1.有机地球化学学科定义与次级学科分类；
定义：有机地球化学主要研究地质体有机质的组成、结构和性质，以及它们在地质体中的分布、转化和参与地质营力的可能性。
有机地球化学包括：
(1)石油地球化学；(2)海洋与湖沼有机地球化学；
(3)矿床有机地球化学；(4)环境有机地球化学。
次级学科分类：
有机地球化学又分为油气地球化学，基础有机地球化学和环境有机地球化学。
油气地化又有：烃源岩地化，煤及干酪根地化，生物标志物地化，油藏地化，天然气地化，碳氢同位素地化和有机地化。
基础有机地化中分子有机地球化学包括：生命演化的有机地化和生物地化。
环境有机地化有：有机污染物检测评价，有机污染物地表地化，毒害性有机生物修复和污染物检测评价。
2.国际有机地球化学发展的主要阶段；
1.萌芽阶段（二十世纪50年代以前）
定碳比理论：19世纪末期，White，1915，建立起油气聚集与煤的变质作用之间的联系。20世纪20年代，苏联学者B.H.维尔纳茨开始研究地质体中有机质地质作用，主要著作《地球化学概论》《生物圈》，论述石油的有机组成和石油成因的主要依据。
1934年，Alfred Triebs首次从石油中分离并鉴定出来自植物叶绿素的卟啉化合物，并证实该化合物广泛存在于不同时代，不同成因的石油、沥青等地质体中，标志真正现代意义上的有机地球化学概念诞生。
2.成型期（二十世纪50年代-60年代中后期）
P.V.Smith(1954)从现代海洋沉积物中分离鉴定出微量类似于石油的烃类化合物，石油直接起源于类似现代沉积物的观点广泛流传。
50年代中期-60年代中期，气相色谱技术广泛使用，从现代沉积物、土壤、沉积岩和石油天然气中抽提、分离和鉴定出大量有机化合物。
1959年11月，美国匹兹堡成立第一个国际有机地球化学协会。
1962年，意大利米兰召开第一届国际有机地球化学会议，出版《有机地球化学进展》论文集。
I.A.Breger（1963）主编《有机地球化学》，论述色素氨基酸，碳水化合物，脂类，干酪根、煤、石油等地球化学。
1964年，苏联学者出版《有机质的地球化学》，论述沉积金属矿产的地球化学。
以上四项标志有机地球化学学科形成完整独立的体系。
3.蓬勃发展阶段（二十世纪70年代以来）
二十世纪70年代至80年代是油气地球化学学科发展最重要时期，随着气相色谱-质谱仪和同位素质谱仪等一批先进分析技术相继问世，能够从复杂化合物中分离和鉴别出单个有机化合物，学科的理论和方法逐渐形成。
70年代末，以Tissot为代表的地球化学家在归纳总结前人研究成果的基础上提出“干酪根晚期热降解生烃”理论模式，形成现代油气勘探中广泛使用的完整的石油演化理论。
80年代中期，随着油气勘探的深入，非常规油的研究，是对Tissot的生油模式进一步补充和完善。
90年代，油藏地球化学成为油气地球化学学科新的生长点，将研究重点转向储集层和油藏，
将油藏中油，气，水和矿物骨架作为统一的地球化学体系，真正实现了油气地球化学从烃源岩评价到储层描述，从油气藏形成规律到油田开采过程动态监测全方位服务于石油工业。
3.国内有机地球化学的发展历史；
油气地球化学在我国的研究起步较晚。
始于20世纪50年代，并在50-60年代确立了陆相生油理论和源控论，对我国石油工业作出了巨大贡献。
（1）确立了不同油区的主力烃源岩；
（2）确立了一系列油气勘探指标；
（3）确立了生油气量、资源量计算方法。
60末-70初，中科院地球化学所（贵阳）筹建了我国第一个较为完整的有机地球化学实验室，对我国石油地质的发展起到了推动作用。
“六五”科技攻关深入地研究了煤成烃母质的组成与结构、煤成烃的组成与性质、成烃机理及评价指标，为80年代末陕甘宁大型气田的发现奠定了基础
80年代，各油区建立了烃源岩生烃演化剖面；在油气地化研究领域与国外同步
90年代以来，低熟油成因理论方面的研究处于国际领先地位
4.近期石油地球化学的主要研究领域。
五个重要研究领域
天然气地球化学研究
生气母质问题、生气效率问题、生气的时效性；
天然气运移、聚集、散失过程中的组分和同位素分馏效应；
研究重点天然气成藏作用、煤层气、深盆气和甲烷水合物。
油藏地球化学研究
确定油气运移方向、油气充注等成藏过程，指明勘探方向；
研究储层流体非均质性、水-岩相互作用，有助于提高油气采收率(在北海取得成功，在我国的研究还没有取得明显效益)。
生物标志物研究
以生标组合特征，深入探讨生源构成、沉积环境以及油气生成、运移和成藏过程；
生标定量研究、含N、S等非烃生标在成藏和储层非均质性研究意义日趋重要。
煤成油研究
煤层、煤系泥岩对油气生成和成藏孰主孰此需深入研究；
煤具有很强的吸附性，重质可溶组分滞留在煤层中，而运聚油气藏中的只有轻质油、凝析油，油源对比很困难；
基质镜质体、树脂体谁是主要生油母质？
煤成油的成藏过程、成藏地质条件值得深入研究。
海相油气生成研究
我国古生界和三叠系缺乏有机质丰度高的有效烃源岩；
长期的构造变动使可能的烃源岩演化程度非常高；
碳酸盐岩TOC>0.5%、成熟度在油窗内，是重要油源岩；
碳酸盐岩TOC=0.2~0.5%，不能排油，在高成熟时为气源岩。
油气成藏地球化学问题
三次采油（EOR）的地球化学问题
1.著名有机地球化学家传记；国际有机地球化学会议简史；全国有机地球化学会议简史(杨
玉雪)；
全国有机地球化学会议简史——全国有机地球化学学术会议
我国关于有机地球化学的全国性的会议名为“全国有机地球化学学术会议”，该会议主要有中国石油学会石油地质专业委员会、中国地质学会石油地质专业委员会、中国矿物岩石地球化学学会沉积学专业委员会为组织单位，每两到三年举行一次在全国不同的城市举行一次，每次学术会有都会拟定不同的学术专题。
1981年，第一届全国有机地球化学学术会议在贵州贵阳召开，由傅家漠院士发起，随后在黄第藩教授和梁狄刚教授前、后两任学组组长的组织倡导下，全国有机地球化学学术会议每两到三年举行一次，至今（2015年5月）已坚持了14届，为我国国民经济发展和社会进步作出了重要贡献，充分显示了我国有机地球化学学科具有强大的生命力。
回顾以往的三届会议，每届会议的专题主要集中在烃源岩地球化学；石油与天然气地球化学；成藏地球化学；生物与环境地球化学；地球化学实验新技术、新方法等几个方向。在第14届的会议中则添加了非常规油气地球化学的主题。
即将于2015年10月在山东青岛举行的第15届全国有机地球化学学术会议的学术专题有： 1.海洋湖泊环境与生物地球化学；2．细粒沉积与黑色页岩（煤岩）地球化学；3．成岩过程与有机无机相互作用；4．油气生成与成藏地球化学；5．地壳深部地质过程与流体演化；6．分子同位素有机地球化学；7．环境有机地球化学；8．地球化学实验技术与方法。相较于以往的会议，本次的会议新增了关于煤岩地球化学以及有关同位素有机地球化学的专题部分，体现了有机地球化学的学科发展动向。
2.有机成油说与无机成油学的论据；中国对石油地球化学的主要贡献(罗林)
（1）有机成油说与无机成油学的论据
1）有机成油说的论据
①世界上已发现的油气田99.9%分布于沉积岩中，而在沉积盖层不发育的地盾和巨大结晶基底隆起区，很少或没有找到油气聚集。
②从前寒武纪至第四纪更新世的各个时代岩层中都找到了石油，但石油天然气在地质时代上的分布很不均衡，似乎与沉积岩中有机质的分布状况相吻合，并且与煤、油页岩等可燃有机矿产的时代分布有一定联系。
③在近代海相和湖相沉积中发现了有机物质转化为油气的过程，而且这个过程至今仍在进行。特别是经过有机质化学分析表明，愈往地下深处，近代沉积物中的有机物质愈接近石油。
④世界上既没有化学成分完全相同的两种石油，也没有成分完全不同的石油。但大多数石油的化学组成十分相似，按重量计算，含C 80%-88%，H 10%-14，C/H在5.7-8.5之间，这正好说明它们的成因可能大致相同，而在成分上的差异性则可能同原始生油物质的生成环境的不尽相同及油气生成后的变化历程有关。
⑤光谱分析表明，煤和石油都可能是有机生成的。
⑥从大量油田测试结果可知，石油是在低温条件下生成的。
⑦石油生成并聚集成油藏所需时间大约不到1Ma。
⑧石油馏分具有旋光性。
⑨石油中发现有生物成因标志的有机化合物，如卟啉、姥鲛烷、植烷和甾烷等。
⑩干酪根热降解模型的实验室证明，地下的干酪根可以生成油气。
2）无机成油学的论据
①许多火山气体中存在大量CO2和重的碳同位素。
②对熔岩的研究表明，带有大量蒸气流的岩浆向地表移动时，随着温度的下降，不仅能形成大量甲烷，而且还能形成复杂的烃类，如液态烃，如果岩石圈有催化剂存在，这种反应将得以加强。
③地球化学证据，研究发现铅，锶，钕同位素可作为在沉积岩层发现的石油是来自于幔源无机物的证据，而来自太空的陨石中的烃类混合物也证明石油可无机生成。
④石油天然气勘探方面的证据，国内外多地的勘探中，都在地下深处的基岩（火山岩和变质岩）中发现了油气存在，这些基岩位于沉积岩下部，沉积岩中形成的油气，在水浮力的
作用下，只能向上运移，不会向下渗透入基岩的。因此，基岩中发现的油气资源应是来自于地幔的。这一点，还得到了对天然气组分进行测定的地球化学研究的认可。
（2）中国对石油地球化学的主要贡献
①始于20世纪50年代，并在50-60年代确立了陆相生油理论和源控论，对我国石油工业做出了巨大贡献。如：1）确立了不同油区的主力烃源岩；2）确立了一系列油气勘探指标；3）确立了生油气量、资源量计算方法。
②60末-70初，中科院地球化学所（贵阳）筹建了我国第一个较为完整的有机地球化学实验室，对我国石油地质的发展起到了推动作用。
