煤化学复习思考题

煤化学复习思考题文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）煤化学复习思考题1.煤岩学和煤化学是两个煤炭研究的重要支柱。

2.1831年是科学煤炭研究的诞辰。

3.我国能源消费的特点人均能源消耗水平低；产值能耗高；以煤炭为主；我国一次能源的供应以煤炭为主的格局在相当长的时间内不会改变4.我国煤炭利用技术的选择标准减少环境污染——清洁；提高煤炭使用效率和减少无效投入——高效5.根据成煤植物的不同，煤可分为腐植煤和腐泥煤。

由高等植物形成的煤称为腐植煤；由低等植物(以藻类为主)和浮游生物经过部分腐解而形成的煤称为腐泥煤，有藻煤，胶泥煤，油页岩等。

6.腐植煤可分为陆植煤和残植煤7.腐植煤和腐泥煤的混合体，称为腐植腐泥煤，主要有烛煤和煤精8.根据在成煤序列(煤阶)中煤化程度的不同，腐植煤可分为泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤四类。

9.泥炭中最主要的有机成分是腐植酸10.植物的族组成包括：糖类及其衍生物、木质素、蛋白质。

脂类化合物，其中脂类化合物化学性质稳定，因此能较完整地保存在煤中。

11.腐植煤的生成过程一般可分为哪些阶段泥炭化阶段、煤化阶段12.什么是泥炭化阶段泥炭化阶段是植物遗体经过化学和生物化学作用转变为泥炭的阶段。

12.煤化阶段又分为成岩作用和变质作用两个阶段13.什么是变质作用它主要由什么引起变质作用指地壳中先成的岩石在新的物理化学环境下，其矿物成分、结构和构造发生一系列变化的作用。

它主要与地球的内力作用（包括温度、压力、岩浆析出的气体和热液等）所引起的14.变质作用的主要影响因素有哪些温度——是最重要的影响因素。

在穿过含煤地层的深钻孔中，发现煤的变质程度一般总是随深度增加而提高时间——也是一个重要影响因素，一般说来，成煤时间越长，煤的变质程度越高。

压力——是不可忽视的因素。

这里有上复岩层的静压力，也有地壳运动产生的构造挤压力和剪切压力等。

一般说来，压力和温度是互相联系的，温度高时，压力也高。

较高的压力是变质作用的必要条件之一。

15.随着变质程度的增加，煤中的C%逐渐增加，O% 和 V%逐渐减少。

15.煤化程度与变质程度的区别“煤化程度”一般是指从泥炭到无烟煤的变化程度，泥炭的煤化程度最低，无烟煤的煤化程度最高。

“变质程度”与此相似，不同的是它不包括成岩分阶段，仅指从褐煤到无烟煤的变化程度。

16.煤的四种宏观煤岩成分是什么镜煤、丝煤、亮煤、暗煤17.煤的有机显微组分有20多种，国际上则划分为镜质组、壳质组和惰性（质）组18.光片用反射光观察；薄片用透射光观察。

19.什么是数点统计法根据不同显微组分在显微镜下所具有的不同颜色和结构进行定量分析，一般用粉煤制成光片。

常用的是“数点统计法”。

显微镜的放大倍数为400～500倍。

在一个光片上测量400～500个点，按六大类即镜质组、半镜质组、半丝质组、丝质组、稳定组和矿物组计数，再计算百分比20.对于煤，工业上最重要和最普通的分析方法是什么煤的工业分析、煤的元素分析21.按国家标准的定义，煤的工业分析包括哪些内容煤的水分（M）、灰分（A）、挥发分（V）、固定碳（Ｃ）22.煤中水分的存在形态有哪些煤中水分的存在状态：煤中水分（结合状态）分为游离水和结晶水，其中游离水又分为外在水分和内在水分。

23.测工业应用煤样全水分和分析煤样水分时，采用的温度为105~110；测应用煤样的外在水分时，温度为45~50。

24.煤中的矿物质从来源看可分为：外来矿物质、次生矿物质、外来矿物质。

哪些属于煤的内在矿物质哪些易于洗选脱除原生和次生矿物质都属煤的内在矿物质，故难用洗选法脱除。

25.煤中矿物质的赋存形态粘土矿物、硫化物类矿物、氧化物类矿物、碳酸盐类矿物、除上述矿物外，还有以石膏为代表的硫酸盐、长石、皓石、贵金属矿物、稀有元素如含Ge、Ga、V等和放射性元素U和Th等的矿物。

