸汽量。 相对湿度：在同样温度下，绝对湿度与饱和绝对湿度之比。 天然气的溶解度：在一定压力下，单位体积石油或水中所溶解的天然气量。
第三章 烯烃 1．写出烯烃C 6H 12的所有同分异构体，命名之，并指出那些有顺反异构体。 解： CH 2=CHCH 2CH 2CH 2CH 3 1-己烯 CH 3CH=CHCH 2CH 2CH 3 2-己烯 有顺反异构 CH 3CH 2CH=CHCH 2CH 3 3-己烯 有顺反异构 CH 22CH 2CH 3CH 3 2－甲基－1－戊烯 有顺反异构 CH 3 CH 32CH 3 2－甲基－2－戊烯 有顺反异构 CH 3CH CH 3 CH=CHCH 3 4－甲基－2－戊烯 有顺反异构 CH 3C CH 3 HCH 2CH=CH 2 4－甲基－1－戊烯 CH 2=CHCHCH 2CH 3CH 3 3－甲基－1－戊烯 有顺反异构 CH 3CH=C 3 CH 2CH 3 3－甲基－2－戊烯 有顺反异构 CH 2=C CH 3CHCH 3 CH 3 2，3－二甲基－1－丁烯 CH 3C=CCH 3 3CH 3 2，3－二甲基－2－丁烯 CH 3 C CH 3 CH 3 CH=CH 2 3，3－二甲基－丁烯 2．写出下列各基团或化合物的结构式： 解： （1） 乙烯基 CH 2=CH- （2）丙烯基 CH 3CH=CH-
（3） 烯丙基 CH 2=CHCH 2- （4）异丙烯基 CH 3C=CH 2 （5）4－甲基－顺－2－戊烯 C=C CH 3CH CH 3 CH 3H H （6）（E ）-3,4-二甲基－3－庚烯 CH 3CH 2 CH 3 3C C CH 2CH 3 （7）（Z ）-3-甲基－4－异丙基－3－庚烯 CH 3CH 2 C=C CH 3 CH(CH 3)2 CH 2CH 2CH 3 3．命名下列化合物，如有顺反异构现象，写出顺反（或）Z-E 名称： 解： (1) CH 3CH 2CH 2C=CH 2 CH 3CH 2 2－乙基－1－戊烯 (2) CH 3CH 2 2 CH C=C CH 2CH 33 （E ）-3,4-二甲基－3－庚烯 (3) Cl C=C CH 3 CH 2CH 3 CH 3CH CH 3 (E)-2,4-二甲基－3－氯－ 3－己烯 (4) C=C I Br （Z ）-1-氟－2－氯－溴－1－碘乙烯 (5) 反－5－甲基－2－庚烯 (6) C=C CH CH 2CH 3 C 2H 5 CH 3 H H H CH 3 （E ）－ 3， 4－二甲基－5－乙基－3－庚烯 (7) n Pr i Pr C=C Et （E ）－3－甲基－4－异丙基－3－庚烯
《天然气工程》教学大纲 一、课程差不多信息 1、课程英文名称：NATURAL GAS ENGINEERING 2、课程类不：专业课程 3、课程学时：总学时40，上机学时4 4、学分：2.5 5、先修课程：工程流体力学、油层物理、渗流力学等 6、适用专业：石油工程 7、大纲执笔：石油工程教研室刘建仪 8、大纲审批：石油工程学院学术委员会 9、制定(修订)时刻：2006.11 二、课程的目的与任务 《天然气工程》课程属于国家一级重点学科“石油工程”学科教学改革中“油气田开发工程”专业方向中“天然气工程”模块课程体系的应用技术课程。本课程以石油工程专业培养目标和差不多要求为宗旨，培养能适应我国社会主义现代化建设需要，德、智、体、美全面进展，获得工程师差不多训练的石油工程高级技术人才。