③“六五”科技攻关深入地研究了煤成烃母质的组成与结构、煤成烃的组成与性质、成烃机理及评价指标，为80年代末陕甘宁大型气田的发现奠定了基础
④80年代，各油区建立了烃源岩生烃演化剖面；在油气地化研究领域与国外同步
⑤90年代以来，低熟油成因理论方面的研究处于国际领先地位
第二章有机化学基础
1. 如何用不同化学键解释地质体有机质的热裂解过程
热裂解过程是指地下早期生成的石油中长链烷烃随着地层温度压力增加而裂解成低分子烷烃，使重质油变轻的过程。
地质体中的天然有机物常见的几种共价键及其键能如下图：
因为有机物中不同原子间的共价键键能不同，它们各自所需的反应活化能也不同，所以某一种共价键的断裂需要其反应时的平均自由能（温度）大于一定的值。故而地质体中的某些化学键的存在能限制该地质体所经的热裂解过程中的最高反应温度。
2. 化合物异构体的地质应用
异构体的地质应用范围较广，如甾烷和霍烷族类。
甾烷是一组不对称异构多环环烷烃的总称，具有旋光性，包括有胆甾烷(cholestane)、麦角甾烷(ergostane)和谷甾烷(sitostane)等。在沉积物和原油中已经找到许多甾烷(还有甾烯)，显然是生物中的甾族(甾醇)化合物转化而来的。它们可能来自动物(如胆甾烷)、植物(如麦角甾烷、谷甾烷等)。一般认为，陆地动植物体内的甾族化合物不如水生的动植物中的重要。因此，富含甾烷化合物的沉积物一般是海相的或者湖相的。甾烷化合物是重要的生物标志，在低温下比较稳定，可以用来进行油源对比，指示沉积环境和判断有机质演化程度。
霍烷是五环三萜类中分布较广泛的生物标志物，这类化合物是石油和煤中常见的生物标志物。藿烷不是由生物体直接合成的，而是由死亡生物体经地球化学过程演化而来的。在早期成岩作用过程中形成的饱和烃类藿烷在构型上均以生物构型(R型)为主。在成岩过程中藿烷类化合物由生物构型逐渐转变为地质构型(S型)，最后达到S型与R型的平衡状态[S/(S+R)=0.6]。在水样中检出藿烷，而且22S/(22S+22R)17琢(H)21茁(H)构型升藿烷比值大于0.5，可以推断饮用水源水体已受到化石燃料的污染。
3. 涉及地质体有机质演化的主要反应
（1）缩聚反应：两个或者两个以上有机分子相互作用后以共价键结合成一个大分子，并常伴有失去小分子（如水、氯化氢、醇等）的反应。
（2）缩合反应：低分子化合物结合形成高分子化合物的反应。
（3）缩聚反应：是具有两个或两个以上官能团的单体，互相反应生成高分子化合物，同时产生有简单分子（如H2O、HX、醇等）的化学反应。兼有缩合出低分子和聚合成高分子的双重含义、反应产物称为缩聚物。
（4）热裂解反应：烷烃在高温隔绝氧气的条件下，可发生C-C键断裂，产生小分子的烷烃和烯烃。这是石油热演化过程中基本反应之一。表现为地下早期生成的石油中长链烷烃随着地层温度压力增加而裂解成低分子烷烃，使重质油变轻。
如反应：C16H34（十六烷）C8H18（辛烷）+ C8H16（辛烯）
C8H18（辛烷）C4H10（丁烷）+ C4H8（丁烯）
（5）氧化还原反应：化学反应前后元素的化合价具有相应的升降变化的化学反应。氧化还原反应是有机质形成和分解过程中普遍存在的一类重要的化学反应。通常将有机分子加氧或脱氢称为氧化反应，而将加氢或脱氧过程称为还原反应。光合作用就是一种氧化还原过程。
例如硫酸盐热化学还原反应：烃类+SO42-→蚀变烃类+HCO3+CO2+H2S
（6）加成反应—催化加氢：加氢--烯烃的位置异构体和顺反异构体，加氢后都形成一种烷烃。在常压下，烯烃和氢气混合，加热至200℃时不起反应，但在催化剂（镍、钯、铂等）存在下，烯烃和氢气能够加成变为烷烃。
第三章自然界生物演化及其化学组成
1、最初出现生命（地球上）的标志？时间？
西格陵兰岛38亿年的沉积岩中C较重的同位素比例被认为是微生物活动证据（最早生命证据）。
中太古代，最古老的叠层石（同位素年龄为28亿年左右，化石记录）
2、最早的真核细胞出现时间？
中新元古代（具体时间貌似有争议）。
真核细胞生物只能出现在地球大气圈含氧量增加到一定程度，即最初大气圈形成之后。这不仅因为真核细胞生物进行有氧代谢，有丝分裂本身就是需氧过程，而且因为真核细胞不能防御强烈紫外线的损伤，只有当与氧化大气圈形成的同时，大气层外的臭氧屏蔽层也形成以后，地球上才能有真核细胞生物生存。
真核生物的最早化石纪录(绿藻、金藻)发现于十三亿年前的地层内，它们实际出现的时间显然更早，甚至可能在十七、八亿年前（陈世骧,1978）。
Schopf 和Oehler(1976)利用当时已知16个化石点资料，推论真核生物出现的时间在1400±100Ma。我国化石藻类工作者从中元古代长城系的资料中出发，提出真核藻类出现于18亿年前（阎玉忠，1982，98,1；罗其玲等，1985）。
3、最早的高等植物是什么？
中晚志留世。具有维管束的（裸）蕨(类中的光蕨)。
距今二十五亿年前(元古代)，地球史上最早出现的植物属于菌类和藻类，其后藻类一度非常繁盛。直到四亿三千八百万年前(志留纪) ，绿藻摆脱了水域环境的束缚，首次登陆大地，进化为蕨类植物。
4、蕨类植物、裸子植物、被子植物繁盛时期？
蕨类植物：泥盆纪首次出现，石炭-二叠纪繁盛，成为蕨类时代。
裸子植物：出现于古生代，中生代最为繁盛，古生代末期（P）—中生代（白垩纪早期）裸子植物繁盛。
被子植物：最早被子植物出现于白垩纪，兴盛于新生代第三纪（）和第四纪。
5、石油、煤的生物母质主要是什么？
类脂化合物是形成石油的最重要生化组分。木质素、纤维素是形成煤的最主要生化组分。
浮游生物、细菌的脂类和蛋白质含量较高，高等植物某些部分（如孢粉、树脂，角质等）含较高脂类，是重要的生油母质来源。
高等植物以纤维素和木质素为主，有利于成煤和成气。
6、自然界主要生物体的元素组成有何特征？
大量元素：C H O N P S K Ca Mg等
微量元素:Fe Mn Mo B Zn Cu等
第六章有机质的沉积
1.有机碳的地球化学循环
CO2→光叶绿素植物、自养细菌→动物→死亡的有机体→沉积物中有机质→沉降深埋→石油、天然气、煤、油页岩→开采燃烧CO2。
2、有机质丰度的主要控制因素
沉积物中有机质的数量和性质不仅取决于生物的发育，还取决于有机质的来源和有机沉积环境。
（1）有机物产率
原始有机物产率高，有机物的供应量也大，有机质的丰度也大。有机质含量高，可造成还原环境，有利于有机质的保存。影响因素：1、古气候条件；2、营养物质；3、水体环境；
4、海洋上升流。
（2）有机质类型
寒武-志留：细菌、藻类和浮游动物；
泥盆-侏罗：细菌、藻类和浮游动物，少量高等植物；
白垩-近代：细菌、藻类和浮游动物，高等植物。
（3）沉积环境
沉积作用绝大部分发生在覆水盆地中。受物理、化学、生物因素影响。有利的沉积环境是：表面水体中具有高的有机生产力（率）。下部水体中为还原环境。地理上为封闭-半封闭环境。停滞的水体，低能沉积环境和超过浪基面深度的中等水深。较高的沉降速率，欠补偿的沉积环境。
3、不同沉积环境有机质的沉积特征
（1）海洋环境的有机质沉积特征
①沉积场所大
②远洋水域有机质来源是单一的，近陆水域是混合的
③有机质的有利沉积条件：表层生物高产、下层缺氧还原，持续较快沉积、絮凝作用加速沉积
④高能滨岸带不利于有机质沉积和保存
⑤大陆架是海洋內有机质的主要沉积区
⑥远洋盆地是生钙质、硅质丰富沉积区和有机质贫乏沉积区沉积场所巨大。
（2）过渡环境的有机质沉积特征
①有机质来源具有二元性或者多重性
②低能缓能的还原环境有利于有机质沉积
③干旱泻湖环境，富含有机质的泥岩常与蒸发岩组成旋回
④过渡带以陆相淡水与海相咸水环境交替为特征，使有机质生物来源更复杂
（3）湖泊环境的有机质沉积特征
①有机质来源具有二元和多方向性
②营养型湖的浪基面以下的还原环境是有机质的富集区
③湖泊环境差异大,沉积有机质也有较大差异
④营养型淡水湖泊的较深_深湖及前三角洲亚环境沉积富有有机质沉积，可形成碎屑-粘土岩旋回
⑤盐湖中富含有机质的油页岩、泥岩可与蒸发岩形成旋回
⑥单段式“箕形”断陷不对称盆地,有机质的分布亦呈不对称展布
（4）沼泽沉积环境的有机质的沉积特征
①有机质来源具有原地单一性
②温和潮湿气候和长期停滞的水体有利于沼泽发育和沼泽泥炭沉积
③沼泽沉积的有机质丰度高,但类型单一
④沼泽煤系可以和湖泊、泻湖生油层系在剖面上交替出现
第四章碳循环
1、碳的存在形式
a.大气CO2；
b.动植物、微生物；
c.沉积物/岩、有机质(干酪根)
d.灰岩、云岩；
e.水（海水、河湖、地层水）HCO3-和CO32-；
f.石墨…
2、有机碳的存在形式
类型一：生物体：植物、动物、微生物；
1)浮游植物(Phytoplankton)大约在2.1-2.3G以前，主要是藻类。作为自养生物，浮游植物的繁殖率很高，是世界上有机碳的第一大来源。
2）微生物（含细菌Bacteria)：是有机质第二来源，仅次于浮游植物。
3）浮游动物(Zooplankton)：以浮游植物为食物，一般紧接浮游植物高产期后出现高产期。浮游动物也是有机质重要来源，而高等动物对有机质的贡献非常有限。
4）高等植物(High Plant)：是与细菌相当，仅次于浮游植物的一类重要有机质来源。
志留纪：出现高等植物，中泥盆世：爆炸性发展。
类型二：生物体生物化学组成：
1）主要（脂类、蛋白质、碳水化合物、核酸、木质素）；
2）次要（维生素、激素、色素、无机矿物质）
类型三：沉积物/岩有机质腐殖酸、煤、干酪根、油气、石墨等
3、光合作用
