煤化学
煤化学
煤化学科技名词定义中文名称：煤化学英文名称：coal chemistry定义：研究煤的成因、组成、结构、性质、分类和反应及其相互关系，并阐明煤作为燃料和原料利用中的有关化学问题的学科。
所属学科：煤炭科技（一级学科）；煤炭科技总论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布《煤化学》煤化学（coal chemistry），研究煤的成因、组成、性质、结构、分类和反应，以及它们之间关系的一门学科，它同时阐明煤作为燃料和原料利用中的一些化学问题，是煤化工的理论基础。
目录编辑本编辑本段内容简介本书是教育部高职高专规划教材，是按照教育部对高职高专教育人才培养的指导思想，在广泛吸取近几年高职高专教育成功经验的基础上编写的。
本书系统地叙述了煤的特征和生成、工业分析、元素分析、煤的有机质的结构、工艺性质、煤炭分类及煤质评价、煤的综合利用等内容，并增加了煤质化验和实训部分，突出应用能力和综合素质的培养，重在培养学生的实际操作能力反映高职高专特色。
为了便于读者自学，在文字上尽量做到通俗易懂，并且在每章后附有复习思考题。
本书可作为高职煤化工、煤炭综合利用专业的教学、成人教育、职业培训教材，也可供从事能源、燃气、煤化工、煤炭综合利用等有关生产技术人员参考。
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编辑本段图书目录绪论第一章煤的外表特征和生成第二章煤的一般性质第一节煤的宏观特征和微观特征一、煤岩学的概念二、煤的宏观特征三、煤的微观特征四、煤岩学的应用第二节煤的物理性质一、煤的颜色和光泽二、煤的断口和裂隙三、煤的密度四、煤的机械性质五、煤的热性质六、煤的电性质与磁性质七、煤的光学性质第三节煤的固态胶体性质一、煤的润湿性及润湿热二、煤的表面积三、孔隙度和孔径分布……扩展阅读：∙1《煤化学》/zhuoyuewangtushu/13297∙2M.A.Elliott ed.， Chemistry of Coal Utilization.2nd Sup. Vol.， John Wiley & Sons，New York，1981.∙3汪寅人吴奇虎陈鹏∙4/html/chunmixiangguanxingye/huagongmingcijieshi/ran/2009/0114/ 268_2.html∙5新型煤化工的发展：/2005report/2005086mhg.htm。
煤化学
1.煤是植物遗体经过生物化学作用，又经过物理化学作用而转变成的沉积有机矿产，是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物。
2.成岩作用：在温度和压力的影响下，泥炭进一步转变为褐煤的过程3.变质作用：由褐煤变为烟煤和无烟煤的过程。
4.成煤作用分为两个阶段：一是植物在泥炭沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖，其遗体在微生物的参与下不断分解、化合，聚积的过程。
此阶段起主导作用的是生物地球化学作用。
低等植物经过生物地球化学作用形成腐泥，高等植物形成泥炭，因此成煤的第一阶段可称为腐泥化阶段或泥炭化阶段。
当已形成的泥炭或腐泥，由于地壳的下沉等原因而被上覆沉积物所掩埋时，成煤作用就转化为第二阶段（煤化作用阶段），即泥炭、腐泥在以温度和压力为主的作用下转变为煤的过程。
此阶段包括成岩阶段和变质阶段，此阶段起主要作用的是物理化学作用。
5.煤是由植物而且主要是由高等植物转化而来的。
6.从化学的观点看，植物的有机族组成可以分为四大类：糖类及其衍生物、木质素、蛋白质、脂类化合物。
7.糖类及其衍生物包括纤维素、半纤维素、果胶质等成分。
8.由高等植物形成的煤叫“腐植煤”，由低等植物形成的煤叫“腐泥煤”，由高等植物和低等植物共同形成的煤叫“腐植腐泥煤”。
9.从植物死亡、堆积到转变为煤经过了一系列复杂的演变过程，这个过程称为成煤作用。
包括两个阶段：①泥炭化作用阶段②煤化作用阶段10.泥炭化作用：是指高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程。
11.煤化作用：泥炭、腐泥在以温度和压力为主的作用下转变为煤的过程。
12.煤化作用阶段又包括：①成岩作用阶段②变质作用阶段13.根据变质条件和变质特征的不同，煤的变质作用可以分为：深成变质作用、岩浆变质作用、动力变质作用。
14.影响煤变质作用的因素有：温度、压力和时间。
15.煤层气是赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤层本身自生自储式非常规天然气。
煤化学
二.煤的工业分析
水分对煤炭利用的影响
二.煤的工业分析
定义：煤中可燃物完全燃烧后，煤中矿物质在 一定温度下经过一系列分解、化合等复杂反应 剩下的残渣。 原生矿物质 成煤植物中的矿物质
2.灰分 A
次生矿物质 成煤过程中夹带的矿物质
外来矿物质 煤炭开采过程中带出的矿物质
二.煤的工业分析
煤中灰分或矿物质不利影响
五.煤的显微组分
3.有机显微组分 镜质组（凝胶化组分） 惰质组（丝质组） 稳定组（壳质组） 过度组分（半镜质组、半丝质组）
五.煤的显微组分
4.镜质组（凝胶化组分） 1.煤中主要显微组分 2.我国多数煤田含量约60%～80% 3.基本成分来源于植物的茎、叶等木质 纤维组分 4.泥炭化阶段经历凝胶化作用后形成
五.煤的显微组分
5.惰质组（丝质组） 1.煤中常见显微组分 2.我国多数煤田含量约10%～20% 3.基本成分是植物木质纤维组分 4.泥炭化阶段经历丝碳化作用后形成
五.煤的显微组分
6.稳定组（壳质组） 主要来源于植物的皮壳组织和分泌物， 以及与这些物质相关的次生物质，如：孢 子、角质、树皮、树脂及渗出沥青。
四.煤的粘结性、结焦性
五.煤的显微组分
1.概念 煤的显微组分指煤在显微镜下能够区分 和辨别的基本组成成分。 有机显微组分：在显微镜下能观察到煤 中由植物有机质转变而成的组分。 无机显微组分：在显微镜下能观察到的 煤中矿物质。
五.煤的显微组分
2.无机显微组分 黏土类矿物质 硫化物类矿物质 碳酸盐类矿物质 氧化物类矿物质 高岭土 黄铁矿 方解石 石英
煤化学
一、煤的种类和特性 二、煤的工业分析 三、煤的元素分析 四、煤的粘结性、结焦性 五、显微组分 六、结焦机理
煤化学实验教学大纲