26.煤的灰分测定温度是 815±10摄氏度27.煤中灰分与矿物质的区别通常是将一定重量的煤在81510℃的温度下将煤中的可燃物完全燃烧，然后对留下的灰分称重，经计算得出煤的灰分含量。

确切地说，应为“灰分产率”。

矿物质在高温燃烧条件下，有一部分己发生化学变化，矿物质与灰分的重量不等，组成也有所不同。

28.煤中矿物质含量的确定方法直接测定法（氧等离子低温灰化法）、借助经验公式计算29.什么是煤灰熔点煤灰熔融性习惯上多称作煤灰熔点，但实际上是不确切的。

因为煤灰是由许多化合物组成的混合物，并没有一个固定的熔点，而仅有一个相当宽的熔化温度范围。

这些灰分成分在一定温度下还能形成共熔体。

30.工业上一般选软化温度（T2）为衡量煤灰熔融性的主要指标。

31.煤灰熔融性与煤灰的化学组成密切相关，如何影响灰分中SiO2和Al2O3 (有时还加上TiO2)的比例越大，其熔化温度范围越高；Fe2O3、CaO和MgO等碱性成分的比例越大，则熔化温度范围越低；气氛对测定煤灰熔融性的影响：氧化性气氛中的灰熔化温度高于还原性气氛中的对应温度。

32.测定煤灰熔融性时，一般采用模拟工业条件的弱还原性气氛，为什么氧化性气氛和还原性气氛下测定值之差约为70～100oC，即氧化性气氛中的灰熔化温度高于还原性气氛中的对应温度。

原因：灰分中的某些成分，如Fe2O3，能还原为FeO，FeO与SiO2可形成一系列的低共熔化合物（4FeOSiO2，2FeOSiO2，FeOSiO2等），它们的熔点范围都在1138～1180oC之间。

33.按照煤灰分熔融温度的高低，一般可将煤灰分分为四种类型易熔灰分T21100oC；中等熔融灰分 T2 1100～1250oC；难熔灰分T2 1250～1500oC；耐熔灰分T2>1500oC。

34.挥发分的概念煤样在隔绝空气的条件下加热到一定温度，并在该温度下停留一定时间，煤中的有机质则受热分解析出一部分气态和蒸气产物，即“挥发分”。

它占煤样重量的百分比，称为挥发分产率或简称为挥发分。

35.挥发分的测定温度和加热时间称取1g分析煤样装入带盖的瓷坩锅内，放入马弗炉，在隔绝空气和900oC±10oC下加热7分钟，36.固定碳与碳含量的区别煤的固定碳是指从煤中除去水分、灰分和挥发分后的残留物固定碳和挥发分一样不是煤中的固有成分，而是热分解产物。

固定碳不仅含有碳，还包含氧、氮和硫等元素。

固定碳与煤中碳元素含量是两个不同的概念。

37.煤中碳和氢的分析测定中的干扰及解决方法煤样不完全燃烧－在燃烧管中要充填线状氧化铜或高锰酸银氧化剂；煤中硫和氯的干扰－燃烧管内还要装入铬酸铅和银丝网(前而若用高锰酸银，后面则可省去)。

铬酸铅可与SOx反应生成硫酸铅和三氧化二铬，并放出氧气。

银丝网可以除去氯气。

煤中的氮有一部分可能生成NOx，干扰碳的测定－在水分吸收管和二氧化碳吸收管之间装一个充填粒状MnO2的吸收管，以除去NOx38.煤中氮的分析，世界各国普遍采用什么方法凯氏法或改良凯氏法39.世界各国测定煤的全硫的标准方法是什么艾氏法40.不同煤化程度煤的比表面积的变化规律不同煤化程度的煤的比表面积是两头(褐煤和无烟煤)大，中间(中等变质程度烟煤)小，这反映了煤化过程中分子空间结构的变化。