光合作用是细菌或绿色植物通过叶绿素利用光能将CO2和H2O转化成有机物质的过程：
光能hv
6CO2+12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
叶绿素
即利用阳光的能量将水分解，其中的H用于还原CO2，产生葡萄糖，将无机碳转化为有机碳，而O2被游离出来。自养生物从葡萄糖进一步能够合成多糖及其它有机物质。因此光合作用的实质是将光能转变为有机物质的化学能。
4、初级生产力
初级生产力就是食物链的底层，将无机碳转化为有机碳的生物。如浮游植物（最主要）、陆地植物、微生物。
5、有机碳循环
有机碳循环包括生物圈和岩石圈有机碳循环。
6、生物碳泵
在浅水区光合作用、在深水区有机质沉降、降解作用的总体效应是将CO2和其他营养物从表层转移到深海—生物泵。
海洋的温盐环流（特别是上升流）, 能够将营养物和富CO2的水送回到表层，于是补偿了生物泵移去的营养物。
碳循环
1、初级生产力，还是缺氧沉积环境控制TOC？
如何研究？有哪些不同的观点？主要证据？
初级生产力（Primary Productivity）是指绿色植物利用太阳光进行光合作用，即太阳光+无机物质+H2O+CO2→热量+O2+有机物质，把无机碳（CO2）固定、转化为有机碳（如葡萄糠、淀粉等）这一过程的能力。一般以每天、每平方米有机碳的含量（克数）表示。初级生产力又可分为总初级生产力和净初级生产力。
TOC（总有机碳）：是指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。
氧化和缺氧的沉积物TOC平行变化，显示与缺氧无关，而受产率控制。
证据，主要通过N同位素进行研究。
1）原始产率控制说：
a.黑海全新世沉积物高TOC对应于高Mn、高I/TOC比值，表明沉积时期是氧化的。
b.在冰期TOC最高，1）是低氧浓度的结果（Emerson，1985）；或者2）是冰期大
气循环和上升流增强导致原始产率上升。
c.Peru上升流体系中氧最小带并不与高有机碳分布区对应，产率控制。
2）缺氧控制说
Mexican大陆边缘150-600m水深低氧浓度，初级生产力比Washington沿岸低，对应于高的有机碳，解释为缺氧下，初级生产力保存好、降解低。
a.如果是原始产率控制，Washington大陆边缘（氧化）应有更高的有机碳保存下来;
b.两地聚集速率相近，若聚集速率控制的话，TOC应该接近；
c.若是氧暴露的时间长短控制的话，那么，Mexican大陆边缘应有更高的TOC保存下来。
d.暴露于氧气中的时间长度控制有机质的保存，在沉积物中还原物质的埋藏与海洋和大气中氧含量之间提供了一个关键的负反馈。如，有机质埋藏随时间的大增加，将增大大气O2的浓度，导致海洋底水更高的O2浓度。氧气通过沉积物-水界面相应地增大，导致O2进入更深的水域。所以，O2的暴露时间越长，有机质矿化作用就越强。
2、海水水体垂向化学分带及微生物作用的化学反应式？
海水由浅至深化学分带是：
含氧带（Oxic）——含氮带（Nitrogenous）——含猛带（Manganous）——含铁带（Ferruginous）——含硫酸岩带（sulfidic）——含甲烷带（methanic）
化学分带及微生物化学反应如下：
1.有机质在缺氧环境下如何被氧化的？
在贫氧和缺氧环境缺乏高等异氧生物，有机质在缺氧环境下而被不同的细菌群所氧化，有机质在缺氧条件下，可发生反硝化作用和发酵作用，以生成N2和乙酸为特征，其反应方程式如下：
2、哪些生物能在缺氧环境下生存，参与碳的循环？
贫氧和缺氧环境缺乏高等异氧生物。光合作用和碳呼吸是由细菌进行。
如，反硝化细菌，厌氧酵母菌和乳酸菌，硫酸盐还原菌，甲烷细菌。都可以在缺氧的环境生存，参与碳的循环。
3.哪些微生物能够对重金属元素（Pb、AS）、放射性元素U参与碳循环？
a.纯种的铁还原菌、硫酸盐还原菌Desulfovibrio , 能够将U(VI)还原(Lovley et al., 1991:Nature; 1993: Mari Geol)。
b. 硫酸盐还原菌G20作用下、SO42-和U(VI)都被还原（Sani etal., 2004：GCA）。
4、石油烃在缺氧环境下能否被降解？
能，有学者报道食油脱硫球菌可以厌氧降解十六烷烃和十六烯烃。纯的或混合的硫酸盐还原菌（SRB）可以直接降解正构烷烃和甲苯。
目前关于厌氧石油菌的研究较少。厌氧石油降解菌可以分出反硝化和硝酸盐氨化细菌、金属离子还原菌、硫酸盐还原菌、光能利用菌、产甲烷菌等好几个大类。
硫循环
1、沉积岩中硫的存在形式？有机硫的来源和形成机理？
存在形式
固态：
1）氧化态黄铁矿FeS2、闪锌矿ZnS、硫磺S、储层沥青、干酪根有机硫；
2）还原态硬石膏CaSO4、石膏CaSO4.2H2O、天青石SrSO4、重晶石BaSO4
液态：地层水硫酸根、原油
气态：H2S
有机硫是分散有机质（干酪根）、原油的5种主要元素组成之一。有机硫记录着沉积有机质形成、保存、演化等多方面的信息，具有极其重要的研究意义.
2、如何测试干酪根的有机硫含量和同位素组成？
方法一：因为干酪根中黄铁矿的存在会干扰测量结果，首先要去除黄铁矿。传统方法是利用各种溶剂对全岩进行黄铁矿去除，但是不足时无法保证去除干净。
方法二：现有人利用新的处理流程：先将烃源岩分粉末化，提取干酪根，再去除黄铁矿，最后评估有机硫/黄铁矿硫对δ34S测试值的贡献。优点是可以获知黄铁矿S的影响，处理后的干酪根中，有机S/总S＞92%，确保有机硫δ34S测试值在±1‰误差范围为内。
然后用电感耦合等离子体质谱法测量含量，还利用红外吸收法测量同位素。
3、简单介绍硫的循环过程？
陆上火山爆发，使地壳和岩浆中的硫以H2S、硫酸盐和SO2的形式排入大气。海底火山爆发排出的硫，一部分溶于海水，一部分以气态硫化物逸入大气。陆地和海洋中的一些有机物质由于微生物分解作用，向大气释放H2S，其排放量随季节而异,温热季节高于寒冷季节。海洋波浪飞溅使硫以硫酸盐气溶胶形式进入大气。
陆地植物可从大气中吸收SO2。陆地和海洋植物从土壤和水中吸收硫。吸收的硫构成植物本身的机体。植物残体经微生物分解，硫成为H2S逸入大气。
大气中的SO2和H2S经氧化作用形成硫酸根(SO厈),随降水降落到陆地和海洋。SO2和SO
厈还可由于自然沉降或碰撞而被土壤和植物或海水所吸收。由陆地排入大气的SO2和SO厈可迁移到海洋上空，沉降入海洋。同样，海浪飞溅出来的SO厈也可迁移沉降到陆地上。陆地岩石风化释放出的硫可经河流输送入海洋。水体中硫酸盐的还原是由各种硫酸盐还原菌进行反硫化过程完成的。在缺氧条件下，硫酸盐作为受氢体而转化为H2S。
4、原油中硫的可能来源？
海水或沉积物中硫酸盐通过硫酸盐还原细菌作用，SO42-=>H2S, 部分H2S在水柱、主要在沉积物中并入有机质中，成为了有机硫的主要来源。这部分有机硫和少量生物同化作用产生的有机硫在后期的埋藏中聚合形成大分子的有机含硫化合物，成为了干酪根的一部分。干酪根在Ro=0.6-0.7%时开始成熟，含有有机硫的石油生成、被排替和运移到油藏中。油藏中的石油烃在<80℃下，易于发生生物降解作用，其产物与BSR-H2S反应，生成新的有机硫化合物；油藏中烃类在在>130 ℃下，发生TSR，烃类水解产生的不稳定的官能团与TSR-H2S反应，先形成不稳定的硫醇、四氢噻吩、苯并噻吩BTs；随着TSR的增强，才产生二苯并噻吩DBTs，硫代金刚烷。于是，硫同位素值：在没有TSR时，BTS=DBTS；较弱TSR程度下，BTs》DBTS=全油，DBTS；在强TSR时，BTS=DBTS
第七章微生物过程与气候变化
1.古菌与细菌细胞最大差别在什么地方
1 甘油与碳骨架以醚键连接。
2 细菌细胞膜的碳骨架是长链的脂肪酸，古菌细胞膜的碳骨架是C40的GDGT。
3 细菌细胞膜为双分子层，古菌细胞膜为单分子层。
2.简述古大气温度定量化指标
Weijers et al 通过对全球134个土壤样品的研究发现brGDGTs 的环化指数与土壤pH成正比，甲基化指数与大气平均温度成正比，因此产生了一个古大气温度(MAT)定量计算的指标
5.有机地球化学学科定义与次级学科分类；
定义：有机地球化学主要研究地质体有机质的组成、结构和性质，以及它们在地质体中的分布、转化和参与地质营力的可能性。
有机地球化学包括：
(1)石油地球化学；(2)海洋与湖沼有机地球化学；
(3)矿床有机地球化学；(4)环境有机地球化学。
次级学科分类：
有机地球化学又分为油气地球化学，基础有机地球化学和环境有机地球化学。
油气地化又有：烃源岩地化，煤及干酪根地化，生物标志物地化，油藏地化，天然气地化，碳氢同位素地化和有机地化。
基础有机地化中分子有机地球化学包括：生命演化的有机地化和生物地化。
环境有机地化有：有机污染物检测评价，有机污染物地表地化，毒害性有机生物修复和污染物检测评价。
6.国际有机地球化学发展的主要阶段；
1.萌芽阶段（二十世纪50年代以前）
定碳比理论：19世纪末期，White，1915，建立起油气聚集与煤的变质作用之间的联系。20世纪20年代，苏联学者B.H.维尔纳茨开始研究地质体中有机质地质作用，主要著作《地球化学概论》《生物圈》，论述石油的有机组成和石油成因的主要依据。
1934年，Alfred Triebs首次从石油中分离并鉴定出来自植物叶绿素的卟啉化合物，并证实该化合物广泛存在于不同时代，不同成因的石油、沥青等地质体中，标志真正现代意义上的有机地球化学概念诞生。
2.成型期（二十世纪50年代-60年代中后期）
