煤化学答案
大学煤化学试题及答案
大学煤化学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 煤是由什么组成的？A. 有机质和无机质B. 有机质和矿物质C. 无机质和矿物质D. 有机质和水分答案：A2. 煤的挥发分主要是指煤在加热过程中释放出的什么？A. 有机质B. 无机质C. 气体D. 水分答案：C3. 煤的灰分是指煤中不能燃烧的部分，主要由什么组成？A. 有机质B. 无机质C. 矿物质D. 水分答案：C4. 煤的固定碳是指煤中除去水分、灰分和挥发分后的剩余部分，其主要成分是什么？A. 有机质B. 无机质C. 矿物质D. 气体答案：A5. 煤的热值是指单位质量煤完全燃烧时所释放的能量，通常以什么单位表示？A. 焦耳B. 千卡C. 千瓦时D. 吨答案：B6. 煤的分类中，无烟煤属于哪一类？A. 褐煤B. 烟煤C. 无烟煤D. 动力煤答案：C7. 煤的变质程度越高，其挥发分含量越？A. 高B. 低C. 不变D. 无法确定答案：B8. 煤的灰熔点是指煤灰在加热过程中开始熔化的温度，通常与煤的什么性质有关？A. 热值B. 挥发分C. 灰分D. 固定碳答案：C9. 煤的水分含量对煤的燃烧效率有何影响？A. 增加B. 减少C. 无影响D. 无法确定答案：B10. 煤的硫分含量过高会导致什么环境问题？A. 温室效应B. 酸雨C. 臭氧层破坏D. 光化学烟雾答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 煤的四大主要元素是碳、氢、氧和______。
答案：氮2. 煤的工业分析主要包括水分、灰分、挥发分和______。
答案：固定碳3. 煤的元素分析中，碳、氢、氧、氮和______是煤中的主要元素。
答案：硫4. 煤的热值分为______热值和高位热值。
答案：低位5. 煤的灰分中，______是影响煤燃烧效率的主要因素。
答案：灰熔点6. 煤的变质程度与煤的______有关。
答案：地质年代7. 煤的挥发分含量与煤的______有关。
答案：变质程度8. 煤的水分含量过高会影响煤的______。
煤化学课后习题答案
填空1 植物是成煤的主要原始物质，因此植物界的发展、演化以及各类植物的兴盛、衰亡必然影响着地史使其成煤特征的演化。
P62从化学观点来看，植物的有机族组成可以分为四类，即糖类及其衍生物、木质素、蛋白质、和脂类化合物。
P83 煤由堆积在沼泽中的植物遗体转变而成、植物遗体不是在任何情况下都能顺利的堆积并能转变为泥炭，而是需要一定的条件。
P124 泥炭的有机组成包括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变化不多的壳质组分，如角质膜、树脂和孢粉。
P245 煤中低分子化合物可分为两类，即烃类和含氧化合物。
P396 根据颜色、光泽、硬度、裂隙和断口等，利用肉眼或放大镜可以将煤区分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种宏观煤岩成分。
P487 烟煤的宏观煤岩类型分为(1)光亮煤(2)半亮煤（3）半暗煤(4)暗淡煤P508 常见的矿物主要有粘土矿物、硫化物、氧化物及碳酸盐类等四类。
P619 工业分析可以将煤的组成分为：水分、灰分、挥发分和固定碳。
游离水；外在水分内在水分水分化合水；结晶水热解水外在水分是指煤放置在大气中使水分不断蒸发，当煤中水的蒸气压与大气中水蒸气分压达到平衡时，煤中水分不再变化。
这时所失去的水分占煤样质量的百分数就是外在水分，用Mf表示。
而残留在煤内部孔隙中没有蒸发出来的水分称为内在水分，用Minh表示。
全水分，用Mt或Mar表示。
P8010 煤的灰分：煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残渣。
