煤化学试题A卷

1、20102011学年第二学期期终试卷班级 学号 姓名 煤化学试题（A卷）题号一二三四五总分复核人得分得分评卷人一、选择题（将正确答案的序号填在括号内，每题1.5分，共 30分）。1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。2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。3（ ）是煤化程度最高的腐植煤。4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。5煤岩学的研究方法有：宏观研究法和（ ）。6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。7煤的显微

2、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。8煤的工业分析包括水分、（ ）、挥发分和固定碳四项。9煤的元素分析包括碳、氢、（ ）、氮、硫等元素的测定。10煤样的制备包括破碎、（ ）、混合、缩分和干燥等程序。11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。12煤的外在水分与（ ）的总和称为煤的全水分。13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”）14煤中硫根据其存在状态可分为有机硫和（ ）两类。15煤的热解按其最终温度不同可分为：高温干馏、（ ）和低温干馏

3、。16煤的反应性随煤化程度的加深而（ ）。（填“增强”或“减弱”）17煤的燃点随着煤化程度的增加而（ ）。（填“增高”或“降低”）18中国煤炭分类方案根据煤化程度将煤分成褐煤、（ ）和无烟煤。19煤气的有效成分主要有氢气、（ ）和甲烷。20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。得分评卷人二、判断题（正确的打“O ”，错误的打“×”，每题 1 分，共 40 分）。（ ）1腐植煤类是指由高等植物的遗体经过泥炭化作用和煤化作用形成的煤。（ ）2腐泥煤类是指由低等植物和浮游生物经腐泥化作用和煤化作用形成的煤。（ ）3烟煤中，气煤、肥煤、焦煤、瘦煤

4、具有黏结性，适宜炼焦使用，称为炼焦煤。（ ）4煤不是由植物生成的。（ ）5泥炭化作用是指低等植物的遗体经过复杂的生物化学变化和物理变化转变成泥炭的过程。（ ）6煤化作用是指由泥炭转变为腐植煤过程，或由腐泥转变为腐泥煤的过程。（ ）7煤化作用可分为成岩作用和变质作用两个阶段。（ ）8腐植煤的宏观煤岩成分可分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种。（ ）9随着煤化程度的增加，煤中碳含量减少，氢含量减少。（ ）10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，这个过程称为煤的自燃。（ ）11在有空气存在的情况下，煤由于低温氧化、自热，温度一旦达到着火点就会燃烧，称为煤的自燃。（ ）

5、12通过隔断空气、通风散热、减少黄铁矿含量、缩短储存期可以防止煤的风化和自燃。（ ）13工业上进行的最简单和最重要的煤质分析方法是煤的工业分析和元素分析。（ ）14煤样是指从煤中采取的不具有代表性的用来进行煤质检验的那一部分煤。（ ）15按一定方法将原始煤样的质量逐渐减少到分析煤样所需要的质量，而使其化学组成和物理性质与分析煤样保持一致，这种加工煤样的过程叫做煤样的制备。（ ）16空气干燥基，指以与空气湿度达到平衡状态的煤为基准，用符号ad表示。（ ）17干燥无灰基，指以假想无水、无灰状态的煤为基准，用符号daf表示。（ ）18含有外在水分的煤称为收到煤，仅失去外在水分的煤称为空气干燥煤。（

6、）19失去内在水分的煤称为空气干燥煤。（ ）20煤的挥发分是指煤在规定条件下完全燃烧后的残留物。（ ）21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。（ ）22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。（ ）23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。（ ）24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。（ ）25煤中有机氧含量随着煤化程度的增高而增加。（ ）26煤在加热过程中形成胶质体的能力是煤黏结成焦的基础。（ ）27煤的黏结性是指煤在隔绝空气条

7、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。（ ）28煤的结焦性是指在工业条件下将煤炼成焦炭的性能。（ ）29黏结性好的煤，结焦性不一定好，结焦性好的煤，黏结性不一定好。（ ）30高等煤化程度的煤，热解时形成的胶质体多，黏结性好。（ ）31煤的反应性又称煤的活性，是指在一定温度下煤与不同气体介质相互作用的反应能力。（ ）32煤的燃点是指将煤加热到开始燃烧时的温度。（ ）33中国煤炭分类方案将烟煤分为贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、13焦煤、气肥煤、气煤、12中黏煤、弱黏煤、不黏煤和长焰煤12个类别。（ ）34褐煤是煤化程度最低的烟煤。（ ）35无烟煤是配煤炼焦的基础煤。（

8、 ）36贫煤是煤化程度最高的烟煤。（ ）37炼焦煤的特征是具有不同程度的黏结性和结焦性。（ ）38煤的燃烧是指煤中的可燃有机质，在一定温度下与空气中的氧发生剧烈的化学反应，放出光和热，并转化为不可燃的烟气和灰渣的过程。（ ）39煤的液化是指气化原料与气化剂接触，在一定温度和压力下，发生一系列复杂的热化学反应，使原料最大限度的转化为气态可燃物的工艺过程。（ ）40煤中各种形态硫的总和称为全硫。得分评卷人三、简答题（每题 10 分，共 30 分）。1 古代植物成煤条件有哪些？答：古植物条件 植物是成煤的物质基础，只有植物大量繁殖的时期有利时期；气候条件 温暖、潮湿的气候条件最适宜成煤。自然地理条件