P.V.Smith(1954)从现代海洋沉积物中分离鉴定出微量类似于石油的烃类化合物，石油直接起源于类似现代沉积物的观点广泛流传。
50年代中期-60年代中期，气相色谱技术广泛使用，从现代沉积物、土壤、沉积岩和石油天然气中抽提、分离和鉴定出大量有机化合物。
1959年11月，美国匹兹堡成立第一个国际有机地球化学协会。
1962年，意大利米兰召开第一届国际有机地球化学会议，出版《有机地球化学进展》论文集。
I.A.Breger（1963）主编《有机地球化学》，论述色素氨基酸，碳水化合物，脂类，干酪根、煤、石油等地球化学。
1964年，苏联学者出版《有机质的地球化学》，论述沉积金属矿产的地球化学。
以上四项标志有机地球化学学科形成完整独立的体系。
3.蓬勃发展阶段（二十世纪70年代以来）
二十世纪70年代至80年代是油气地球化学学科发展最重要时期，随着气相色谱-质谱仪和
同位素质谱仪等一批先进分析技术相继问世，能够从复杂化合物中分离和鉴别出单个有机化合物，学科的理论和方法逐渐形成。
70年代末，以Tissot为代表的地球化学家在归纳总结前人研究成果的基础上提出“干酪根晚期热降解生烃”理论模式，形成现代油气勘探中广泛使用的完整的石油演化理论。
80年代中期，随着油气勘探的深入，非常规油的研究，是对Tissot的生油模式进一步补充和完善。
90年代，油藏地球化学成为油气地球化学学科新的生长点，将研究重点转向储集层和油藏，将油藏中油，气，水和矿物骨架作为统一的地球化学体系，真正实现了油气地球化学从烃源岩评价到储层描述，从油气藏形成规律到油田开采过程动态监测全方位服务于石油工业。
7.国内有机地球化学的发展历史；
油气地球化学在我国的研究起步较晚。
始于20世纪50年代，并在50-60年代确立了陆相生油理论和源控论，对我国石油工业作出了巨大贡献。
（1）确立了不同油区的主力烃源岩；
地球化学复习题 绪论 1、地球化学的定义。 答：地球化学是研究地球(包括部分天体)的化学组成、化学作用和化学演化的科学。 2、地球化学的任务。 答：1）地球及其子系统中元素及其同位素的组成，即元素的分布和分配问题；2）元素的共生组合和赋存形式；3）元素的迁移和循环；4）地球的历史和演化。5）基础理论和应用的发展。 3、地球化学的研究思路和工作方法。 答：研究思路：以化学、物理化学等基本原理为基础，以研究原子（包括元素和同位素）的行为为手段，来认识地球的组成、历史和地球化学作用。工作方法：野外：地质考察+样品采集（代表性、系统性、统计性、严格性）。 室内： --岩矿鉴定 --分析测试：早期容量法、离子色谱法和比色法，现今X射线荧光光谱XRF、ICPAES、--ICPMS、固体质谱、AAS等。 --元素结合形式和赋存状态的研究：化学分析、晶体光学、X射线衍射、拉曼谱、微区分析（电子探针、离子探针）等。 --作用过程的物理化学条件的测定：温度（包裹体、矿物、同位素）、压力、pH、Eh、盐度等。 --自然作用的时间参数：同位素测年。 --模拟实验。 --多元统计计算和数学模型。 4、地球化学学科的特点。 答：1、基础科学成果的应用.2、地质科学的发展.3、更广泛的数字模拟。 第一章太阳系和地球系统的元素丰度 1、对比元素在地壳、地球和太阳系中分布规律的异同点，并解释其原因。 答：相同点：元素的丰度均随原子系数增大而减小。均符合奇偶定律。 不同点：与太阳系或宇宙相比，地壳和地球都明显地贫H, He, Ne, N等气体元素；而地壳与整个地球相比，则明显贫Fe和Mg，同时富集Al, K和N a。 原因： 2、研究克拉克值有何地球化学意义。 答：可作为元素集中、分散的标尺。控制元素的地球化学行为。A)影响元素参加地壳中地球化学过程的浓度。B)限定自然界的矿物种类及种属。C) 限制了自然体系的状态。 3、地球各圈层化学组成的基本特征。 答：地壳：①地壳中元素的相对平均含量是极不均一的。②元素的克拉克值大体上随原子序数的增大而减小。地幔：元素分布不均，铁镁含量增高。地核：铁镍含量占绝大部分，其它元素仅占极少部分。水圈、大气圈和生物圈在地球总质量中所占的比例很小，对地球总体成分的影响不大。 4、陨石研究的意义 答：①它是认识宇宙天体、行星的成分、性质及其演化的最易获取、数量最大的地外物质；
恩《地球化学》练习题 第一章太阳系和地球系统的元素丰度（答案） 1.概说太阳成份的研究思路和研究方法。 2.简述太阳系元素丰度的基本特征。 3.说说陨石的分类及相成分的研究意义. 4.月球的结构和化学成分与地球相比有何异同？ 5.讨论陨石的研究意义。 6.地球的结构对于研究和了解地球的总体成分有什么作用？ 7.阐述地球化学组成的研究方法论。 8.地球的化学组成的基本特征有哪些？ 9.讨论地壳元素丰度的研究方法。 10.简介地壳元素丰度特征。 11.地壳元素丰度特征与太阳系、地球对比说明什么问题？ 12.地壳元素丰度值（克拉克值）有何研究意义？ 13.概述区域地壳元素丰度的研究意义。 14.简要说明区域地壳元素丰度的研究方法。 15.岩浆岩中各岩类元素含量变化规律如何？ 16.简述沉积岩中不同岩类中元素含量变化规律。 第二章元素结合规律与赋存形式（答案） 1.亲氧元素和亲硫元素地球化学性质的主要差异是什么？ 2.简述类质同像的基本规律。 3.阐述类质同像的地球化学意义。 4.简述地壳中元素的赋存形式及其研究方法。 5.举例说明元素存在形式研究对环境、找矿或农业问题的意义。 6.英国某村由于受开采ZnCO3矿的影响，造成土壤、房尘及饮食摄入Cd明显高于其国标，但与未受污染的邻村相比，在人体健康方面两村没有明显差异，为什么？ 第三章自然界体系中元素的地球化学迁移（答案） 1.举例说明元素地球化学迁移的定义。 2.举例说明影响元素地球化学迁移过程的因素。 3.列举自然界元素迁移的标志。 4.元素地球化学迁移的研究方法。 5.水溶液中元素的迁移形式有那些？其中成矿元素的主要迁移形式又是什么？ 6.解释络离子的稳定性及其在地球化学迁移中的意义。 7.简述元素迁移形式的研究方法。 8.什么是共同离子效应？什么是盐效应？ 9.天然水的pH值范围是多少？对于研究元素在水介质中的迁移、沉淀有何意义？ 10.举例说明Eh、pH值对元素迁移的影响。 11.非标准电极电位E及环境的氧化还原电位Eh，在研究元素地球化学行为方面有什么作用？ 12.试述影响元素溶解与迁移的内部因素。 13.自然界中地球化学热力学体系基本特点是什么？ 14.自然体系中哪些特征可作为体系达到平衡态的证据与标志？ 15.讨论相律及其应用。
1. 已知锆石样品中:U＝，Pb＝，Pb同位素组成：204Pb=%(atom)；206Pb=%；207Pb=%；208Pb=%；普通Pb的同位素组成：204Pb:206Pb:207Pb:208Pb= : : : 。假定204Pb，206Pb，207Pb，208Pb 的原子量为204,206，207,208；235U、238U的原子量分别为235,238；235U/238U=1/；λ 238=×10-10a-1；λ 235=×10 -10a-1。计算出锆石的t 206和t207年龄。 答：Pb的原子量：M pb=%×204+%×206+%×207+%×208= U的原子量：M u=235×[1/(1+]+238×[(1+]= 所以，样品中Pb的摩尔浓度C pb=g÷umol=g; 样品中U的摩尔浓度C u=g÷umol= umol/g U-Pb法年龄测定公式: (206Pb/204Pb)=(206Pb/204Pb)0+（238U/204Pb）×（eλ238t206-1）① (2分) （238U/204Pb）=×（）÷（×%）= （2分） (206Pb/204Pb)== (206Pb/204Pb)0= 将上述值及λ238=×10-10a-1代入公式① 求得t206=×109a（或1402Ma）（2分） U-pb法年龄测定公式: (207Pb/204Pb)=(207Pb/204Pb)0+（235U/204Pb）×（eλ235t207-1）②（2分）（235U/204Pb）== （2分） (207Pb/204Pb)=9/= (207Pb/204Pb)0= 将上述值及λ235=×10-10a-1代入公式② 求得t207=×109a（或1522Ma）（2分） 2.计算高级变质岩（麻粒岩）的变质温度。已知所测定的石英、透辉石的氧同位素组成分别为+‰和+‰（相对V-SMOW）。 石英-透辉石的氧同位素平衡分馏系数与温度的关系为：103lnα石英-透辉石 = (103/T)2 答：由同位素分馏系数的定义可知：аA-B=R A/R B①（1分）由同位素组成δ的定义可知：δA=( R A/R标) ×103②（1分） 由①、②可得：аA-B=(103+δA)/(103+δB) 所以：а石英-透辉石=(103+δ18O石英)/(103+δ18O透辉石) （2分） 代入石英和透辉石数据，δ18O石英=，δ18O透辉石= ，得 103lnα石英-透辉石 = 103ln[(103+/(103+] = （4分） 由石英-透辉石的氧同位素温度计103lnα石英-透辉石 = (103/T)2，计算变质温度： (103/T)2 = 解得：T = 1/2×103 = 1098 K (2分) 或 t = 1098 － 273 = 825 ℃ 所以，变质温度为825 ℃。