煤化学实验教学大纲一、实验目的煤化学实验是煤炭及其相关领域研究的基础，通过本实验的学习，旨在使学生了解煤炭化学组成及其性质，并掌握基本的煤化学实验技术操作方法。
同时，通过实验的设计和实施，培养学生的科学研究能力和实验操作技巧。
二、实验内容1. 煤质分析实验a. 煤的元素、灰分、挥发分、固定碳等含量测定b. 煤的工业分析c. 煤的孔隙分析2. 煤的热解及干馏实验a. 煤的热解过程与反应机理b. 煤的干馏实验及得到的产物分析3. 煤的气化实验a. 煤的气化反应原理b. 煤气化过程中的温度、压力及气体产量的测定4. 煤的液化实验a. 煤液化反应的机理和条件b. 煤的液化试验及产物分析5. 煤的焦化实验a. 煤的焦化过程及机理b. 煤的焦化实验及焦炭品质评价三、实验要求1. 具备基本的安全意识和实验室操作技巧，熟悉实验室安全规范。
2. 熟悉煤化学实验仪器设备的使用方法，并具备正确操作技术。
3. 具备较好的数据处理和实验报告撰写能力。
4. 能够准确理解和执行实验操作步骤，实验结果具有较高的可靠性和重复性。
四、实验步骤1. 实验前准备工作a. 阅读实验指导书及相关文献，了解实验原理及仪器设备的使用方法。
b. 做好实验前的安全检查，确保实验室环境和仪器设备的安全性。
c. 熟悉实验操作流程，准备实验所需材料和试剂。
2. 实验操作a. 根据实验要求，按照操作步骤进行实验。
b. 注意操作的细节和仪器设备的使用方法，确保实验的准确性和可重复性。
c. 记录实验数据和观察结果，及时处理实验中出现的问题。
3. 数据处理与结果分析a. 对实验数据进行整理、统计，并进行必要的数据处理和计算。
b. 对实验结果进行分析和讨论，得出相应的结论。
4. 实验报告撰写a. 根据实验要求，撰写实验报告，包括实验目的、原理、步骤、结果分析和结论等内容。
b. 实验报告应具备清晰的逻辑结构和准确的表达，图表和数据应清晰可读。
五、实验安全注意事项1. 实验操作前，要仔细阅读实验指导书及相关安全规范，了解实验材料和试剂的性质和危害性。
煤化学第三章煤的工业分析和元素分析
1．仪器 灰皿
长方形灰皿
2．测定过程
称取分析煤样1g，于已经在81510℃灼烧恒量的 灰皿中，轻微振动，使样品分散为均匀的薄层，置 温度低于100℃的高温炉中。在炉门留有约15mm 左右的缝隙供自然通风，控制加热速度，使炉温在 30min左右缓慢升高至500℃并保持此温度30min。 然后，升高温度至81510℃，关闭炉门，在此温 度下继续灼烧1h。取出灰皿，于干燥器中冷至室 温（约20min）称量，然后进行检查性灼烧，每次 进行20min，直到煤样的质量变化小于时为止，取 最后一次质量计算。灰分<15%的样品，可不必进 行检查性灼烧。
（一）煤中水分的存在形态
分为两类 :化合水、游离水
1．化合水： 以化合方式和煤中矿物质结合的水，即
通常所说的结晶水，例如硫酸钙 （ CaSO42H2O ） 、 高 岭 土 （ Al2O32SiO42H2O ） 中的结晶水。结晶水要在200℃以上才能分 解析出。
2．游离水：
以物理状态（如附着、吸附等形式）和煤结合的水。 根据存在的不同结构状态，分为以下两种：
§3.2 煤样的制备
三、煤样的制备
煤样制备程序图
第三节 煤质分析中常用基准和符号
一、煤质分析的常用基准 新旧标准中各种基采用的名称及符号对照表
3.3 煤质分析中常用基准和符号
二、煤质分析中的常用符号 部分煤质及工艺性质分析项目符号的新旧标准
对照表
续表
§3.4 煤的工业分析
一、常用的符号和基准 二、水分的测定 三、灰分的测定 四、挥发分产率的测定 五、固定碳含量的计算 六、不同基准分析结果的换算
煤化学试题及答案
煤化学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 煤的成因属于：A. 沉积作用B. 火山作用C. 变质作用D. 风化作用答案：C2. 煤的化学结构中，哪一部分是煤的主要成分？A. 碳B. 氢C. 氧D. 硫答案：A3. 煤的分类中，烟煤属于：A. 褐煤B. 无烟煤C. 次烟煤D. 动力煤答案：C4. 煤的热值是指：A. 煤的重量B. 煤的体积C. 煤的燃烧温度D. 煤燃烧时释放的能量答案：D5. 煤的灰分是指煤中：A. 可燃物质的比例B. 不可燃物质的比例C. 硫的含量D. 水分的含量答案：B6. 煤的挥发分是指在隔绝空气的条件下加热时：A. 煤中挥发出来的气体B. 煤中挥发出来的液体C. 煤中挥发出来的固体D. 煤中挥发出来的物质总量答案：A7. 煤的固定碳是指煤中：A. 碳的含量B. 固定不动的碳C. 固定的碳化合物D. 固定的碳氢化合物答案：A8. 煤的水分含量对煤的燃烧效率：A. 有提高作用B. 有降低作用C. 无影响D. 取决于煤的类型答案：B9. 煤的硫含量对环境的影响是：A. 减少酸雨B. 增加酸雨C. 无影响D. 取决于煤的燃烧方式答案：B10. 煤的热解是指煤在：A. 隔绝空气的条件下加热B. 有氧气的条件下加热C. 常温下D. 液化条件下答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 煤的变质程度由低到高依次为：褐煤、____、无烟煤。
答案：烟煤2. 煤的灰分含量越高，其燃烧效率越____。
答案：低3. 煤的挥发分含量越高，其燃烧时产生的____越多。
答案：烟4. 煤的固定碳含量越高，其燃烧时产生的____越少。
答案：灰分5. 煤的水分含量越高，其燃烧时产生的____越多。
答案：蒸汽6. 煤的硫含量越高，其燃烧时产生的____越多。
答案：二氧化硫7. 煤的热解过程主要产生____、煤焦油和焦炭。
答案：煤气8. 煤的热值越高，其燃烧时释放的____越多。
答案：能量9. 煤的热解温度通常在____摄氏度以上。
煤化学名词概念
第一章绪论煤化学的概念：煤化学是研究煤的生成、组成、结构、性质、分类以及他们之间的相互关系的科学。
煤的主要用途：燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化以及其他深加工产品等。
煤炭的产量逐年增加的原因：钢材、水泥、焦炭、电力、电解铝。
CCT（洁净煤技术）:是指在煤炭开采、加工、转化、利用的过程中减少污染和提高效率的新技术的总称。
主要包括①煤炭开采②煤炭加工③煤炭燃烧④煤炭转化⑤污染物排放控制与废弃物处理第二章煤的生成煤的定义：煤是植物遗体经过生物化学作用，又经过物理化学的作用而转变成的沉积有机矿产。