学生通过学习应获得以下几方面的知识和能力：①能够顺利阅读与本课程有关的外文书刊；②把握本课程所必需的工程科学基础理论和专业知识，具有分析和解决天然气工程实际咨询题、进行技术改造、科技开发和应用研究的初步能力；③具有较强运算和表达能力；④具有较强的自学能力、工作适应能力、较熟练的运算机操作应用能力和创新意识。 三、课程的差不多要求 《天然气工程》是《石油工程》专业和《油气田开发工程》学科的一门重要而又新的课程，做到地面与地下结合，地质与工程结合，开发与工艺结合，技术与经济结合，理论与实践结合，把气藏和气井作为一个完整的生产系统，对天然气开发和开采方面的工程咨询题进行了较详细的分析。课程分不讲述天然气的差不多性质、烃类流体相态、气藏物质
平稳和储量运算及采收率、气井产能分析及设计、气藏动态分析、气井管流和嘴流、气井生产系统分析，气井井场工艺，气井排水采气、天然气预处理及轻烃回收等内容。课程在讲述气田气井开采理论和方法的基础上，紧密结合现场实际，讲述现场有用的天然气开采运算分析方法，使学生能熟练地把握有关天然气开发和开采方面的知识与技能，学会应用这些知识解决实际生产咨询题。 四、教学内容、要求及学时分配 (一)理论教学： （一）能源咨询题事关重大，超前思维查找以后能源 第二节我国石油天然气进展战略 （一）我国油气勘探成果和面临的挑战 （二）我国经济进展与能源供需矛盾 （三）我国石油天然气进展战略 第三节我国天然气工业现状 （一）我国天然气资源现状 （二）天然气进展现状 第五节世界天然气工业新形势 （一）世界天然气资源 （二）世界天然气市场 （三）天然气的输送 （四）天然气应用 重点：我国天然气工业的现状及进展，天然气工程的研究对象、内容和方法，有关学习天然气工程的目的和方法。 第二章天然气的要紧物性参数（总学时：1） （一）天然气的组成和分类 （二）天然气的分子量和相对密度 （三）天然气偏差系数的确定 （四）天然气的等温压缩系数
第三章环烷烃 教学目的与要求： 1.掌握环烷烃的构造异构和顺反异构及其命名方法； 2.了解环烷烃的物理性质，掌握环烷烃的化学性质； 3.理解环的张力； 4.掌握环己烷和取代环己烷的的构像； 5.了解多环烃命名方法。 教学重点、难点： 环烷烃的化学性质；环己烷和取代环己烷的的构像。 环烷烃是指分子中碳原子以单键互相连接成闭合的碳环，剩余的价完全与氢原子相连。将链烃变为环烃，要在分子中增加一个碳-碳单键，同时减少两个氢原子，因此，单环烷烃的通式为C n H2n 。 § 3.1环烷烃的异构和命名 3.1.1 环烷烃的异构 1.构造异构：环烷烃由于环的大小，侧链的长短及位置的不同而产生构造异构体。 C3H6 无构造异构 C4H8 C5H10 2. 顺反异构 1，4-二甲基环己烷分子中，两个甲基可以在环平面的同侧，也可以在环平面的异侧，形成顺反异构： 333 3 顺反异构体由于环的存在，不能互变（断键）。其物理性质有差异。
3.1.2 环烷烃的命名 1.单环体系 1）根据环中碳原子数目叫做环某烷。 2）有取代基时，编号应使取代基位次尽可能小。 3）有不同取代基时，编号从小基团开始。 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 2 CH CH 3 1-甲基-3-乙基环戊烷 1-甲基-4-异丙基环己烷 2. 顺反异构体命名时，取代基在环平面同侧称顺式（cis-），异侧称反式（trans-）。 3 3 3 3 顺-1.4-二甲基环己烷 反-1.4-二甲基环己烷 为书写方便，环烷烃常用键线式： 戊烷 3-环己基己烷 §3.2 环烷烃的物理性质和化学反应 3.2.1 环烷烃的物理性质 环烷烃的熔点、沸点和比重都较相应的开链烷烃高。