该残渣的质量占测定煤样质量的百分数称为灰分产率，简称为灰分。
P8311 煤的灰分不是煤中的固有组成，而是由煤中的矿物质转化而来的。
P8312 在高温条件下，将煤隔绝空气加热一定时间，煤的有机质发生热解反应，形成部分小分子的化合物，在测定条件下呈气态析出，其余有机质则以固体形式残留下来。
呈气态析出的小分子化合物称为挥发分，以固体形式残留下来的有机质称为固定碳。
实际上，固定碳不能单独存在，它与煤中的灰分一起形成焦渣，从焦渣中扣除灰分就是固定碳了。
安徽建筑大学煤化学考试试题及答案
安徽建筑⼤学煤化学考试试题及答案1、腐殖煤和腐泥煤2、凝胶化作⽤和丝炭化作⽤3、真密度TRD、视密度ARD、散密度（堆密度）BRD4、好5、成因分类、科学分类和技术分类6、镜质组V、惰质组I、壳质组E7、供氧反应、脱杂原⼦反应、加氢裂解反应8、答：超临界状态是⼀种系统温度与压⼒超过临界温度与压⼒的状态。
若抽提时的温度与压⼒超过临界值，则为超临界抽提。
超临界抽提的溶剂要求：临界温度在 300~400℃，价廉易得，性质稳定。
综合看来，甲苯是较理想的溶剂。
超临界抽提得到煤分解可溶物，研究煤的液化抽提与其他煤转化相⽐，具有较多优点，它同时兼具有蒸馏与液液萃取的作⽤，抽出溶质的挥发度，加⼤了溶质与溶剂间的作⽤⼒。
可以在较低温度下抽出煤中低挥发物质，且不发⽣⼆次热解。
9、（1）通常以有机硫和⽆机硫的状态存在。
有机硫指与煤有机结构相结合的硫，其组成结构⾮常复杂，主要存在形式有硫醇、硫醚、双硫醚以及呈杂环状态的硫醌和噻吩等主要来⾃于成煤植物和微⽣物中蛋⽩质。
⽆机硫主要来⾃矿物质中各种含硫化合物。
主要有硫化物硫和少量硫酸盐硫，偶尔也有元素硫存在。
硫化物硫有黄铁矿（正⽅晶系 FeS2）、⽩铁矿（斜⽅晶系 FeS2）、磁铁矿(Fe7S8)、闪锌矿(ZnS)和⽅铅矿(PbS)等。
（2）煤中的硫分对煤利⽤的影响――⼗分有害炼焦时，约 60%的硫进⼊焦炭。
硫的存在使⽣铁具有热脆性，⽤这些⽣铁炼制钢不能轧制成材。
为了除去硫，在⾼炉⽣产中需要增加⽯灰⽯和焦炭⽤量，因⽽导致⾼炉⽣产能⼒降低，焦⽐升⾼。
经验表明，焦炭中硫含量每增加 0.1%，炼铁时焦炭和⽯灰⽯将分别增加2%，⾼炉⽣产能⼒下降 2%～2.5%。
因此炼焦配合煤要求硫分⼩于1%。
煤⽓化时，由硫⽣成的⼆氧化硫不仅腐蚀设备，⽽且易使合成催化剂中毒，影响操作和产品质量。
燃烧时，煤中的硫转化为⼆氧化硫排⼊⼤⽓，腐蚀⾦属设备和设施，污染环境，造成公害。
10、11、答：粘结性指烟煤在⼲馏时黏结其本⾝或外加惰性物的能⼒。
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。
2013煤化学题库及答案
一1. 煤是由什么物质形成的？答：煤是由植物（尤其是高等植物）遗体经过生物化学作用和物理化学作用演变而成的沉积有机岩。
2. 成煤植物的主要化学组成是什么？它们各自对成煤的贡献如何？答：组成：碳水化合物（ carbohydrates ）、木质素（ lignins ）、蛋白质（ proteins ） 、脂类化合物（ lipids/lipidic compounds ）贡献：木质素>碳水化合物>脂类化合物>蛋白质原因：数量上，碳水化合物最多，木质素次之，蛋白质和脂类化合物较少；结构上，木质素、脂类化合物结构较稳定，碳水化合物、蛋白质易分解。
3. 为什么木质素对成煤作用的贡献最大？答：含量仅次于碳水化合物；结构为三维空间大分子，抵抗微生物分解的能力较强，且结构中含有酚类的结构，具有杀菌作用，所以木质素更容易在成煤过程中保存下来。
4. 为什么木质素抗微生物分解能力较强？答：结构为三维空间大分子，且结构中含有酚类的结构，具有杀菌作用，所以抵抗微生物分解的能力较强。