我国的主要聚煤期：新生代中生代古生代（晚古生代、早古生代）植物的有机族:可以分为四类1、糖类以及衍生物（碳水化合物）2、木质素3、蛋白质4、脂类化合物（包括脂肪、树脂、蜡质、角质、和孢粉质）成煤环境:1、首先需要大量的植物的持续繁衍2、其次是植物遗体不致全部被氧化分解3、地质作用的配合煤炭的成因类型：根据形成的物质基础而划分的煤炭的类型称为成因类型。
主要是：腐植煤、腐泥煤、残植煤、腐植腐泥煤。
煤炭的成煤过程：植物——泥炭——褐煤——烟煤、无烟煤泥炭化--煤化作用(这两个你们看放在那个位置，文档出错了)泥炭的有机组成主要包括：1、腐植酸2、沥青质3、未分解或未完全分解的纤维素、半纤维素、果胶质和木质素4、变化不多的壳质组，如角质膜和孢粉等变质作用因素：影响变质作用的因素主要有温度、压力和时间第三章煤的结构煤的分子结构模型：煤的大分子是由多个结构相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成的。
这种基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为规则部分和不规则部分煤的结构参数：1、芳碳率：芳碳率是指煤的基本结构中属于芳香族结构的碳原子数与总碳原子数之比。
2、芳氢率：芳碳率是指煤的基本结构中属于芳香族结构的氢原子数与总氢原子数之比。
3、芳环率：芳碳率是指煤的基本结构中芳香环数的平均数量。
研究煤分子结构时，一般采取镜质组作为研究对象，因为镜质组在成煤过程中，变化平稳，组成均匀，杂质含量低，而且在绝大多数煤中镜质组的含量占主导地位。
煤化学
1.煤的形成过程泥炭化作用过程和煤化作用。
图示如下：2.煤化程度由低到高依次是：褐煤、烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）、无烟煤。
3.泥炭化作用的概念:高等植物死亡后，在生物化学作用下，变成泥炭的过程称为泥炭化作用。
4.泥炭的有机组成:腐植酸,沥青质，未分解的纤维素，半纤维素,果胶质,木质素5.成岩作用阶段:在上覆沉积物的压力下,泥炭发生了压紧,失水，胶体老化，团结等一系列的变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之的是物理化学作用，泥炭变成了致密的岩石状的褐煤6.变质作用阶段:碳含量明显增加，氧含量迅速减少，腐植酸也迅速减少并很快消失，褐煤逐渐转化成为烟煤。
7.变质作用的三种类型:岩浆变质作用,深成变质作用,动力变质作用8.变质作用的因素:温度，时间，压力9.希尔特定律:指同一煤田大致相同的构造条件下，随着煤层的埋深的增加，煤的挥发分减少，变质程度增加第二章课后习题1.煤是由什么物质形成的？P6答：植物2.成煤植物的主要化学组成是什么,他们各自对成煤的贡献有哪些？答:糖类及其衍生物,木质素,蛋白质,脂类化合物3.什么是腐植煤?什么是腐泥煤?答:高等植物☞腐植煤,低等植物腐泥煤5.泥炭化作用、成岩作用和变质作用的本质是什么？P22、P25、P26答：泥炭化作用是指高等植物残骸在泥炭沼泽中，经过生物化学和地球化学作用演变成泥炭的过程。
成岩作用：泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下沉的速度超过植物堆积速度时，泥炭将被黏土、泥砂等沉积物覆盖。
无定形的泥炭在上覆无机沉积物的压力作用下，逐渐发生压紧、失水、胶体老化硬结等物理和物理化学变化，转变为具有岩石特征的褐煤的过程。
变质作用：褐煤沉降到地壳深处，受长时间地热和高压作用，组成、结构、性质发生变化，转变为烟煤和无烟煤的过程。
6.影响煤质的成因因素答:成煤物质,成煤环境，成煤作用7.什么是煤层气？答:煤层气是储存在煤层中以甲烷为主要成分，以吸附在煤基质颗粒表面为主，部分游离在煤空隙中的烃类化合物第三章（煤的结构）1.煤的有机质是由大量相对分子质量不同,分子结构相似，但又不完全相同的相似化合物组成的混合物2.煤的大分子是由多个分子结构相似的基本机构单元通过乔建链接，这些基本结构单元类似于聚合物的聚合单元，分为规则部分和不规则部分，规则部分主要是各种环，成为基本结构单元的核,或芳香核, 不规则部分是链接在核周围的烷基侧链，和各种官能团3.随着煤化程度的提高,构成核的环数增多,周围的官能团减少4.煤的结构基本参数:芳碳率,芳氢率,芳环率5.芳碳率:指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的碳原子与总的碳原子之比6.芳氢率:指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的氢原子与总的氢原子之比7.芳环数:指煤的基本结构单元中芳香环数的平均值第三章课后习题1.煤分子结构单元是如何构成的？结构单元间是怎样构成煤的大分子的？答：结构单元类似于聚合物的聚合单元，分为规则部分和不规则部分，规则部分主要是各种环，成为基本结构单元的核,或芳香核, 不规则部分是链接在核周围的烷基侧链，和各种官能团结构单元通过乔建链接成煤的大分子结构2.煤分子中有哪些官能团答:含氧官能团（羟基，羧基，羰基，甲氧基，醚键），含硫官能团（硫醇）含氮官能团（氨基）3.研究煤分子结构的方法有哪些？P45答：煤结构的研究方法主要有三类：物理研究法、化学研究法和物理化学研究法。
煤化学PPT课件
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32
溶剂抽提的分类
1）普通抽提： 在≤100℃温度下，用普通的低沸点有
机溶剂，如笨、氯仿和乙醇等。抽提产物小于1-2%。
2）特定抽提：抽提温度在200℃以下，采用亲核性溶
剂，如吡啶类、酚类和胺类等，抽提产物可达20-40%。
3）超临界抽提：以甲苯、异丙醇或水为溶剂在超过
临界点的条件下抽提煤。抽提温度一般在400℃左右。抽 提率可达30%以上。
Hale Waihona Puke 煤自燃的影响因素和预防 煤的高温燃烧
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29
煤的其他化学性质
煤的加氢化学反应； 煤的磺化化学反应；
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30
第三章 煤有机质的化学结构
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31
煤的特性：复杂性；多样性；不均一性。