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院 地球化学课程综合测试3 学习层次：专升本时间：120分钟 一．名词解释 1．元素的地球化学迁移：当体系与环境处于不平衡条件时，元素将从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并伴随着元素组合和分布上的变化及空间上的位移，以达到与新环境条件的平衡，该过程称为元素的地球化学迁移。 2．能斯特分配定律：在一定的温度和压力条件下，微量元素在两共存相中的活度比为常数。3．盐效应：当溶液中存在易溶盐类时，溶液的盐度对元素的溶解度有影响。溶液中易溶电解质的浓度增大，导致其它化合物溶解度增大的现象，称为盐效应。 4．放射性同位素：能够自发地衰变形成其它核数，最终转变为稳定核数的同位素。 5.大陆地壳：地表向下到莫霍面，厚度变化在5-80km，分为上部由沉积岩和花岗岩组成的硅铝层，下部由相当于玄武岩、辉长岩或麻粒岩等组成的硅镁层两部分组成。 6.不相容元素：在一定的温度和压力条件下，在部分熔融或岩浆分异结晶过程中，在固相/熔体相中的总分配系数<<1的微量元素称为不相容元素。 7. Ce：表征Ce与REE整体分离程度的参数。其计算公式为：δCe=2Ce n/（La n+Pr n）（n 表示相对于球粒陨石标准化）。 8.元素丰度的奇偶规律：偶序数元素的丰度大于相邻奇序数元素的丰度，这一规律又被称为Oddo-Harkins（奥多-哈金斯）法则。 二．简答题 1. 大陆地壳组成研究的基本方法。 答：由于大陆地壳的物质组成在横向和纵向上都具有极度的不均一性，因此，研究大陆的浅部地壳和深部地壳的手段不尽相同。其中，对大陆地壳浅部组成研究的方法包括区域大规模取样法、简化取巧方法以及细粒碎屑沉积物法等等。而对大陆深部地壳的研究手段则主要包括研究火山岩中的角闪岩和麻粒岩包体，暴露地表的深部地壳断面，或利用地球物理勘探获取的地震波速与岩石化学组成之间的对应关系进行反演。 2. 简述能斯特分配定律及元素分配系数的涵义。地球化学上按总分配系数将元素在岩浆作用过程中的行为分为几类？它们各自的地球化学特点是什么？（要求各类别至少举两个元素为例）。 答：能斯特分配定律：在一定的温度和压力条件下，微量组分在两共存相中的活度比为常数。将微量元素在两相之间的活度笔直称之为分配系数（K D）。 按元素在岩浆作用过程中的行为分为相容元素、不相容元素。其中不相容元素进一步分为高场强和低场强元素。 相容元素指总分配系数大于1的元素，如Ni、Co、Cr，在岩浆作用中优先进入矿物相或残留固相；不相容元素指总分配系数小于1的元素，它们优先进入熔体相，其中将分配系数小于0.1的又称为强不相容元素。大离子亲石元素如K、Rb、Sr、Ba以及高场强元素如Nb、Ta、Zr、Hf为不相容元素的代表。 3. 活度积原理及其在地球化学研究上的意义。 答：定义在一定的温度下，难溶化合物中该化合物的离子浓度乘积得到的常数为活度积。所谓的活度积原理指的是在天然水中，金属元素首先选择形成活度积最小的化合物的阴离子
《地球化学综合练习》 考试时间：120分钟 考试总分：100分 遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。 1、超显微非结构混入物（ ） 2、分馏作用（ ） 3、同位素地球化学（ ） 4、同位素成分（ ） 5、初始铅（ ） 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------
6、原始铅（） 7、原生铅（） 8、普通铅（） 9、同位素的分类（） 10、Rb-Sr法（） 11、K-Ar法（） 12、Sm-Nd法（）
13、U-Th-Pb法（） 14、Rb-Sr（） 15、Pb-Pb法（） 16、区域克拉克值（） 17、丰度系数（） 18、富集矿物（） 19、载体矿物（） 20、元素的地球化学迁移（）
21、氧化（还原）障（） 22、离子电位π（） 23、放射性衰变（） 24、α衰变（） 25、β-衰变（） 26、r衰变（） 27、单衰变（）
28、电子捕获（） 29、衰变系列（） 30、放射性成因铅（） 31、稳定同位素（） 32、同位素分馏作用（） 33、同位素效应（） 34、惰性组分（）
35、什么是元素的克拉克值？克拉克值在地球化学找矿中有何作用？（） 36、研究元素丰度有何意义？（） 37、类质同象有何地球化学意义？（） 38、元素为什么会迁移？迁移的实质是什么？（） 39、什么是地球化学背景？如何确定背景值？地球化学背景有哪些种类？ （） 40、什么是地球化学异常？如何确定异常下限？地球化学异常如何分类？ （） 41、地球化学背景与地球化学异常的关系？（）
1 画出1，3，5-己三烯的分子轨道组合图，并标明轨道的节点数和对m面的对称性。 解 2 写出下面的化合物有多少立体异构体。 （ⅰ）（ⅱ） 解 3下列几对投影式是否是相同化合物？ （ⅰ）（ⅱ）
（ⅲ）（ⅳ） 解 4 下列分子中存在哪些类型的共轭？ 解 5 下列各对化合物哪一个更稳定？为什么？ （ⅰ）甲基-1，3-丁二烯，1，4-戊二烯 （ⅱ）2-乙基-1，3-己二烯，2-甲基-1，4-庚二烯 解 6 下列化合物只与等摩尔的Br2作用，反应生成的主要产物是什么？ 解
7按酸性从强到弱的顺序排列下列各组化合物。 （ⅰ） （a）（b）（c） （ⅱ） (a) (b) (c) (d) （ⅲ） (a) (b) (c) (d) (e) 解（1）b a c （2）c a d b (3)c d b a e 8按碱性从强到弱的顺序排列下列各组化合物。 （ⅰ） （a）（b）（c） （ⅱ） （a）（b）（c） （ⅲ） (a) (b) (c) (d) (e) (f) 解 9 将下列化合物按酸性强弱的次序排列，并简述其理由。 （ⅰ）对甲氧基苯酚（ⅱ）间甲氧基苯酚（ⅲ）对氯苯酚（ⅳ）对硝基苯酚（ⅴ）间硝基苯酚
10 预料下列单环多烯烃（a）C9H10 （b）C9H9+ （c）C9H9-可能有芳香性？ 解 11 解释下列所观察到的现象。（ⅰ）咪唑的酸性和碱性都比吡咯强。（ⅱ）吡啶是比六氢吡啶更弱的碱。 解 12 下列试剂哪些是亲电试剂？哪些是亲核试剂？有自由基试剂吗？ （ⅰ）HOCl （ⅱ）HCN （ⅲ）RMgX （ⅳ）C2H5ONa （ⅴ）Cl2（ⅵ）NBS （ⅶ）NaCN （ⅷ）SO3（ⅸ）AlCl3（ⅹ）RNH2 解 13 一个两步反应，它的反应能量曲线图如下： （ⅰ）整个反应是吸热反应还是放热反应？ （ⅱ）哪一步是反应的定速步骤？ （ⅲ）A、B和C中哪一个最稳定？哪一个最不稳定？ 解
课程号：013201 《地球化学》期末考试试卷(A卷) 考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟 班号学号姓名得分 一、概念题(每题5分，共50分) 1、元素的丰度值 2、类质同象混入物 3、载体矿物和富集矿物 4、地球化学障 5、八面体择位能 6、戈尔德斯密特相律 7、相容元素和不相容元素 8、δCe值(列出计算公式并说明) 9、同位素分馏系数 10、衰变定律 二、问答题(每题8分，共40分)： 1、当以下每种物质形成时，其氧化电位是高还是低？(1) 陨石；(2)煤；(3)海底锰结核；(4)钒钾铀矿；(5)页岩中的黄铁矿；(6)鲕绿泥石。 2、为什么硅酸盐矿物中K的配位数经常比Na的配位数大？(离子半径：K＋的为1.38A，Na＋的为1.02A，O2-的1.40A)。 3、研究表明，岩浆岩和变质岩中的不同矿物具有不同的18O/16O比值，例如岩浆岩中石英一般比钾长石具有更高的18O/16O比值，试阐明控制矿物18O/16O比值大小的原因是什么？
4、用Rb-Sr或Sm-Nd法对岩石定年时，为什么当岩石矿物中的87Rb/86Sr或143Sm/144Nd比值差别越大结果越好？ 5、试分析下图中稀土元素球粒陨石标准化模式中各个曲线可能代表的岩石类型及造成分配型式特征的原因。 三、论述题(任选1题，10分) 1、试述稀土元素数据的处理步骤和表示方法。 2、要获得准确的同位素地质年龄必须满足的条件是什么？
答案： 一、 1.每种化学元素在自然体中的质量,占自然体总质量(或自然体全部化学元素总质量)的相对份额(如百分数),称为该元素在该自然体中的丰度值. 2.某种物质在一定的外界条件下结晶时，晶体中的部分构造位置被介质的其它 质点(原子、离子、络离子、分子)所占据，结果只引起晶格常数的微小变化，而使晶体构造类型、化学键类型等保持不变的现象。由类质同像形式混入晶体中的物质称为类质同像混入物。含有类质同像混入物的混合晶体称为固溶体。 3. 载体矿物是指岩石中所研究元素的主要量分配于其中的那种矿物。但有时该 元素在载体矿物中的含量并不很高，往往接近该元素在岩石总体中的含量。 富集矿物是指岩石中所研究元素在其中的含量大大超过它在岩石总体中的含量的那种矿物。 4、地球化学障指地壳中物理或化学梯度具有突变的地带，通常伴随着元素的聚 集或堆积作用。即在元素迁移过程中经过物理化学环境发生急剧变化的地带时，介质中原来稳定的元素迁移能力下降，形成大量化合物而沉淀，这种地带就称为地球化学障。 5．任意给定的过渡元素离子,在八面体场中的晶体场稳定能一般总是大于在四面体场中的晶体场稳定能.二者的差值称为该离子的八面体择位能(OSPE). 这是离子对八面体配位位置亲和势的量度。八面体择位能愈大，则趋向于使离子进入八面体配位位置的趋势愈强，而且愈稳定。 6．在自然条件下，矿物常形成于一定的温度、压力变化范围，并在此范围内保持稳定。因此，F≥2，据吉布斯相律，F＝K－Φ＋2，有Φ≤K，即平衡共存的矿物数不超过组分数，即为戈尔德斯密特矿物学相律。 7．相容元素(Compatible elements):岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱矿物相的微量元素；不相容元素(Incompatible elements):岩浆结晶或固相部分熔融过程中偏爱熔体或溶液相的微量元素.也称为湿亲岩浆元素(hygromagmatophile). 8．δCe或(Ce/Ce*)。是表征样品中Ce相对于其它REE分离程度的参数.Ce除