5. 什么是腐泥煤、什么是腐植煤？答：腐泥煤：主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。
腐植煤：由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变化作用生成。
6. 高等植物和低等植物在化学组成上的区别是什么？答：低等植物主要由蛋白质和碳水化合物组成，脂肪含量比较高，没有木质素；高等植物以纤维素、半纤维素和木质素为主，植物的角质层、木栓层、孢子和花粉中还含有大量的脂类化合物。
7. 煤炭形成需要哪些条件？（1） 大量植物的持续繁殖 (生物、气候的影响)（2）植物遗体不能完全腐烂－－适合的堆积场所 (沼泽、湖泊等)（3）地质作用的配合（地壳的沉降运动－－形成上覆岩层和顶底板－－多煤层）8. 什么是沼泽？按水的补给来源分，沼泽分为几类？答：沼泽是在一定的气候、地貌和水文条件下，常年积水或极其潮湿的地段，内有大量植物生长和堆积。
（1） 按水分补给来源的不同，可划分为三种类型： 低位沼泽：主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽；高位沼泽：主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽；中位沼泽或过渡沼泽：兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。
最新最全6515_2020秋《煤化学》_复习题含答案
《煤化学》期末复习题一、填空题1．煤中的水分按照它的存在状态及物理化学性质，可分为外在水分、及化合水三种类型。
2．煤的外在水分与的总和称为煤的全水分。
3．碳是煤中有机质组成中含量最高的元素，并随着煤化程度的升高而。
（填“增加”或“减少”）4．煤中硫根据其存在状态可分为有机硫和两类。
5．煤的热解按其最终温度不同可分为：高温干馏、和低温干馏。
6．煤的反应性随煤化程度的加深而。
（填“增强”或“减弱”）7．煤的燃点随着煤化程度的增加而。
（填“增高”或“降低”）8．中国煤炭分类方案根据煤化程度将煤分成褐煤、和无烟煤。
9．煤气的有效成分主要有氢气、和甲烷。
10．根据煤在气化过程中使用的气化剂不同，煤气可分为空气煤气、、半水煤气和混合煤气。
11．根据成煤原始物质和堆积的环境不同，可把煤分成：、腐泥煤类和腐植腐泥煤类三种类型。
12．根据成煤过程中煤化程度的不同，腐植煤可分为：泥炭、褐煤、和无烟煤。
13．是煤化程度最高的腐植煤。
14．根据成煤过程中影响因素和结果不同，成煤过程可分为：泥炭化作用和两个阶段。
15．煤岩学的研究方法有：宏观研究法和。
16．根据煤的平均光泽强度、各种煤岩成分的比例和组合情况划分为光亮型煤、、半暗型煤和暗淡型煤。
17．煤的显微硬度与煤化程度之间的关系是靠背椅式的变化规律，“椅背”是无烟煤；“椅面”是；“椅腿”是褐煤。
18．煤的工业分析包括水分、、挥发分和固定碳四项。
19．煤的元素分析包括碳、氢、、氮、硫等元素的测定。
20．煤样的制备包括破碎、、混合、缩分和干燥等程序。
二、判断题（正确的打“O ”，错误的打“×”）。
（）1．煤的挥发分，是指煤样在规定条件下，隔绝空气加热，并进行水分校正后挥发物质的产率。
（）2．随着煤化程度的增加，煤中水分逐渐减少；固定碳含量逐渐增加；挥发分产率先增加后减少。
（）3．碳是煤中主要组成元素，是炼焦时形成焦炭的主要物质基础，是燃烧时产生热量的主要来源。
（）4．氢是煤中有机质的第二个主要组成元素，随着煤化程度的增高，氢含量逐渐增加。
煤化学考试题及部分参考答案 最新
期末考试题一．填空题。
（共10分；每空0.5分。
）1.腐殖煤的宏观组成由（镜煤）、（亮煤）、（暗煤）、（丝炭）。