因环烷烃的环状结构，分子较有序，排列较紧密，分子间作用力较大。而直链烷烃分子自由摇摆，有序度小，分子间作用力较弱，故熔点、沸点和比重较小。 3.2.2 环烷烃的反应 环烷烃与直链烃结构相似，所表现出的化学性质也相似（常温下，不与强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂起反应，可以起燃烧、热解、卤代等反应）。 三元环和四元环等小环化合物有一些特殊的性质，即容易开环生成开链化合物。
第 三 章 烯烃 【作业题】 1. 用系统命名法命名或写出结构，如有顺反异构体，用Z/E 命名法命名 C C H 3C HC CH 3 (1) (2) (3) (4) C C Et Me Bu Pr n i (5)（Z ）-3-甲基-4-异丙基-3-庚烯 2CH 3CH 3 H 3CH 2C 2．完成下列反应 (1)C CH 2 CH 3 CH 3CH 2 ( ) ( ) (2) ( ) 3．乙烯、丙烯、异丁烯在酸催化下与H 2O 加成，生成的活性中间体分别 为 、 、 ，其稳定性为 ＞ ＞ ，所以，反应速度是 ＞ ＞ 。
班级 学号 姓名 4．试给出经臭氧化、锌粉水解后生成下列产物的该烯烃的结构。 (2)( )(1)CH 3CH 23O CH 3CHO CH 3 CHO C O H 3C H 3C H 2C CHO CHO ,和和( ) 这些烯烃分别用酸性高锰酸钾溶液氧化生成的产物为 (1)：( )； (2)：( )。 5．以丙烯为原料合成下列化合物（无机试剂任选），用反应式表示合成过程。 （1）1-溴丙烷 （2）正丙醇 6．某化合物分子式为C 8H 16。它可以使溴水褪色，也可溶于浓硫酸。经臭氧化反应并在锌 粉存在下水解，只得到一种产物丁酮 。写出该烯烃可能的构造式。 CH 3CCH 2CH 3 O ( ) 7．某烯烃经催化加氢得到2-甲基丁烷，加HCl 可得2-甲基-2-氯丁烷。如经臭氧化并在 锌粉存在下水解，只得丙酮 和乙醛 。 ( )CH 3CCH 3O ( )CH 3C O H 写出该烯烃的构造。 8．化合物（A ），分子式为C 10H 18,经催化加氢得到化合物（B ），（B ）的分子式为C 10H 22。化合物（A ）和过量高锰酸钾溶液作用，得到下列三个化合物： H 3C C CH 3 O H 3C C H 2 C O H 3C C OH O H 2C C OH O , , 写出化合物(A )的构造式。
2014年中国石油大学北京油气田开发工程考研大纲和真题
油气田开发综合(Ⅱ) 《采油工程》研究生考试大纲(75分) 一、参考书目 张琪《采油工程原理与设计》，石油大学出版社，2002年 王鸿勋张琪等编《采油工艺原理》修订本，石油工业出版社，1990年二、考试范围 第一章自喷与气举 第一节油井流入动态 第二节气液多相垂直管流规律 第三节自喷井协调及系统分析 第四节气举 第二章抽油 第一节抽油装置和泵的工作原理 第二节抽油机悬点运动规律 第三节抽油机悬点载荷计算 第四节影响泵效因素及提高泵效措施 第五节抽油井生产分析 第六节抽油设备选择 第三章注水 第一节水源及水处理 第二节分层吸水能力研究 第三节注水指示曲线及分析 第四节防止吸水能力降低及改善吸水剖面的方法