09031123 一、名词解释（每题3 分，共21 分） 1、BOD： 指用微生物降解水中有机物过程中所消耗的氧量，以mg/L 为单位。 2、脱硫酸作用： 在缺氧和有脱硫酸菌存在的情况下，SO4 2- 被还原成H2S 或S2-的过 程。 3、同离子效应： 一种矿物溶解于水溶液，如若水溶液中有与矿物溶解相同的离子，则这种矿物的溶解度就会降低，这种现象在化学上称为同离子效应 4、降水氢氧稳定同位素的高程效应： 大气降水中的18O 和D 含量随着海拔高程的增加而不断下降的现象。 5、酸性垒： 当中性或碱性条件转变为弱酸性和酸性条件或在pH 值急剧降低的地段所形成的地球化学垒。 6、水分子的缔合作用： 由单分子水结合成比较复杂的多分子水而不引起水的物理化学性质改变的现象。7、硅质水与硅酸水： SiO2 含量大于50mg/L 的水称为硅质水（1.5 分）；在阴离子中，HSiO3 -占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5 分）。 二、填空（每题1 分，共14 分） 1、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需 要较大的能量。 2、在35℃下，pH=7 的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综 合指标中，体现水的质量指标的有（TDS，硬度，含盐量或含盐度, 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（COD，BOD，TOC，Eh ）。 3、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（0.1 mol/L ），而 戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（0.5 mol/L ）。
4、空气迁移的标型元素主要决定环境的（氧化还原）条件，而水迁移的标型元素主要决定环境的（酸碱）条件 5、在氮的化合物中，（NO- 2，NH4 + ）可作为地下水近期受到污染的 标志，而（NO- 3 ）可作为地下水很早以前受到污染的标志。 6、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 7、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生 物）垒和（复合）垒。 8、碱度主要决定于水中的（HCO- 3，CO2- 3 ）的含量。硬度是以 （Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（HCO- 3，CO2- 3 ）的毫克当量总数乘以50。 9．大气CO2 的δ13C 平均值是（-7 ‰），而土壤CO2 的δ13C 平均值是（-25‰）。 10．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 11．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分 散）。 12、SiO2 和Na/K 地热温度计适用的温度范围分别为（0~250 ℃）和（150~350 ℃）。 13．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2- 4 SO2- 4 Cl- ）， 而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO- 3 ）。 14．海水的水化学类型为（Cl-Na ），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca）。 三.简答题（每题5 分，共30 分） 1、氧漂移及其影响因素?
高等有机化学试卷答案 及评分标准 一、1题4分，2题5分，共9分 1、苯胺中N 上的孤对电子与苯环共轭，N 结合质子的能力下降，故碱性比脂肪族胺弱。 酰胺中N 上的孤对电子与碳氧双键形成p-π共轭，N 上的电子云密度下降， N 结合质子的能力下降，故 碱性比胺类弱。 2、 二、每题4分，说明占2分，共36分 1、A>B>C>D 苯胺中N 上的孤对电子与苯环共轭，碱性比脂肪族胺弱，A 碱性最大强。 苯环上连有供电子基，N 上的电子云密度增大， N 结合质子的能力增大，碱性增强，B>C 苯环上连有吸电子基，N 上的电子云密度下降， N 结合质子的能力下降，碱性减弱，C>D 2、A> C> E> D> B 该反应为亲电取代反应。苯环上连有供电子基，苯环上的电子云密度增大，反应活性增大；苯环上连有吸电子基，苯环上的电子云密度降低，反应活性减小。 3、D>E>B>A>C 该反应为亲电加成反应。双键碳上连有供电子基，双键上的电子云密度增大，反应活性增大；双键碳上连有吸电子基，双键上的电子云密度减小，反应活性减小。 4、A>B>D>E>C 该反应为亲核加成反应。羰基碳上连有供电子基，碳上的正电荷云密度降低，反应活性减小；羰基碳上连有吸电子基，碳上的正电荷云密度增大，反应活性增大。 或+I 效应使活性降低, 使活性降低 甲基的超共轭效应使羰基碳正电荷密度有所降低，反应活性降低，,苯环空间位阻很大，反应活性降低， -OR 具有p-π共轭效应+C,使羰基碳正电荷密度大大降低，反应活性大大降低 5、D>C>B>A 该反应为亲核加成消除反应。苯环上连有供电子基，羰基碳上的正电荷云密度降低，反应活性减小；苯环上连有吸电子基，羰基碳上的正电荷云密度增大，反应活性增大。 6、D>C>A>B E1反应为碳正离子历程，碳正离子越稳定，反应越易进行。苯环上连有供电子基，碳正离子上的正电荷云密度降低，反应活性增大；苯环上连有吸电子基，碳正离子上的正电荷云密度增大，反应活性减小。 7、E> B >A> D >C 由于p-π共轭效应，烯丙基碳正离子稳定性>3级碳正离子> 2级碳正离子> 1级碳正离子，但是C 为桥头碳正离子，有于环的束缚很不稳定。EB 尽管都是烯丙基碳正离子，E 是5个p 轨道共轭，更稳定。 8、C>D>B>A O O HO HO H +O O O -O -O O O -O -O -O O -O O O -O O -O O O -O -O O -O -
绪论思考题 地球化学定义 地球化学学科的特点和基本问题 地球化学学科的研究思路和研究方法 地球化学与化学、与地球科学其它学科的联系和区别。 第一章、第二章思考题 1元素分布与分配的概念 2地球化学体系 3元素丰度的概念 4元素在地壳中的克拉克值和浓度克拉克值概念 5太阳系、地球及地壳中元素丰度的研究方法 6太阳系、地球及地壳中元素丰度特征并讨论它们的异同、分析造成这种现象的原因? ++ 7元素克拉克值的地球化学意义并举例说明 8区域地壳丰度的研究方法及研究意义 9地壳中元素分配不均一性的基本特征++ 第三章思考题 1、元素的地球化学亲和性 2、Goldschmidt的元素地球化学分类 3、元素类质同象概念 4、影响元素类质同象的晶体化学条件 5、影响元素类质同象的物理化学条件 6、Goldschmidt的类质同象法则 7、Ringwood的电负性法则 8、研究元素类质同象的地球化学意义 9、晶体化学集中与晶体化学分散概念 10、晶体场理论的要点及应用范围 11、八面体、四面体晶体场稳定能和八面体择位能概念 12、晶体场理论应用的地球化学意义 13、元素的赋存形式及其研究方法 14、举例说明Pb在地壳中的各种存在形式 第四章复习题 1微量元素概念 2能斯特分配定律与分配系数 3总分配系数概念 4元素在共存相中分配系数的确定方法 5相容元素、不相容元素、大离子亲石元素、高场强元素概念 6微量元素地质温度计的原理与方法 7元素在共存相中分配定律的地球化学意义 8在岩浆结晶过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用