2.煤中的硫作为有害元素，一般可分为（有机硫）和（无机硫）。
其中（有机硫）和（硫铁矿硫）属于可燃硫。
3.胶质体的性质主要有（热稳定性）、（透气性）、（流动性）和（膨胀性）。
4.中国煤炭分类以（干燥无灰基挥发分【V daf】）和（胶质层最大厚度【Y】）为标准，将烟煤进行了分类，为研究烟煤奠定了基础。
当V daf.>37%和G R.I.<5时，利用（透光率【P M】）来区分烟煤和褐煤。
5.在测定空气干燥煤样挥发分时，气态产物为（内在水分）和（低分子化合物）；固态产物叫做（焦渣），由（灰分）和（固定碳）组成。
二．判断题。
（共10分，每小题1分。
）1、煤的比热容随温度的升高而逐渐增大。
（×）2、煤炭加氢液化反应初期，使自由基稳定的氢主要来自氢气，而不是加氢溶剂。
（×）3、我国煤炭分类中，以挥发分为分类第一指标，区分肥煤和其他较强粘结性煤以Y值为划分指标。
（√）4、导电率随煤化程度的增加而增加，导电率越大，导电能力越强。
（√）5、黏结指数适于区分粘结性弱的煤，而奥亚膨胀度适于区分黏结性强的煤。
（√）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。
（×）7、煤的湿润性越好，接触角越大，可浮性越好，反之，越小。
（×）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。
（√）9、弹筒发热量扣除硫酸和硝酸的生成热便得到低位发热量。
（×）10、煤质评价是对煤加工利用的评价。
（√）三．简答题。
（30分）1.煤大分子的基本结构单元是如何构成的？（5分）答：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。
规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，构成基本结构单元的核或芳香核。
煤化工复习题及答案
1.煤化学工业是以煤为原料经过化学加工实现煤综合利用的工业，简称煤化工。
煤化工包括炼焦化学工业、煤气工业、煤制人造石油工业、煤制化学品工业以及其他煤加工制品工业。
2.煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。
从煤加工过程区分，煤化工包括煤的干馏（含炼焦和低温干馏）、气化、液化和合成化学品。
3.炼焦是应用最糟的工艺。
4.煤在隔绝空气条件下，受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程，称为煤干馏（或称炼焦、焦化）。
按加热终温的不同可分为三种：500—600为低温干馏，900—1100为高温干馏，700—900为中温干馏。
5.立式炉干馏介于高温、低温干馏之间，目前在中国多用于生产城市煤气。
6.煤低温干馏过程仅是一个热加工过程，常压生产，不用加氢，不用氧气，即可制的煤气和焦油，实现煤的部分气化和液化。
7.低温干馏产品：的产率和组成取决于原料煤性质、干馏炉结构和加热条件。
一般焦油产率为6%—25%，半焦产率为50%—70%，煤气产率为80—200m3/t（原料干煤）8.低温干馏半焦的孔隙率为30%—50%，反应性和比电阻都比高温焦炭高得多。
原料煤的煤化度越低，半焦的反应能力和比电阻越高。
9.低温干馏煤气密度为0.9—1.2kg/ m3，含有较多甲烷及其他烷烃。
10.干馏产品的影响因素：低温干馏产品的产率和性质与原料煤性质、加热条件、加热速度、加热终温以及压力有关。
干馏炉的形式、加热方法和挥发物在高温区的停留时间对产品的产率和性质也有重要影响。
煤加热温度场的均匀性以及气态产物二次热解深度对其也有影响。
11.低温干馏温度为600.o c，所得焦油是煤的一次热解产物，称一次焦油。