不象其他有机化合物一样，不存在统一的结构
煤化学结构的研究方法：
①物理研究方法—红外光谱、X射线衍射、核磁共振、 密度、折射率 ②物理化学研究方法─如溶剂抽提和吸附性能 ③化学研究方法─氧化、加氢、解聚、烷基化、热解和 官能团分析等
无原始植物
有亮暗相间 的条带
易着火,有烟 易着火,有烟 多烟
多
较多
少
很低
低
较高
无烟煤
灰黑色 有金属光泽
无明显条带
难着火,无烟 较少 高
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6
二.煤的生成
(一)植物的族组成 1.糖类及其衍生物
• 纤维素半纤维素果胶：分子结构和元素组成？ • 木质素：分子结构和元素组成？ • 蛋白质：分子结构和元素组成？ • 脂类化合物(脂肪、树脂、树蜡)
2）物理性质：风化煤的强度和硬度降低，吸 湿性增大；
煤化学煤的化学性质
第七章煤的化学性质第一节煤的氧化性质一、不同氧化条件下煤的氧化产物煤的氧化是研究煤结构和性质的重要方法，同时又是煤炭加工利用的一种工艺。
煤的氧化是在氧化剂作用下煤分子结构从复杂到简单的转化过程。
氧化的温度越高、氧化剂越强、氧化的时间越长，氧化产物的分子结构就越简单，从结构复杂的腐植酸到较简单的苯羧酸，直至最后被完全氧化为二氧化碳和水。
常用的氧化剂有:高锰酸钾、重铬酸钠、双氧水、空气、纯氧、硝酸等。
煤的氧化可以按其进行的深度或主要产品划分为表面氧化、轻度氧化中度氧化、深度氧化和完全氧化。
(一)煤的表面氧化氧化条件较弱，一般是在100 ℃以下的空气中进行，氧化反应发生在煤的内外表面，主要形成表面碳氧络合物。
这种络合物不稳定，易分解为CO、CO2和H2O等。
煤经氧化后易于碎裂，表面积增加，使氧化加快。
煤的表面氧化虽然氧化程度不深，但却使煤的性质发生较大的变化，如热值降低、黏结性下降甚至消失、机械强度降低等，对煤的工艺应用有较大的不利影响。
(二)煤的轻度氧化1.轻度氧化条件及产物氧化条件有所增强，一般是在100～300 ℃的空气或氧气中氧化、100～200 ℃的碱溶液中用空气或氧气氧化或在80～100 ℃的硝酸溶液中氧化。
氧化的产物主要是可溶于碱液的高分子有机酸，称为再生腐植酸。
再生腐植酸与煤中的天然腐植酸结构和性质相似，通过研究再生腐植酸可以得到煤结构的信息，同时，腐植酸又有许多用途，如作为肥料使用，可刺激植物生长、改良土壤、蔬菜病虫害防治、饲料添加剂等;在工业上可用做锅炉除垢剂、混凝土减水剂、硬水软化剂、型煤黏结剂、水煤浆添加剂等。
泥炭、褐煤、风化煤被碱所抽提的物质称为腐植酸。
腐植酸具有弱酸性，它不是单一的化合物，是由多种结构相似但又不相同的高分子羟基芳香酸所组成的复杂混合物。
它的组分既不具有塑性，也不具有弹性，而是一种高分子的非均一缩聚物。
它既不溶解于水，又不结晶，是一种无定形的高分子胶体。
按腐植酸在不同溶剂中的溶解度和颜色，一般可分成三个组分，即黄腐酸、棕腐酸和黑腐酸(见图7-1)。
煤化学-煤的化学性质
煤和烃类元素组成比较
煤和烃类元素组成比较
元 素
无 烟 煤
中挥 发分 烟煤
高挥 发分 烟煤
褐 煤
煤沥 青
甲 苯
粗石 油
汽油
Hale Waihona Puke 甲 烷C 93.7 88.4 80.3 72.7 87.4 91.3 83.8 86 75
H 2.4 5.0
5.5 4.2 6.5 8.7 11.1 14 25
O 2.4 4.1 11.1 21.3 3.5
在碱性介质中用高锰酸钾或双氧水氧化。产物是可溶于 水的复杂有机酸，如果增加氧化剂用量或延长氧化时 间，生成的产物可以继续氧化为分子更小的苯羧酸甚至 氧化为二氧化碳和水。利用煤的中度氧化或深度氧化可 以制备芳香羧酸。
其特点是煤大分子结构缩合环受到破坏。
煤的化学性质
一、煤氧化的程度oxidation degree （四）煤的完全氧化 煤的完全氧化是指煤在高温空气中的燃烧过程，生成二氧
200 ～300℃在碱溶液中，用 空气或氧气加压氧化； 碱性介质中，用KMnO4或 H2O2氧化
条件与III相同，但增加氧化 剂用量，延长反应时间
溶于水的复杂有 机酸
可溶于水的苯羧 酸
煤的完全氧化 完全氧化（氧气或空气中燃 CO2和H2O 烧）
煤的化学性质
一、煤氧化的程度 1、煤的表面氧化 氧化条件较弱，一般是在100℃以下的空气中进行，氧化反
被开采出来存放在地面上的煤，经长时间与空气作 用，也会发生缓慢的氧化作用，使煤质发生变化，这一 过程也称为风化作用。
煤风化的本质是煤的氧化作用过程。
第一节 煤的氧化
二、煤的风化 2、煤风化后的变化
●化学组成的变化：碳元素和氢元素含量下降，氧含量 增加，腐植酸含量增加；
煤化学.
1 煤的比热容随温度的升高而逐渐增大。
错2 煤炭加氢液化反应初期，使自由基基本稳定的氢主要来自氢气，而不是加氢溶剂。
错3 煤热解时产生的液相与固相的碳氢比是相等的。
错4 电导率随煤化程度的增加而增加，电导率越大，导电能力越强。
错5 粘结指数适于区分粘结性弱的煤，而奥雅膨胀度适于区分粘结性强的煤。
对6 视密度可用来计算煤的埋藏量、煤堆重量和煤仓的大小等特性。
错7 煤的湿润性越好，接触角越大，可浮性越好，反之，越小。
错8 煤的孔隙度和内表面积的变化可以反映煤内部结构的变化。
对9 弹筒发热量和扣除硫酸和硝酸的生成热便得到恒容地位发热量。
错10 煤质评价的主要内容是对煤炭加工工艺的评价。
错1 煤的热解是指煤在隔绝空气或惰性气氛条件下持续加热至较高温度时，所发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程。
对2 煤的结构中芳香片层的直径随煤化度的加深而增大。
对3 加热时煤产生的液体产物越多，粘结性越好。
错4 胶质层最大厚度Y与煤化程度无关。
错5 在煤的结构参数中b表示聚合度。
错6 煤轻度加氢的过程是煤结构简单化的过程。
对7 特定抽提是在温度100度以下，用普通的低沸点有机溶剂，如笨，氯仿和乙醚等抽提。
错8 通过物理法可分析出煤中含有的官能团。
对9 煤结构的主体是三维空间高度交联的非晶质的高分子聚合物，煤的每个大分子由许多结构相似而又不完全相同的基本结构单元聚合而成。
对10 无烟煤的分类指标是挥发分和氢含量。
错11 低煤化度煤的芳香环缩合度小，但桥键多、侧链和官能团多。
对12 煤的弹性是指外力下所产生的形变，以及外力除去后形变的复原程度。
对13 两相模型又称主—客模型，认为大分子为固定相，小分子则为流动相。