41.不同煤化程度煤的孔径分布特点直径<12的称为微孔；直径在12～300的称为过渡孔(中孔)；直径>300的称为粗孔(大孔)。

C<75%的褐煤中粗孔占优势，过渡孔基本上没有；C 75～82%的煤中过渡孔特别发达，孔隙总体积主要由过渡孔和微孔构成；C 88～91%的煤中微孔占优势，其容积占总孔容积的70%以上。

42.低煤化程度的煤，表面性质是亲水憎油，而高煤化程度的煤正相反，是亲油憎水。

43.测量煤的润湿热多用甲醇为溶剂。

44.煤的机械性质是指煤的可磨性、煤的硬度45.煤的热性质包括哪些煤的比热、导热性、热稳定性46.煤的导电率随煤化程度的增加而增加。

无烟煤具有本征半导体性质。

47.镜质组的反射率与煤化程度之间有较好的线性关系，故可作为煤分类指标。

48.煤的透光率是什么煤的透光率是指煤样和稀硝酸在100oC的温度下加热90min后所产生的有色溶液，对一定波长(475nm)的光透过的百分率。

49.石墨具有明显的晶体结构，而煤属多元非晶态物质。

石墨的衍射峰(条带)共有9 个，而煤的衍射峰只有2~4个。

50.分析煤的红外光谱图可得到哪些定性的结论煤中存在－CH3、－CH2－和－CH＝等脂肪结构，其含量随煤化程度增加而减少；煤中有不同取代程度的芳香环结构，其含量随煤化程度增加而提高；煤中不存在孤立的C＝C和C≡C等不饱和键；煤中存在含氧官能团，如氢键缔合的－OH、醚氧键和羰基等，褐煤中还有羧基。

51.煤的氧化过程按其反应深度或主要产品的不同可分为哪些阶段煤的氧化过程按其反应深度或主要产品的不同可分为5个阶段。

为简化起见，一般不考虑第五阶段，同时将第三和第四阶段合并，即成为a)表面氧化阶段；b)再生腐植酸阶段；c)苯羧酸阶段。

第一、二阶段属轻度氧化，第三阶段为深度氧化。

52.H2O2－CF3COOH－H2SO4氧化能破坏芳香结构而留下大部分的脂肪结构。

此法可用于研究煤中的脂肪结构和桥键。

53.腐植酸的核心是芳香环和环烷环，周围有-COOH、-OH和=C=O等含氧官能团。

54.煤有机质的化学结构研究一直是煤化学的核心问题，有哪些方法所采用的方法归纳起来可分为三类：a)物理研究方法，如红外光谱、X射线衍射、核磁共振、密度、折射率等。

b)物理化学研究方法，如溶剂抽提和吸附性能等；c)化学研究方法，如氧化、加氢、解聚、烷基化、热解和官能团分析等。

55.溶剂抽提是研究煤的最早方法之一56.煤的溶剂抽提可分为哪些根据溶剂种类、抽提温度和压力等条件的不同，煤的溶剂抽提可分为5类：普通抽提：在100℃的温度下，用普通的低沸点有机溶剂，如苯、氯仿和乙醇等抽提。

此种抽提的抽提物很少，烟煤的抽提物产率通常1～2%。

特定抽提：抽提温度为200oC以下，采用具有电子给予体性质的亲核性溶剂，如吡啶类、酚类和胺类等。

抽提物产率可达20～40%，甚至超过50%。

因为此法的抽提物产率高，抽提中基本上无化学变化，故对煤的结构研究特别重要。

超临界抽提：以甲苯、异丙醇或水为溶剂在超过溶剂临界点的条件下抽提煤。

抽提温度一般在400oC左右。

抽提率可达30%以上，它已发展成为一种煤液化工艺。

热解抽提：抽提温度在300oC以上，溶剂有菲、蒽、喹啉和焦油馏分等。

因抽提中伴有热解反应，故称热解抽提。

抽提率一般在60%以上，少数煤甚至高达90%。

溶剂分解液化法即由此开发而成。

加氢抽提：抽提温度在300℃以上，采用供氢溶剂如四氢萘和9，10—二氢菲等或采用非供氢溶剂但在有氢气存在下进行抽提。

抽提中伴有热解和加氢反应，是典型的煤液化方法，因此抽提率较高。