煤热解到400.o c以前主要是黄铁矿分解生成硫化氢，在较高温度时由于煤中有机硫的热解作用形成硫化氢。
腐泥煤一次热解焦油中酚类和沥青少，组分中主要为直链烷烃和环烷烃。
12.煤干馏终温是产品产率和组成的重要影响因素，也是区别干馏类型的标志。
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第二章习题1、煤就是由什么物质形成的？P6 答:煤就是由植物生成的。
在煤层中发现大量保存完好的古代植物化石与炭化了的树干;煤层底板岩层中发现了大量的根化石、痕木化石等植物化石;在显微镜下观察煤制成的薄片可以瞧到植物细胞的残留痕迹以及孢子、花粉、树脂、角质层等植物残体;在实验室用树木进行的人工煤化试验,也可以得到外观与性质与煤类似的人造煤。
这就有力地证实了腐植煤就是由高等植物变来的。
2、按成煤植物的不同,煤可以分几大类？ P12答:按成煤植物的不同,煤主要分为腐植煤、腐泥煤、腐植腐泥煤。
腐植煤:高等植物腐泥煤:低等植物腐植腐泥煤:高等植物+低等植物3、简述成煤条件。
P20-21答:煤的形成必须具备古植物、古气候、古地理与古构造等条件。
古植物:大量植物的持续繁殖古气候:温暖、潮湿的气候环境古地理:沼泽与湖泊古构造:合适的地壳升降运动4、由高等植物形成煤,要经历哪些过程与变化？P22答:由高等植物形成煤,要经历泥炭化作用与煤化作用两个过程。
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与变质作用两个阶段。
成岩作用阶段:泥炭→褐煤;变质作用阶段:褐煤→无烟煤。
5、泥炭化作用、成岩作用与变质作用的本质就是什么？P22、P25、P26 答:泥炭化作用就是指高等植物残骸在泥炭沼泽中,经过生物化学与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与物理化学变化,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,受长时间地热与高压作用,组成、结构、性质发生变化,转变为烟煤与无烟煤的过程。
6、按煤化程度,腐植煤可以分为几大类？它们有哪些区分标志？答:按煤化程度,腐植煤可以分为泥炭、褐煤、烟煤与无烟煤四个大类。
泥炭与褐煤的区分标志:外观上,泥炭有原始植物残体,呈土状;褐煤无原始植物残体,无明显条带。
褐煤与烟煤的区分标志:颜色,褐煤呈褐色或黑褐色;烟煤呈黑色。
烟煤与无烟煤的区分标志特征与标志烟煤无烟煤颜色黑色灰黑色光泽有一定光泽金属光泽外观呈条带状无明显条带燃烧现象多烟无烟7、影响煤变质作用的因素有哪些,对煤的变质程度有何影响？P28 答:影响煤变质作用的因素主要有:温度、时间与压力。
温度就是影响煤变质作用的主要因素,存在一个煤变质的临界温度。
转变为不同煤化阶段所需的温度大致为:褐煤:40～50 ℃,长焰煤:<100 ℃,典型烟煤:<200 ℃,无烟煤:<350 ℃。
时间就是影响煤的重要因素,这里所说的时间就是指煤在一定温度与压力条件下作用时间的长短。
作用时间影响的重要性表现在:温度、压力相同,时间越长,变质程度越高;温度不同,短时间较高温度与长时间较低温度可达到相同的变质程度。
压力也就是煤变质不可缺少的条件。
在压力作用下,煤主要变化就是压紧、失水、孔隙率降低,并使煤岩组分沿垂直压力的方向呈定向排列。
静压力使煤的芳香稠环平行层面呈有规则的排列;动压力使煤层产生破裂、滑动,低变质程度煤的芳香稠环层面的堆砌高度增加。
8、煤变质作用有哪几种？并简述之。
P26-28答:根据变质条件与变质特征的不同,煤变质作用分为深成变质作用、岩浆变质作用与动力变质作用三种类型。
深成变质作用在正常地温状态下,煤的变质程度随着煤层沉降幅度的加大、地温的增高与受热时间的持续而增加。