对14 由大气降水和地下水形成的沼泽称为高位沼泽。
错15 水煤浆是由水、煤及化学添加剂，经过一定的加工工艺而制得。
对16 煤制碳分子筛是含有特别发达的细孔和亚细孔的炭质吸附剂。
对17 煤的热解动力学的研究主要包括两方面内容：胶质体反应动力学和脱挥发分动力学。
2.煤化学及煤的分类
SBET
7.46 42.27 50.27 73 11.5 5.8 0.93 87.6 42.39 51.8 87 74
5.1 1.37 0.4 13 0.2 0.86 5 -
1.79 0.5 13 -
SS071 DTF 9.68 1.64 88.7 char SS071filter 30.98 5.25 63.8 char
收到基ar：以收到原料煤的初始状态为基准。 空气干燥基ad：以常温常湿条件空气干燥后的状态为基准 。在 45~50oC放置数小时，使煤表面水蒸汽与空气湿度相平衡，可视为 空气干燥状态。一般可将Mad视为内水含量。 干燥基d：以假设除去水分的煤为基准，一般在105oC~110oC干燥， 除去等于和小于10-5cm毛细孔中的水分，可得到干燥基煤样。 干燥无灰基daf：以假设除去水和灰的煤为基准。
88 <0.1 0.9 0.6 70 <0.1 0.52 0.8
煤炭的水分、灰分、挥发分、固定炭
煤炭的发热量/热值
国家标准规定要以高位发热量作为报出结果，工业上常采用 煤的低位发热量。煤的发热量等级按低位发热量值划分： 低发热量煤： 10.25 ～ 18.82MJ/kg
中等发热量煤： 18.82 ～ 25.09MJ/kg
中高发热量煤： 25.09 ～ 29.27MJ/kg
高发热量煤： > 29.27MJ/kg
标准煤（煤当量）：按标准煤的热当量值计算各种能源量时 所用的综合换算指标。
29.27MJ/kg 煤油当量：1.9821吨煤 / 吨油
煤化学相关符号说明
收到基 ar 水分 M 灰分 A 挥发分 V 高位发热量Qgr 低位发热量Qnet Mar Aar Var Qgr.ar Qnet.ar 空气干燥基 ad Mad Aad Vad Qgr.ad Qnet.ad Ad Vd Qgr.d Qnet.d Vdaf Qgr.daf Qnet.daf 干燥 基d 干燥无灰基 daf
煤化学的名词解释
煤化学的名词解释煤化学是一门研究煤的组成、性质以及煤的化学转化过程的学科，涉及到多个领域的知识，如有机化学、物理化学、热力学等。
煤是一种复杂的有机物质，由不同比例的碳、氢、氧、氮等元素组成，其中碳含量最高。
在煤化学中，有一些重要的名词需要解释，以帮助我们更好地了解这个领域的知识。
1. 煤炭分类煤炭的分类是根据煤的化学性质和形成过程来划分的。
常见的煤炭分类方法有三种，即按煤质划分、按煤成熟度划分和按天然煤炭特性划分。
按煤质划分可分为无烟煤、炼焦煤、褐煤等；按煤成熟度划分可分为褐煤、泥炭、红煤、烟煤等；按天然煤炭特性划分可分为气化性煤、燃烧性煤、焦化性煤等。
2. 无烟煤无烟煤是一种质量高、燃烧时产生烟雾较少的煤种。
它的主要特点是煤质较硬、煤粉性较好、具有良好的燃烧特性。
无烟煤中的烟煤和肥煤是两类重要的无烟煤。
烟煤主要用于生产城市煤气、发电和工业锅炉燃烧，肥煤则主要用于制造化学肥料。
3. 炼焦煤炼焦煤是一种用于冶金工业的煤种，它的主要特点是具有高热值和较高的焦炭质量。
炼焦煤燃烧产生的焦炭被广泛应用于高炉冶炼、钢铁制造等工艺过程。
炼焦煤的主要指标包括挥发分、灰分、硫分和焦炭质量等。
4. 褐煤褐煤是一种氧化较多、水分含量较高的煤种，与无烟煤和炼焦煤相比，其煤质较软且热值较低。
褐煤广泛分布于世界各地，是一种重要的能源和化工原料。
褐煤可以通过煤液化、煤气化等技术转化成石油替代品或燃气。
5. 煤液化煤液化是将固态煤转化为液态燃料或化工原料的过程。
这个过程主要涉及到催化剂的作用，通过高温、高压条件下，使煤分子断裂、重组，产生液态产品。
煤液化技术具有将煤资源利用率提高、降低污染物排放等优势，对于能源转型和环境保护具有重要意义。
6. 煤气化煤气化是将固态煤转化为气体燃料的过程。
通过高温、高压条件下，将煤分子中的碳、氢等元素转化为气体，主要产物为合成气（一氧化碳和氢气）。
合成气可以用于城市煤气、合成化学品生产、发电等领域。
煤化学第五章煤的化学组成
煤化学-第五章-－煤的化学组成————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:第五章煤的化学组成煤的组成极其复杂,是由无机组分和有机组分构成的混合物。
无机组分主要包括黏土和矿物、石英、方解石、石膏、黄铁矿等矿物质和吸附在煤中的水；有机组分主要是由碳、氢、氧、氮、硫等元素构成的复杂的高分子有机化合物的温合物。
一般来说，煤中的无机组分对煤的加工利用是有害的,有机组分是煤的主要组成部分,也是煤炭加工利用的主要对象。
煤中矿物质和有机质的化学成分十分复杂，特别是有机组分的完全分离和鉴定几乎是不可能的。
因此，从分子水平上研究和分析煤的各种组成成分在技术上难以实现。
为了指导煤炭加工利用和研究煤的性质，在实用上通常采用较为简单的办法分析和研究煤的有机组成和无机组成，主要有工业分析、元素分析、灰成分分析和溶剂萃取等。
第一节煤的工业分析工业分析是确定煤化学组成最基本的方法,它是在规定条件下,将煤的组成划分为水分、灰分、挥发分和固定碳四种组分。
工业分析是一种条件实验,除了水分以外,灰分、挥发分和固定碳是煤在测定条件下的转化产物,不是煤中的固有组分,其测定结果依测定条件变化而变化。
为了使测定结果具有可比性，工业分析的测定方法均有严格的标准。
目前我国实施的是《煤的工业分析方法»（ＧB／T 212－２0０的。
在该标准中分别规定了水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算方法。
工业分析虽然简单，但分析结果对于研究煤炭性质、确定煤炭的合理用途以及在煤炭贸易中,具有重要的作用。
一、煤中的水分(一）煤中水分的存在状态水分是煤中的重要组成部分，是煤炭质量的重要指标。
煤中的水分可分为游离水利和化合水。
煤中游离水是指与煤呈物理态结合的水,它吸附在煤的外表面和内部孔隙中。
因此，煤的颗粒越细、内部孔隙越发达，煤中吸附的水分就越高。
煤中的游离水分可分为两类,即在常温的大气中易失去的水分和不易失去的水分。
煤化学 第一章
因埋深和埋藏时间的差异，形成 的煤也不尽相同
石油和天然气的开采