第四章水力压裂 第一节造缝机理 第二节压裂液 第三节支撑剂及裂缝导流能力 第四节压裂设计 第五章酸化 第一节碳酸盐岩地层的盐酸处理 第二节酸液及添加剂 第三节酸处理工艺 第四节砂岩地层土酸处理 要求掌握基本概念、基本计算（公式）和基本方程的推导，同时能应用书本理论知识对工程实际问题进行综合分析。 《油层物理》考试大纲（75分） （2007年9月） 课程名称：《油层物理》 适用专业：石油工程 参考书：1）《油层物理学》，杨胜来魏俊之，石油工业出版社，2004 考试内容 第一章油气藏流体的化学组成与性质 §1 石油的化学组成 §2 石油的物理性质 §3 天然气的化学组成 §4 地层水的化学组成 §5 油气藏按烃类流体物性分类 第二章天然气的高压物理性质 §1 天然气的视分子量和密度 §2 天然气的状态方程和对比状态原理
1.石油中碳元素占（） A.11-14% B.83-87% C.1%左右 D.不确定 2.石油常减压蒸馏中，原油在蒸馏前，一般经脱盐脱水处理，要求含盐量与含水量必须为（） A.含盐量≥0.05kg/m3,含水量≥0.2% B.含盐量≤0.05kg/m3,含水量≤0.2% C.含盐量 0.05kg/m3,含水量 0.2% D.含盐量≤0.05kg/m3,含水量 0.2% 3.经催化重整得到的重整汽油含芳烃为（） A.10%—20% B.20%—29% C.30%—50% D.60%—90% 4.烷烃的脱氢能力与烷烃的分子结构的关系是（） A.没有规律 B.叔氢最易脱去 C.仲氢最易脱去 D.伯氢最易脱去 5.管式裂解炉生产乙烯的出口温度为（） A .300℃以下 B.200℃以下 C.1065-1380℃以下 D.500℃以下 6.乙烯的峰值出现在KSF为（） A.0-1 B.1-2.3 C.2.5 D.3.5-6.5 7.催化重整的原料不宜过重，一般沸点是（） A. 200℃ B.≤200℃ C. 300℃ D.=500℃ 8.烃类热裂解反应，目前普遍采用的是（） A.垂直管双面辐射管式裂解炉 B.砂子炉 C.蓄热炉 D.煤气发生炉 9.石油常减压蒸馏中，分离器顶部逸出的气体约占原有的百分数是（） A.0.15%-0.4% B.1%-2.5% C.0.1%-0.12% D.0.5%-0.8% 10.烃类热裂解反应中获取乙烯高收率的关键是（） A.高温和合适的接触时间 B.高温和合适的压力 B.合适的接触时间和合适的压力 D.高温和合适的催化剂 11.裂解操作是向系统中加入稀释剂来降低烃类分压方法来达到减压操作目的，稀释剂加入的目的（） A.有利产物收率的提高，对结焦的二次反应有抑制作用 B.不利于产物收率的提高，对结焦的二次反应有抑制作用 C.有利产物收率的提高，对结焦的二次反应有促进作用 D.不利于产物收率的提高，对结焦的二次反应有促进作用 12.不属于石油化学工业三大起始原料的是（）A.天然气 B.油田气 C.液体石油馏分 D.石油 13.不能表示烃类热裂解反应深度的方法是（） A.Tτ0.06 B.KSF C.管式炉出口温度 D.乙烯收率 14.后冷流程是指（） A.冷箱在脱甲烷塔后 B.冷箱在脱乙烷塔后 C.冷箱在脱甲烷塔前 D.冷箱在乙烯塔前 15.下列不是石油中所含烃类的是（） A.烷烃 B.环烷烃 C.芳香烃 D.烯烃 16.石油常减压蒸馏流程中，原油入初馏塔必须预热至的温度是（） A.200-400℃ B.100-150℃ C.500-800℃ D.10-150℃ 17.下列不属于二次反应的是（） A.生焦反应 B.生碳反应 C.生成稠环芳烃 D.烯烃的裂解 18.乙烯收率与原料的关系（） A.P
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