此变质作用与大规模的地壳升降活动有关,具有广泛的区域性。
(垂直分布规律与水平分带规律:Hilt定律)岩浆变质作用可分为区域岩浆热变质作用与接触变质作用两种类型。
区域岩浆热变质作用就是指聚煤坳陷内有岩浆活动,岩浆的热量、岩浆内放射性元素的蜕变热以及热液、热气使区域内地温场增高,形成地热异常带所导致煤的变质作用。
接触变质作用就是指岩浆直接接触或侵入煤层,由于岩浆的高温、热液、挥发性气体与压力促使煤发生变质的作用。
动力变质作用就是指由于褶皱及断裂运动所产生的动压力及伴随构造变化所产生的热量促使煤发生变质的作用。
9、什么就是煤层气？P31答:煤层气俗称“瓦斯”,与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气。
第三章习题1、反映煤分子结构的参数有哪些？P36答:煤的结构参数有芳碳率、芳氢率与芳环数。
芳碳率(Carf)就是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的碳原子数与总碳原子数之比。
CCfarCar/。
芳氢率(Harf)就是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的氢原子数与总氢原子数之比。
HHfarHar/芳环数(aR)就是指煤的基本结构单元中芳香环数的平均数量。
2、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、化学研究法与物理化学研究法。
物理研究法主要就是利用高性能的现代分析仪器,如红外光谱、核磁共振、X射线衍射、扫描电镜等对煤结构进行测定与分析,从中获取煤结构的信息。
化学研究法:对煤进行适当的氧化、氢化、卤化、水解等化学处理,对产物的结构进行分析测定,并据此推测煤的结构。
物理化学研究法:利用溶剂抽提,将煤中的组分分离并进行分析测定,以获取煤结构的信息。
3、煤分子结构理论的主要观点有哪些？P46答:⑴煤就是三维空间高度交联的非晶质的高分子缩聚物煤就是由许多结构相似但又不完全相同的基本结构单元通过桥键连接而成。
结构单元由规则的缩合芳香核与不规则的、连接在核上的侧链与官能团两部分构成。
⑵煤分子基本结构单元的规则部分规则部分(缩合芳香核):缩聚的芳环、氢化芳环或各种杂环。
环数随煤化程度的提高而增加。
⑶煤分子基本结构单元的不规则部分不规则部分:烷基侧链与官能团。
烷基侧链的长度随煤化程度的提高而减少。
官能团主要就是含氧官能团:羟基、羧基、羰基、甲氧基等,随着煤化程度的提高,甲氧基与羧基很快消失,其她含氧基团在各种煤化程度的煤中均有存在;少量的含硫官能团与含氮官能团。
⑷连接基本结构单元的桥键桥键主要就是次甲基键、醚键、次甲基醚键、硫醚键以及芳香碳-碳键等。
在低煤化程度的煤中桥键最多,主要形式为前三种。
⑸氧、硫与氮的存在形式氧:除含氧官能团外,还有醚键与杂环等;硫:巯基、硫醚与噻吩等;氮:吡咯环、胺基与亚胺基等。
⑹低分子化合物低分子化合物:脂肪族化合物,如褐煤与泥炭中的树脂与蜡等。
⑺煤化程度对煤结构的影响低煤化程度煤的缩合芳香核较小,侧链长而多,官能团多,煤的结构比较疏松,孔隙率较大,比表面积较高。
中等煤化程度煤(肥煤与焦煤)的缩合芳香核增大,含氧官能团与烷基侧链减少,结构单元之间的桥键减少,煤的结构较为致密,孔隙率低,比表面积小,煤的物化性质与工艺性质在此处发生转折,出现极大值或极小值。
高等煤化程度煤的缩合芳香核显著增大,大分子排列的有序化增强,产生收缩应力,形成裂隙,孔隙率增加,比表面积增大。
4、煤有哪些代表性的结构模型？P40-45答:煤的化学结构模型:Fuchs模型、Given模型、Wiser模型、本田模型与Shinn模型。