植物演化的时间进程可以用地质年代 来描述。地质年代是指地层形成的年代， 亦可指煤层形成的年代。地质年代通常划 分为代、纪、世、期、时；地层系统通常 也划分为界、系、统、组、段。地质年代 与地层系统之间存在着一一对应的关系。
地球历史上共有三个主要造煤期： ·首先最主要的是距今3.45～2.8亿年古生 代的石炭纪和二叠纪。 ·其次是距今1.95亿年中生代的侏罗纪。 ·然后是距今0.37亿年新生代的第三纪。
1.4.5 不同植物化学组成的差异性
植 物 碳水化合物 木质素 蛋白质 脂类化合物
细 菌 绿 藻 苔 藓 蕨 类 草 类 松柏及阔叶树
木 本 植 物 的 不 同 部 分
12~28 30~40 30~50 50~60 50~70 60~70 60~75 65 60 5 20
0 0 10 20~30 20~30 20~30 20~30 20 10 0 0
随着煤化度增高，主要在成岩作用 压力的影响下，褐煤发生一系列变化： 颜色变深，密度增加，硬度变大，腐 殖酸含量减少，水分显著降低。
德国、澳大利亚等国有丰富的褐煤资源。 我国已探明的保有储量约1400 亿t， 占全国煤炭储量的17%。
3.烟煤 煤化度低于无烟煤而高于褐煤，因燃烧时烟多而 得名。 一般烟煤具有不同程度的光泽，绝大多数呈明暗 交替条带状。所有的烟煤都是比较致密的，真密度 较高(1.20～1.45 g/cm3)，硬度亦较大。 烟煤是自然界最重要， 分布最广，储量最大，品 种最多的煤种。
植物
褐煤
煤化程度的概念：在褐煤向烟煤、无烟煤 转化的进程中 ，由于地质条件和成煤年代的 差异，使煤处于不同的转化阶段。煤的这种 转化阶段称为 ，有时称为变质程度， 或煤级(Rank)。按煤化程度由低到高依次是： 褐煤、烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、 瘦煤、贫煤）、无烟煤。
煤化学0792
煤化学0792一、简介煤化学是研究煤的化学性质、组成和相应的反应过程的科学领域。
煤是地球上最重要的化石能源之一，而煤化学则致力于深入了解煤的结构和性质，以便更好地利用和开发煤资源。
煤的主要成分是碳、氢、氧、氮、硫等元素，其组成和结构的复杂性使得煤具有许多特殊的化学性质。
通过煤化学的研究，可以了解煤的燃烧特性、裂解产物的生成规律、煤的气化和液化过程等。
在实际应用中，煤化学也涉及到煤的转化和利用，如煤的加工、燃烧、制气、制油等。
二、煤的结构和化学性质1. 煤的结构煤是由有机质经过地质作用形成的，其主要成分是碳化合物。
煤的晶体结构非常复杂，由碳、氢、氧、氮和硫等原子组成的有机分子，以及微量的无机杂质组成。
煤的结构主要包括芳香核、侧链和杂原子等部分。
煤的芳香核是由苯环和脂环组成的，其中苯环是煤结构中最基本的单元。
侧链则是连接在苯环上的烷基、酚基、醚基等有机基团。
杂原子一般指含氮、氧、硫等元素的杂原子，它们会影响煤的反应性质。
2. 煤的化学性质煤的化学性质主要包括气化性质、液化性质、燃烧性质和裂解性质等。
煤的气化性质是指煤在高温条件下与气体的反应性质。
煤的气化可以产生一系列气体，如氢气、一氧化碳、二氧化碳等，这些气体可以被利用于发电、制造化学品等领域。
煤的液化性质是指煤在高温高压下转化为液体燃料或化学原料的性质。
煤的液化可通过热解或溶剂处理等方式进行，液化产物可用于燃料、化工等领域。
煤的燃烧性质是指煤在供氧条件下燃烧的特性。
煤的燃烧能产生热能，被广泛应用于能源领域。
煤的裂解性质是指煤在高温下分解为气体、液体和固体产物的性质。
这些产物可以进一步用于能源转化和化学工业。
三、煤化学的应用煤化学的研究和应用对于煤资源的高效利用和减少环境污染具有重要意义。
以下是煤化学的一些主要应用领域：煤的气化是将煤转化为气体燃料的过程，可以通过高温下与气体反应或间接气化的方式进行。
气化产物主要包括一氧化碳、氢气和一些有机化合物。
煤化学复习资料
煤化学复习资料一、名词解释1、真相对密度：在20℃时，单位体积（不包括煤的所有孔隙）煤的质量与同体积水的质量之比。
2、视相对密度：在20℃时，单位体积（不包括煤粒间的空隙，但包括煤粒内的孔隙）的质量与同体积水的质量之比。
3、反应性：在一定温度下煤与不同气体介质（如二氧化碳、水蒸气、氧气等）相互作用的反应能力。
4、结焦性：在工业条件下将煤炼成焦炭的性能。
5、粘结性：煤在隔绝空气条件下加热时，形成具有可塑性的胶质体，黏结本身或外加惰性物质的能力。
6、热稳定性：块煤在高温下保持原来粒度的性能。
7、煤的风化：靠近地表的煤层受大气和雨水中氧长时间的渗透、氧化和水解，性质发生很大变化的过程。
8、内在水分：煤在一定条件下达到空气干燥状态时所保持的水分。
9、外在水分：在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时失去的水分。
10、透光率：煤样和稀硝酸溶液，在100℃（沸腾）的温度下，加热90min后，所产生的有色溶液，对一定波长的光（475nm）透过的百分数。
11、孔隙率：煤粒内部存在一定的孔隙，孔隙体积与煤的总体积之比。
12、高位发热量：由弹筒发热量减去硝酸生成的热和硝酸校正热后得到的发热量。
13、恒容低位发热量：由高位发热量减去水（煤中原有的水和煤中氢燃烧生成的水）的汽化热后得到的发热量。
二、填空1、由高等植物形成的煤称作腐殖煤，由低等植物形成的煤称作腐泥煤。
2、影响变质作用的因素主要有：温度、压力、时间。
3、煤的大分子结构是由多个结构相似的基本结构单元通过桥键连接而成的。
4、由泥炭逐渐转变为岩石状的褐煤的这一过程称为煤的成岩作用。
5、煤的有机显微组分有镜质组、壳质组、惰质组。
6、工业分析将煤分为水分、灰分、挥发分、固定碳四种组分。
7、煤灰中主要的成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO。
8、胶质体的性质有：热稳定性、透气性、流动性、膨胀性。
9、常见的气化介质有二氧化碳、水蒸气、氧气。
10、粘结性烟煤热解过程分为干燥脱吸、活波分解、二次脱气三个阶段。
第四章(煤化学)
850—2000）
分级范围（Mt,%） ≤6.0 >6.0~8.0 >8.0~12.0 >12.0~20.0 >20.0~40.0
试验方法
GB/T 211
6
特高全水分煤
SHM
>40.0