9在部分熔融过程中元素分配的定量模型、特征及地球化学应用 10岩浆结晶过程和部分熔融过程的判别方法 11稀土元素的基本地球化学性质 12稀土元素的数据处理方法及有关参数的计算方法（稀土元素配分模式图、ΣREE 、∑LREE/∑ HREE或ΣCe/ΣY 、(La/Yb)N ） 13 Eu异常、Ce异常的概念及计算公式 14稀土元素对岩石成因的指示意义 15变质原岩恢复的地球化学方法 16石榴石和长石的REE组成特征分别是什么？ 17微量元素蜘网图及其意义 18微量元素对岩石形成构造环境进行判别时应注意的问题 19 Mg#、ACNK指数的意义与计算方法 20 Harker图解的特点与用途 第五章思考题 1.何为“同位素”、“放射性同位素”、“放射成因同位素”？ 2.同位素发生放射性衰变的原因是什么？有几种衰变形式（请举例说明）？ 3.放射性同位素定年的原理和基本公式是什么？ 4.何为λ常数、半衰期、同位素等时线？ 5.放射性同位素定年的前提是什么？ 6.用同位素等时线法测量地质年龄的基本要求是什么？ 7.同位素封闭温度和冷却年龄的概念 8.Rb-Sr同位素体系定年的特点是什么？需注意什么？ 9.BABI的定义和意义是什么？是如何确定的？ 10.何为UR、εSr？ 11.Sm-Nd同位素等时线法定年的特征是什么？为什么Sm-Nd同位素方法可对较 高级变质地质体进行定年？ 12.Sm-Nd同位素体系与Rb-Sr同位素体系在地球化学特征及等时线定年方法上 有何差异？ 13.何为CHUR、DM岩浆库，其现在Sm-Nd同位素组成是什么？ 14何为Sm-Nd同位素的ε参数和模式年龄，如何计算 15.U-Th-Pb同位素体系定年的方法几种？分别是什么？ 16.何为谐和年龄、谐和曲线和不一致线？ 17.U-Pb同位素定年常采用的分析测试方法有哪些？并对每一种方法进行简要 评述。 18.与同位素年代学中的其它长寿命同位素体系相比，K-Ar同位素体系的主要特 征是什么？ 19.相对于传统的K-Ar体系定年方法，Ar-Ar分步加热技术的主要优点是什么？ 20.何为稳定同位素？ 21.自然界中稳定同位素的分布规律是什么？ 22.稳定同位素组成的表达方式是什么？ 23.稳定同位素有哪些分馏类型？什么是稳定同位素的平衡分馏和动力学分 馏？
地球化学赵伦山张本仁 韩吟文马振东等 P 1：地球化学基本问题) P 5：克拉克值，地球化学发展简史（几个发展阶段） P31：元素丰度，表示单位元素在地壳平均化学丰度―――确定方法，克拉克值， P37：元素克拉克值的地球化学意义 P68：类质同象和固溶作用 P81：元素的赋存状态――1，5种 P88: 元素迁移 P 123: 相律 P169: 衰变定律 P181：痕量元素地球化学，稀土元素的研究方法和意义（痕量元素=微量元素） 复习内容及答案汇总 一、地球化学研究的基本问题、学科特点及其在地球科学中的地位（P1－） 地球化学是研究地球及相关宇宙体的化学组成、化学作用和化学演化的科学，在地球化学发展历史中曾经历了较长时间的资料积累过程，随后基于克拉克、戈尔施密特、维尔纳茨基、费尔斯曼等科学家的出色工作，地球化学由分散的资料描述逐渐发展为有系统理论和独立研究方法的学科。目前地球化学已发展成为地球科学领域的重要分支学科之一，与岩石学、构造地质学等相邻学科相互渗透与补充，极大地丰富了地球科学研究内容，在地质作用过程定量化研究中已不可或缺。 地球化学的研究思路和学科特点是：（1）通过分析常量、微量元素和同位素组成的变化，元素相互组合和赋存状态变化等追索地球演化历史；（2）利用热力学等现代科学理论解释自然体系化学变化的原因和条件，探讨自然作用的机制；（3）将地球化学问题置于地球和其子系统（岩石圈、地壳、地幔、地核等）中进行分析，以个系统的组成和状态约束作用过程的特征和元素的行为。 围绕原子在自然环境中的变化及其意义，地球化学研究主要涉及四个基本问题：（1）研究地球和动质体中元素和同位素的组成；（2）研究元素的共生组合和赋存形式；（3）研究元素的迁移和循环；（4）研究元素和同位素迁移历史和地球的组成、演化历史、地球化学作用过程。 二、简述痕量元素地球化学研究解决的主要问题 痕量元素地球化学理论使许多地质难题迎刃而解，其可解决的主要问题有：
试卷一 一．化合物ClCH=CHCHBrCH2CH3有几个构型异构体？写出构型式、命名并标记其构型。（10分） （1E,3R）-1-氯-3-溴-1-戊烯（1Z,3R）-1-氯-3-溴-1-戊烯 （1E,3S）-1-氯-3-溴-1-戊烯（1Z,3R）-1-氯-3-溴-1-戊烯 二．完成反应式（写出反应的主要产物，有构型异构体的产物，要写出产物的构型式）（2分×10）1． 2． 3． 4． 5．++ 6． 7． 8． 9． 10． 三．按题中指定的项目，将正确答案用英文小写字母填在（）中。（2分×10） 1．S N2反应速率的快慢（a＞d＞b＞c） 2．羰基化合物亲核加成反应活性的大小（ b＞d＞e＞c＞a）
3．碳正离子稳定性的大小（c ＞b ＞a ） 4．作为亲核试剂亲核性的强弱（b ＞c ＞a ） 5．酯碱性水解反应速率的大小（c ＞a ＞d ＞b ） 6．化合物与1mol Br 2 反应的产物是（） 7．进行S N 1反应速率的大小（b ＞a ＞c ） 苄基溴 α-苯基溴乙烷 β-苯基溴乙烷 8. 下列化合物在浓KOH 醇溶液中脱卤化氢，反应速率大小的顺序是（c ＞b ＞a ） CH 3CH 2CH 2CH 2Br CH 3CH 2CHBrCH 3 CH 3CH 2CBr(CH 3)2 9.作为双烯体，不能发生D-A 反应的有（a.b ） 。 10. 化合物碱性的强弱（a ＞d ＞c ＞b ） 四．回答下列问题（14分） 1．由下列指定化合物合成相应的卤化物，是用Cl 2还是Br 2？为什么？（6分） 甲基环 -1-溴-1，甲基环己烷伯、仲、叔氢都有，溴代反应的选择性比氯代反应的大，产物2Br 用 a 己烷的产率要比1-氯-1-甲基环己烷高。 个氢是都是仲氢。 12 都可以，环己烷的2Br 还是2Cl 用 b 2．叔丁基溴在水中水解，（1）反应的产物是什么？（2）写出反应类型，（3）写出反应历程，（4）从原料开始，画出反应进程的能量变化图，在图中标出反应物、产物、过渡态和活性中间体（若存在的话）。（8分） （1）反应的产物 叔丁醇（CH 3）3COH （2）反应类型 S N 1反应 （3）反应历程：→ →
名词解释 1.浓度克拉克值：概念系指某元素在某一地质体（矿床、岩体或矿物等）中的平均含量与克拉克值的比值，表示某种元素在一定的矿床、岩体或矿物内浓集的程度。当浓度克拉克值大于1时，说明该元素在地质体中比在地壳中相对集中；小于1时，则意味着分散 2.亲氧性元素：倾向于与氧形成高度离子键的元素称亲氧元素。特征是：离子半径较小，有惰性气体的电子层结构，电负性较小。如K、Na、Ca、Mg、Nb、Ta、Zr、Hf、REE等；易形成惰性气体型离子； 3.元素的地球化学迁移：即元素从一种赋存状态转变为另一种赋存状态，并经常伴随着元素组合和分布上的变化及空间上的位移 4.普通铅（或正常铅）：普通铅（或正常铅）：指产于U/Pb、Th/Pb比值低的矿物和岩石中任何形式的铅（如方铅矿、黄铁矿、钾长石等），在矿物形成以前，Pb 以正常的比例与U、Th共生，接受U、Th衰变产物Pb的不断叠加并均匀化。 5.不相容元素：趋向于在液相中富集的微量元素。由于其浓度低，不能形成独立矿物相，并且因离子半径、电荷、晶场等性质与构成结晶矿物的主元素相差很大，而使其不能进入矿物相。它们的固相/液相分配系数近于零。 6.同位素分馏系数：达到同位素交换平衡时共存相同位素相对丰度比值为常数，称分馏系数α，或者指两种物质(或物相)之间同位素比值之(α)，即αA-B=RA / RB，式中A，B表示两种物质(或物相)，R表示重同位素与轻同位素比值，如34S/32S，18O/16O。α表示同位素的分馏程度，α值偏离1愈大，说明两相物质之间同位素分馏程度愈大；α=1时物质间没有同位素分馏 7.K(不稳定常数)：金属离子与配位体生成络合物的逆反应是络合物的解离反应，达成平衡时的常数，称为不稳定常数。它与稳定常数互为倒数。不稳定常数越大，络合物越不稳定。 8.δEu:反映Eu异常的强。. 9.稀土元素（REE）：原子序数57-71的镧系元素以及与镧系相关密切的钪和钇共17种元素，包括：La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Sc，Y 10.高场强元素 (HFSE)：指离子半径小、电荷高，难溶于水，地球化学性质稳
欢迎共阅江西理工大学研究生考试高等有机试卷及参考答案 一单项选择题（本大题共10题，每小题3分，共30分） 1.下列结构中,所有的碳均是SP2杂化的是(A) 2.下列自由基稳定性顺序应是(D) ①(CH3)3C·②CH3CHC2H5③Ph3C·④CH3CH2· A.①>③>②>④ B.①>③>④>② C.③>①>④>② D.③>①>②>④ 3.下列化合物中酸性最强的是(B) A.CH3CH2COOH B.Cl2CHCOOH C.ClCH2COOH D.ClCH2CH2COOH 4.下列化合物最易发生S N1反应的是(A) A.(CH3)3CCl B.CH3Cl C.CH3CH2CH2Cl D.(CH3)2CHCl 5.下列羰基化合物亲核加成速度最快的是 (C) 6.下列化合物中具有手性碳原子,但无旋光性的是(B) 7.化合物:①苯酚②环己醇③碳酸④乙酸,酸性由大到小排列为(B) A、①>③>②>④ B、④>③>①>② C、④>②>①>③ D、②>①>③>④ 8.3-甲基-1-溴戊烷与KOH-H2O主要发生(C)反应 A、E1 B、S N1 C、S N2 D、E2 9.下列化合物中为内消旋体的是(D) 10.下列几种构象最稳定的是(B) 二写出下列反应的主要产物。（本大题共4题，每小题2分，共8分）1. 答案： 2 .COOC2H5 +NBS (PhCOO)2 CCL4,回流 答案： 3. 答案： 4. 答案： 三.写出下列亲核取代反应产物的构型式,反应产物有无旋光性?并标明R或S构型,它们是SN1还是SN2?（本大题共6分） 答案： R型，有旋光性.SN2历程.