煤的物理结构模型:Hirsch模型、交联模型、两相模型与单相模型。
煤结构的综合模型:Oberlin 模型与球(Sphere)模型。
第四章习题1、简述煤岩学的研究方法。
P71答:煤岩学的研究方法有宏观研究法与微观研究法。
宏观研究法就是用肉眼或放大镜来观察煤,根据煤的颜色、条痕、光泽、硬度、密度、断口等物理性质,确定宏观煤岩成分与宏观煤岩类型,对煤层进行整体的观察与描述,初步评定煤的性质与用途。
微观研究法就是利用显微镜来观察煤片,识别并研究煤的显微组分的方法。
常用的方法有两种:一种就是在透射光下观察煤的薄片(0、02mm),根据颜色、形态、结构、轮廓等特征鉴别煤的显微组分;另一种就是在反射光下观察煤块光片(1、5～2cm),根据颜色、形态、结构、轮廓、突起等特征鉴别煤的显微组分。
2、什么就是宏观煤岩成分？宏观煤岩成分有哪几种？P48答:宏观煤岩成分就是用肉眼或放大镜可以区分的煤的基本组成单位。
根据颜色、光泽、断口、裂隙、硬度等性质,用肉眼或放大镜将煤分为镜煤、亮煤、暗煤与丝炭四种宏观煤岩成分。
3、宏观煤岩类型就是根据什么划分的？共分哪几种？P50-51答:根据烟煤的平均光泽强度,烟煤的宏观煤岩类型:光亮煤、半亮煤、半暗煤与暗淡煤。
根据褐煤组成成分体积分数与结构,褐煤的宏观煤岩类型:基质煤、富木质煤、富木炭煤与富矿物质煤。
4、什么就是煤的显微组分？煤的有机显微组分可分哪几组？P52 答:在显微镜下才能识别的煤中的基本组成单元称为显微组分。
煤的有机显微组分:镜质组V、壳质组E与惰质组I。
5、什么就是凝胶化作用与丝炭化作用？P52、P59答:凝胶化作用就是指泥炭化作用阶段成煤植物的组织在积水较深、气流闭塞的沼泽环境下,产生极其复杂的变化,一方面,植物组织在微生物作用下,分解、水解、化合形成新的化合物并破坏植物组织器官的细胞结构;另一方面,植物组织在沼泽水的浸泡下吸水膨胀,使植物细胞结构变形、破坏乃至消失,或进一步再分解为凝胶的过程。
丝炭化作用就是指成煤植物的组织在积水较少、湿度不足的条件下,木质纤维组织经脱水作用与缓慢的氧化作用后,又转入缺氧的环境,进一步经煤化作用后转化为丝炭化组分。
6、判别煤的煤化程度的指标有哪些？为什么说镜质组反射率就是表征煤化程度的科学指标？答:判别煤的煤化程度的指标很多,主要有干燥无灰基挥发分Vdaf、干燥无灰基碳含量Cdaf、恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf、镜质组的平均最大反射率maxR等。
在以上表征煤化程度的众多指标中,镜质组反射率就是公认的科学指标,其原因如下: ⑴镜质组就是煤中的代表性显微组分; ⑵镜质组反射率随煤化程度呈线性变化 ;⑶用镜质组反射率表征煤化程度可以避免煤岩显微组成异常的影响。
7、试比较各种显微组分的反射率及其随煤化程度的变化。
答:镜质组、壳质组与惰质组随煤化程度的变化如图4-1所示。
图4-1 显微组分反射率随煤化程度的变化由图4-1可见,当煤化程度相同时,oRmax:惰质组I>镜质组V>壳质组E。
随着煤化程度的增加,镜质组的反射率呈线性增加,增率明显;壳质组的反射率增加明显,低煤化程度时呈线性增加;惰质组的反射率略有增加,但增率很小。
大约Cdaf>95%后,三种显微组分的反射率趋于一致。
8、煤中的矿物质主要有哪几类？P61答:煤中的矿物质主要有黏土类矿物、硫化物类矿物、碳酸盐类矿物与氧化物类矿物等四类。
黏土类矿物:煤中最主要的矿物,常见的黏土类矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石、水云母等。
硫化物类矿物:煤中常见的硫化物类矿物就是黄铁矿,还有白铁矿、闪锌矿、方铅矿、雄黄、雌黄、辰砂等。
碳酸盐类矿物:煤中常见的碳酸盐类矿物有方解石、菱铁矿、白云石、铁白云石等。