（六）煤中水分对煤利用的影响 一般来说，水分是煤中的有害成分，对煤的工业利用是不 利的；但水分对煤的工业利用也有好的一方面。 1.水分对煤工业利用的危害 （1）在煤的运输中，增加了无效运输量和运输成本； （2）燃烧时，降低了煤的发热量； （3）贮存时，使煤易碎裂、加速煤的氧化和自燃，在冬季 使煤装卸困难； FeS2+H2O+O2→FeSO4+H2SO4+Q （4）炼焦时，延长炼焦时间，并使焦炉的使用寿命缩短； （5）机械加工中，水分高的煤难于破碎和筛分，不仅降低 生产效率，还可能损坏设备。 2.水分对煤工业利用的益处 （1）在燃烧粉煤时，煤中含有适量的水分，可以防止粉煤 的散失，并适当改善炉膛的辐射能； （2）水分可作为加氢液化和气化的供氢体。
M t ,ar M f ,ar M inh,ad
100 M f ,ar 100
(4-6)
进行基准换算时要注意以下三个问题： （1）换算的煤质分析指标必须含于对方的基准中，否则就不能 换算。如：St,ad中包含了St,d，它们之间可用公式4-1进行换算； Ad和Adaf之间就不能换算，因为干燥无灰基中不存在灰分。 （2）用以上公式换算时各煤质分析测定结果不代入百分符号， 但写答案时要把百分号加上。 （3）基准不相同的数据不能直接加减。 4.常用煤质指标的基准 （1）在用煤的灰分、硫分、磷分、发热量来表示煤质时，常 用干燥基为基准，即Ad、St,d、Pd、Qgr,d； （2）在研究煤的有机质特性时，常用干燥无灰基为基准，如 Vdaf、Cdaf、Hdaf等。 （3）在计算物料平衡、热平衡、煤炭计量计价时，常用收到 基为基准，如Mt,ar、Qnet,ar、Aar、Har等。
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1．矿物的概念、内涵？岩石、矿石及矿物之间的关系？答：矿物是指地质作用过程中形成的具有相对固定的化学组成以及确定的晶体结构的均匀固体。
它们具有一定的物理、化学性质，在一定的物理化学条件范围内稳定，是组成岩石和矿石的基本单元。
矿物作为组成岩石和矿石的基本单元，应该是各部分均一的，亦即不能用物理的方法把它分成化学成分上更为简单的不同物质。
2．元素的离子类型与形成矿物的特点？（矿物学基础P33-34）根据形成离子的最外层电子结构，可将元素分成三种基本类型（表4-1）惰性气体型离子：包括碱金属和碱土金属以及一些ⅢA∽ⅦA的非金属元素。
当它们得失电子成为离子时，其最外电子层与惰性气体原子的最外电子层结构相似，具有8个或2个电子。
碱金属和碱土金属的电离势小，易形成阳离子，而非金属元素（主要是氧和卤族元素）电负性大，易形成阴离子。
氧是地壳中最多的元素，所以其他元素易与氧结合形成氧化物或含氧盐（主要是硅酸盐），形成大部分造岩矿物，地质上将这部分元素称为造岩元素，也称亲石元素或亲氧元素。
碱金属和碱土金属的离子半径较大，与氧和卤族元素形成以离子键为主的矿物。
铜型离子：ⅠB,ⅡB以及部分ⅢA∽ⅥA的金属、半金属元素。
他们失去电子成为阳离子时，最外电子层具有18或18+2个电子，与的最外电子层结构相似。
本类元素易与结合形成以共价键为主的金属矿物，因此这部分元素被称为造矿元素，也称亲疏元素或亲铜元素。
过渡性离子：包括ⅢB∽Ⅷ（含镧系和锕系）区的元素。
其阳离子最外电子层具有8-18个电子的过渡性结构。
其离子的性质介于惰性气体型离子和铜型离子之间。
外电子层电子越接近8者（Mn和铁族的左侧），亲氧性越强，易形成氧化物和含氧盐；而愈近于18者（Mn和铁族的右侧），亲疏性愈强，易形成硫化物；居于中间的锰和铁，则与氧和硫都能结合。
3．形成矿物的地质作用类型及特点？答：矿物形成的地质作用根据能量来源一般分为内生作用、外生作用、和变质作用。
内生作用：主要指由地球内部热能导致的形成矿物的各种地质作用。
主要包括岩浆作用、伟晶作用和热液作用。
外生作用：又称表生作用，指发生于地球表层，主要在太阳能作用下，岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用过程中形成矿物的各种地质作用。
主要有风化作用和沉积作用。
变质作用：指已形成的矿物，受到岩浆活动和地壳运动的影响，发生结构和（或）成分改造，导致矿物形成的地质作用。
主要包括接触变质作用和区域变质作用。
4．矿物的颜色、条痕、光泽及发光性？矿物的颜色分以下三类：自色：是矿物自身固有的化学成分引起的颜色。
他色：是矿物的非固有因素引起的颜色，但也不包括物理光学效应引起的颜色。
假色：是由光的干涉、衍射、漫射等物理光学效应引起的颜色。
、常见的有蛋白光、锖色、晕色、变彩。
矿物的条痕是指矿物粉末的颜色；矿物的透明度是指矿物允许可见光透过的程度。
一般分为三个等级：透明、半透明、不透明。
矿物的光泽是指矿物表面对光的反射能力。
分为四级：金属光泽、半金属光泽、金刚光泽、玻璃光泽。
特殊光泽有以下几种：珍珠光泽、丝绢光泽、油脂光泽、腊状光泽、土状光泽。
矿物受外加能量激发，发出可见光的性质称为发光性。
根据激发源不同、发光可分为光致发光、热发光、以及电致发光、摩擦发光、化学发光等。
5．矿物硬度及其主要影响因素？如何理解理是矿物的固有性质？矿物的的硬度是指矿物抵抗外来刻划，淹没或压入等机械作用的能力，用H表示决定矿物硬度大小的主要因素是晶体结构的牢固程度，其他影响因素有离子半径，离子电价，结构紧密程度等晶体硬度大小的主要影响因素为晶体结构的牢固程度，这与化学键类型及其牢固程度密切相关。
而这些因为都是矿物所固有的性质（p26）6．矿物的磁性、电性及应用？矿物的磁性是指矿物受外磁场作用时，因被磁化而呈现出能被外磁场吸引或排斥或对外界产生磁场的性质。
根据磁性强弱分为强磁性和弱磁性；矿物按磁性分为磁性矿物、电磁性矿物和无磁性矿物。
矿物的磁性不仅在鉴定、分选中具有重要的实际意义，在找矿勘探中也有利用矿物磁性的磁法找矿。
同时矿物的磁性研究还具有重要的理论意义，如古地磁的研究目前已成为地壳演化研究的一个重要方面；研究矿物的精细结构时，也需要进行磁化率的测定。
矿物的电性分为压电性和焦电性。
某些矿物晶体，当某一方向受到压应力或张应力作用时，因变形效应使垂直于应力的两边表面上荷电的性质称为压电性。
最常见的压电性矿物是水晶和电气石。
晶体的压电性有很大的使用价值，在超声波发生器、谐振片中都要用到压电晶体，其中尤以石英的应用最广。
由于水晶的天然资源日渐枯竭，合成水晶已代替天然水晶成为工业应用的主角。
某些矿物当环境温度变化时，在晶体的某些结晶反响产生荷电的性质称为焦电性。
矿物研究中可利用焦电性帮助确定矿物的对称性，红外探测中也已利用到晶体的焦电性。