无旋光性,SN1历程. 四.写出下列反应机理。（本大题共3题，每小题10分，共30分） 1. 答案： 2. 答案： 3. 答案： 五简要回答下列问题。（本大题共4题，每小题4分，共16分） 1.．为什么叔卤烷易发生SN1反应，不容易发生SN2反应？ 答：单分子亲核取代（SN1）反应分两步进行，第一步决定反应速度，中间体为碳正离子，由于烃基是供电子基，叔碳正离子的稳定性大于仲碳正离子和伯正离，子，因而叔卤烷易发生SN1反应。双分子亲核取代（SN2）反应一步进行，空间位阻决定反应速度，由于叔?卤烷空间位阻大，因而叔卤烷不易发生SN2反应。 2.叁键比双键更不饱和，为什么亲电加成的活性还不如双键大？ 答:叁键碳原子sp杂化，双键碳原子sp2杂化。电负性Csp>Csp2。?σ键长sp-sp
一、名词解释（每题3分，共21分） 1、盐效应：矿物在纯水中的溶解度低于矿物在高含盐量水中的溶解度，这种含盐量升高而使矿物溶解度增大的现象。 2、阳离子交替吸附作用：在一定条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原来吸附的某些阳离子转入水中，从而改变了地下水的化学成分，这一作用即为阳离子交替吸附作用。 3、氧化垒：在还原条件被氧化条件激烈交替的地段上所形成的地球化学垒。 4、侵蚀性CO2：当水中游离CO2大于平衡CO2时，水中剩余部分的CO2对碳酸盐和金属构件等具有侵蚀性，这部分即为侵蚀性CO2。 5、TDS：指水中溶解组分的总量，它包括溶于水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和溶解的气体。 6、硅质水与硅酸水： SiO2含量大于50mg/L的水称为硅质水（1.5分）；在阴离子中，HSiO3-占阴离子首位（按mol%计算）的水称为硅酸水（1.5分）。 7、硬度：是以水中Ca2+和Mg2+来量度，其计算方法是以 Ca2+和Mg2+的毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，其单位为mg/L。二、填空（每题1分，共14分） 1、Fe2+在（酸）性中迁移强，而在（碱）性中迁移弱。 2、地球化学垒按成因可分为（机械）垒、（物理化学）垒、（生物）垒和（复合）垒。 3、碱度主要决定于水中的（HCO-3，CO2-3 ）的含量。硬度是以（ Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（ HCO-3，CO2-3 ）的毫克当量总数乘以 50。 4．大气CO2的δ13C平均值是（-7 ‰），而土壤CO2的δ13C平均值是（ -25‰）。 5．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值）和（它的迁移能力）。 6．弥散作用包括（分子扩散），（对流扩散迁移）和（渗透分散）。 7、SiO2 和Na/K地热温度计适用的温度范围分别为（ 0~250 ℃）和（ 150~350 ℃）。 8．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2-4 SO2-4 -Cl ），而深部地下热水的水化学类型为（Cl-HCO-3 ）。 9．海水的水化学类型为（ Cl-Na ），而海成存封水的水化学类型为（Cl-Na -Ca ）。 10、水对离子化合物具有较强的溶解作用，是由于水分子具有较强的（介电）效应所致，水的沸点较高，是由于水分子间（氢键）的破坏需要较大的能量。 11、在35℃下，pH=7的地下水是（碱）性。在天然水化学成分的综合指标中，体现水的质量指标的有（ TDS，硬度，含盐量或含盐度 , 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（ COD，BOD，TOC，Eh ）。
高等有机化学考试试题答案
2005级硕士研究生 高等有机化学期末考试答案 1．试推测6，6-二苯基富烯的亲电取代发生于哪个环，哪个位置？亲核取代发生于哪个位置？（4分） 2．计算烯丙基正离子和环丙烯正离子π分子轨道的总能量，并比较两者的稳定性。烯丙基的分子轨道的能量分别为：Ψ1=α+1.414β, Ψ2=α, Ψ3=α-1.414β; 环丙烯的分子轨道的能量分别为：Ψ1=α+2β, Ψ2=α-β。(5分) 烯丙基正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E烯丙基正离子=2E1=2(α+1.414β)=2α+2.828β 环丙烯正离子有两个电子在成键轨道上其总能量为 E 环丙烯正离子=2E 1 =2(α+2β)=2α+2β 能量差值为 E 烯丙基正离子- E 环丙烯正离子 =(2α+2.828β)- (2α+2β)=0.828β 因此，环丙烯正离子比烯丙基正离子稳定。3．富烯分子为什么具有极性？其极性方向与环庚富烯的相反，为什么？（4分） 富烯分子中环外双键的流向五员环形成稳定的6π体系的去向，从而环外双键中的末端碳原子带有部分正电荷，五员环接受电子后变成负电荷的中心，因此分子具有极性。 另外，七员环的环上电子流向环外双键，使得环外双键的末端碳原子带有部分负电荷，而七员环给出电子后趋于6π体系。因此，极性方向相反。
4．下列基团按诱导效应方向（-I 和+I ）分成两组。（4分） 答： 5．烷基苯的紫外吸收光谱数据如下： 试解释之。（3分） 答：使得波长红移的原因是σ-π超共轭效应，σ-π超共轭效应又与a-碳上的C-H 键的数目有关。因此，甲基对波长的影响最大，而叔丁基的影响最小。 6．将下列溶剂按负离子溶剂化剂和正离子溶剂化剂分成两组。(3分) 负离子溶剂化剂：水 聚乙二醇 乙酸 乙醇 正离子溶剂化剂：N,N-二甲基乙酰胺 二甲亚砜 18-冠-6 7．以下反应用甲醇座溶剂时为S N 2反应：（3分） CH 3O- + CH 3-I CH 3-O-CH 3 + I - 当加入1，4二氧六环时，该反应加速，为什么？ 答：二氧六环是正离子溶剂化剂，当反应体系中加入二氧六环时，把正离子甲 醇钠中的钠离子溶剂化，使得甲氧基负离子裸露出来，增强了其亲和性，故加速反应。 8．比较下列各对异构体的稳定性。（6分，每题2分） 1．反-2-丁烯 〉 顺-2-丁烯 2. 顺-1，3-二甲基环己烷 〉反-1，3-二甲基环己烷 3．邻位交叉1，2-丙二醇 〉对位交叉1，2-丙二醇 9．写出下列化合物的立体结构表示式。（4分，每题2分） 分子式 C 6H 5-R R=H CH 3 C 2H 5 CH(CH 3)2 C(CH 3)3 光谱数据/nm 262.5 266.3 265.9 265.3 265.0(E,E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇1)2) (7R,8S)-7,8-环氧-2-甲基18-烷-I 效应：-S(CH 3)2 -N=O -O(CH 3)3 -HgCl 2 +I 效应：-SeCH 3 -B(C 2H5)2 OCH 3O H 3C CH 2OH O R H
绪论： 1.地球化学：地球化学是研究地球及其子系统(含部分宇宙)的化学组成、化学作用和化学演化的科学. 2.地球化学研究的基本问题： ①元素（同位素）在地球及各子系统中的组成 ②元素的共生组合和存在形式 ③研究元素的迁移 ④研究元素（同位素）的行为 ⑤元素的地球化学演化 3.地球化学的研究思路： “见微而知著”。通过观察原子、研究元素（同位素），以求认识地球和地质作用地球化学现象。 4.简述地球化学的研究方法： A.野外工作方法： ①宏观地质调研 ②运用地球化学思维观察、认识地质现象 ③在地质地球化学观察的基础上，根据目标任务采集各种地球化学样品 B.室内研究方法： ④量的测定，应用精密灵敏的分析测试方法，以取得元素在各种地质体中的含量值 ⑤质的研究，也就是元素结合形态和赋存状态的研究 ⑥动的研究，地球化学作用过程物理化学条件的测定和计算。包括测定和计算两大类。 ⑦模拟地球化学过程，进行模拟实验。 ⑧测试数据的多元统计处理和计算。 第一章：基本概念 1.地球化学体系：我们把所要研究的对象看作是一个地球化学体系，每个地球化学体系都有一定的时间连续，具有一定的空间，都处于特定的物理化学状态（T、P等） 2.丰度：一般指的是元素在这个体系中的相对含量（平均含量）。 3.分布：元素的分布指的是元素在一个化学体系中（太阳、陨石、地球、地壳、某地区）整体的总的含量特征。
4.分配：元素的分配指的是元素在各地球化学体系内各个区域、各个区段中的含量。 5.研究元素丰度的意义： ①元素丰度是每一个地球化学体系的基本数据 以在同一体系中或不同体系中用元素的含量值来进行比较，通过纵向（时间）、横向（空间）上的比较，了解元素基本特征和动态情况，从而建立起元素集中、分散、迁移等系列的地球化学概念。是研究地球、研究矿产的重要手段之一。 ②研究元素丰度是研究地球化学基础理论问题的重要素材之一。 宇宙天体是怎样起源的？地球又是如何形成的？地壳中主要元素为什么与地幔中的主要元素不一样？生命是怎么产生和演化的？这些研究都离不开地球化学体系中元素丰度分布特征和分布规律。 6.获得太阳元素丰度的主要途径： 光谱分析；直接分析；利用宇宙飞行器分析测定；研究宇宙射线 7.陨石研究的意义： ①它是认识宇宙天体、行星的成分、性质及其演化的最易获取、数量最大的地外物质； ②也是认识地球的组成、内部构造和起源的主要资料来源； ③陨石中的60多种有机化合物是非生物合成的“前生物物质”，对探索生命前期的化学演化开拓了新的途径； ④可作为某些元素和同位素的标准样品（稀土元素，铅、硫同位素）。 8.陨石的类型： 陨石主要是由镍-铁合金、结晶硅酸盐或两者的混合物所组成，按成份分为三大类 铁陨石 石陨石 石铁陨石 9.太阳系元素的丰度特征： ①H和He是丰度最高的两种元素。这两种元素的原子几乎占了太阳中全部原子数目的98％。 ②Li、Be和B具有很低的丰度，属于强亏损的元素（核子结合能低，形成后易分解），而O和Fe呈现明显的峰，它们是过剩元素（核子结合能最高，核子稳定） ③原子序数较低时，元素丰度随原子序数增大呈指数递减，而在原子序数较大的范围内（Z＞45）各元素丰度值很相近。