7．类质同像及其发生的规律类质同像：指物质结晶时,其晶体结构中本应由某种离子或原子占有的位置,一部分被介质中性质相似的他种离子或原子所取代,共同结晶成均匀的单一相的混合晶体(简称混晶,即替位式固溶体),但并不引起键性和晶体结构型式发生质变的特性。
规律：类质同像替代关系的元素占据相同的结构位置，具有相同的作用，因而把它们看成一个整体时，则它与其他元素之间仍符合定比、倍比定律。
8．矿物中水的存在形式？根据矿物中水的存在形式及其在晶体结构中的作用，可以分为两类：一类是不参加晶格、与晶体结构无关的，统称为吸附水；另一类是参与晶格或与晶体结构密切相关的，包括结构水、结晶水、沸石水和层间水。
吸附水：以中性的水分子H2O的形式存在，不参与矿物晶格，而是被机械的吸附于矿物颗粒的表面或缝隙中，因而不属于矿物的固有成分，不写入化学式。
结晶水：以中性水分子H2O的形式存在，参与矿物晶格，有固定的配位位置。
沸石水：介于结晶水域吸附水之间的一种水，以中性水分子H2O的形式存在，沸石水在结构中占据确定的位置，含量有一上限值。
层间水：也是介于结晶水域吸附水之间的一种水，以中性水分子H2O的形式存在，性质类似于沸石水。
层间水含量不固定，随环境温度和湿度等条件而变化。
结构水：也称化合水，为以为以OH-、H+、或H3O+离子的形式参与矿物晶格的水。
9.矿物的晶体化学分类（大类构成）？硅酸盐矿物的晶体化学特征？硅氧骨干？答：①自然元素大类②硫化物及其类似化合物大类③氧化物和氢氧化物大类④含氧盐大类⑤卤化物大类组成硅酸盐矿物的络阴离子——硅酸根能以各种不同形式出现于晶体结构中，硅酸盐的络阴离子为硅氧四面体，化学式为[SiO4] 4-。
作为金属阳离子存在的主要是惰性气体型离子（如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Al3+等）和部分过渡型离子（如Fe2+、Fe3+、Mn2+、Mn3+、Cr3+、Ti3+等）的元素，铜型离子（如Cu+、Zn2+、Pb2+、Sn4+等）的元素较少见。
此外，还有（OH）-、O2-、F-、C1-、[CO3 ]2-、[SO4] 2-等以附加阴离子的形式存在。
硅酸盐结构中，每个Si原子一般为四个O原子包围，构成[SiO4]四面体，即硅氧骨干，它是硅酸盐的基本构造单位。
10．代表性矿物的晶体化学式？1 卤（氟）化物矿物萤石CaF2,氟镁石 MgF2. P492 硫化物矿物辉铜矿 Cu2S 方铅矿 PbS P533 氧化物和氢氧化物矿物赤铜矿 Cu2O 刚玉 Al2O3 P714硅酸盐矿物锆石 ZrSiO4 橄榄石（Mg,Fe）2SiO4 P95由于此题答案分布太过散乱，所以本人只能摘录部分供各位参考，望海涵！11.从植物到泥炭，发生了哪些重大变化？P22答：泥炭化作用的概念：高等植物死亡后，在生物化学作用下，变成泥炭的过程称为泥炭化作用。
在这一阶段，植物首先在微生物作用下，分解和水解为分子量较小的性质活泼的化合物，然后小分子化合物之间相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。
植物经泥炭化作用成为泥炭，在两方面发生巨大变化：（1）组织器官（如皮、叶、茎、根等）基本消失，细胞结构遭到不同程度的破坏，变成颗粒细小、含水量极大、呈胶泥状的膏状体－－泥炭；（2）组成成分发生了很大的变化，如植物中大量存在的纤维素和木质素在泥炭中显著减少，蛋白质消失，而植物中不存在的腐植酸却大量增加，并成为泥炭的最主要的成分之一，通常达到40%以上。
12.由高等植物形成煤，要经历哪些过程和变化？P22答：由高等植物形成煤，要经历泥炭化作用和煤化作用两个过程。
泥炭化作用过程：高等植物→泥炭煤化作用过程又分为成岩作用和变质作用两个阶段。
成岩作用阶段：泥炭→褐煤；变质作用阶段：褐煤→无烟煤煤化程度由低到高，煤种的序列是什么？泥炭化作用、成岩作用和变质作用？13.瓦斯及其生成机理？(P31)答：瓦斯，又称煤层气，是赋存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤层本身自生自储式非常规天然气。
植物遗体埋藏后，经生物化学作用转变为泥炭，泥炭又经历以物理化学作用为主的地球化学作用，转变为褐煤、烟煤和无烟煤。
在煤化作用过程中随着上覆地层的不断加厚以及所承受的温度压力的不断增加，成煤物质发生了一系列的化学变化，挥发分和含水量减少，发热量和固定碳含量增加，同时也生成了以甲烷为主的气体——煤型气。
按成因可以分为生物成因和热气成因，煤型气经过运移并聚集成藏的成为煤成气藏，仍然保存在煤层中的成为煤层气。
14.煤化程度由低到高，煤种的序列是什么？答:低等植物→腐泥→腐泥煤高等植物→泥炭→烟煤（长焰煤，气煤，肥煤，焦煤，瘦煤，贫煤）→无烟煤注：下划线的为煤种15.泥炭化作用、成岩作用和变质作用？(P22-26)答：泥炭化作用的概念：高等植物死亡后，在生物化学作用下，变成泥炭的过程称为泥炭化作用。
成岩作用：泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降速度较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。
在上覆沉积物的压力作用下，泥炭发生了压紧、失水、胶体老化、固结等一系列变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之的是缓慢的物理化学作用。
这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石状的褐煤。
变质作用：当褐煤层继续沉降到地壳较深处时，上覆岩层压力不断增大，地温不断增高，褐煤中的物理化学作用速度加快，煤的分子结构和组成产生了较大的变化。
碳含量明显增加，氧含量迅速减少，腐植酸也迅速减少并很快消失，褐煤逐渐转化成为烟煤。
随着煤层沉降深度的加大，压力和温度提高，煤的分子结构继续变化，煤的性质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。
16.煤分子结构单元是如何构成的？结构单元之间如何构成煤的大分子？(P36)答：煤的结构单元分为规则部分和不规则部分。
规则部分是由几个或者十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核；不规则部分则是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团。