9、 泥潭沼泽是发生聚煤作用的良好古地理环境。地壳运动条件 地壳沉降形成沼泽；地壳沉降速度与植物遗体堆积速度相当时，形成较厚的泥炭层。总之，只有同时具备植物、气候、古地理和地壳运动这四个条件，且相互配合，持续时间长，才能形成大的煤田。2煤中硫的存在有哪些危害？答：燃料 燃烧时产生的二氧化硫会腐蚀金属设备，污染环境。硫化铁含量高的煤易自燃。煤气化 气化产生的硫化氢等气体会使催化剂中毒。冶炼 高硫煤炼制的焦炭含量也比较高，导致钢铁含硫量超标，性能下降。3煤的热解过程可以分成哪几个阶段？答：第一阶段 干燥脱吸阶段。主要用于脱去煤中吸附的水分和气体（一氧化碳、二氧化碳、甲烷等）。第二阶段 活泼分解阶段。以

10、分解和解聚反应为主，生成煤气（甲烷及其同系物、氢气、一氧化碳、二氧化碳及不饱和烃等）、焦油、胶质体（半焦）。第三阶段 二次脱气阶段。以缩聚反应为主，半焦分解生成焦炭、少量焦油和二次气体（氢气和甲烷）。2010-2011学年第二学期煤化学试题A卷答案一、填空题（每题1.5分，共30分）1腐植煤类2烟煤3无烟煤4煤化作用5微观研究法6半亮型煤7烟煤8灰分9氧10筛分11内在水分12内在水分13增加14无机硫15中温干馏16减弱17增高18烟煤19一氧化碳20水煤气二、判断题（正确的打“”，错误的打“×”，每题1分，共40分）1234×5×6789×10

11、15;11121314×15×16171819×20×21222324×25×26272829×30×31323334×35×36373839×40三、简答题（每题10分，共30分）1古代植物成煤条件有哪些？2煤中硫的存在有哪些危害？3煤的热解过程可以分成哪几个阶段？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

12、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

13、：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

14、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

15、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

16、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。4. 随着煤化程度的提高，煤分子结构呈现怎样的规律性变化答：随着煤化程度的提高,构成核的环数增多,周围的官能团减少第四章（煤的岩石组成）1.煤岩学: 煤岩学是把煤作为一种有机岩石，以物理方法为主研究煤的物质成分、结构、性质成因及合理利用的科学。2.宏观煤岩组成:镜煤,亮煤(光泽暗淡)，暗煤,丝碳3.镜煤:颜色最深，光泽最亮，质地均匀，常具有内生裂隙的宏观煤岩成分4.丝碳:外观像木炭，颜色灰黑

17、，性脆,具有明显的纤维状结构5.煤的显微组分(在反射光下（油浸物），透射光下):镜质组，壳质组,惰质组6.镜质组;由植物根茎叶形成,是煤中最主要的成分结构镜质组:指在显微镜下可以看出植物细胞结构的镜质组组分无结构镜质组:指植物经历了强烈的凝胶化作用，在普通的光学仪器中，看不出细胞结构7.壳质组:又称稳定组,包括孢子体,胶质体，树质体，木栓质体8.惰质组:又称丝质体, 丝碳化作用，及火焚作用形成9.丝碳化作用:指植物组织在积水较少，湿度不足的条件下，木质纤维组织经脱水作用和氧化作用又转入缺氧的环境，进一步的煤化作用后转化成氧化丝质体10. 镜质组的反射率：介于壳子组和惰质组之间，而随煤化程度的加

18、深而增高，镜质组的反射率受煤化作用比较敏感，因此国内外都以镜质组的反射率作为煤化程度的指标第四章课后习题1. 凝胶化作用：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。2.惰质组的成因有哪几种？ 答：丝碳化作用，火焚作用第五章（煤的化学组成）1.工业分析是确定煤的化学组成最基本的方法，将煤的组分划分为水分，灰分，挥发分，和固定碳2.煤的最高内在水分:是煤样在3

19、0度，相对湿度达到96%的条件下吸附水分达到饱和时测得的水分用符号MHC表示3.测煤的水分（在105-110度的恒温失去的质量M）4.每种的水分与煤化程度没有规律可循5.煤的灰分：（在815度完全燃烧后得到的残渣A）6.煤的挥发分(在高温900度将煤隔绝空气加热一段时间，分解出来的气体就是)7.煤的固定碳（在测煤的挥发分的时候留下的焦渣就是固定碳和灰分）8.煤的挥发分随煤化程度的提高而下降9.煤的族组成:煤的族组成是指在一定条件下，对煤的分子结构没有破坏的情况下，进行分子分离后得到的组成常用的方法是溶剂抽提（即溶剂萃取）10.抽提过程中的影响因素和强化:煤本身的化学结构，及其分子的相互作用力，

20、抽提溶剂的性质，抽提过程中的传质率强化:超声波辅助抽提，降低溶剂的粘度11.煤的超临界抽提:超临界气体抽提是基于压缩气体存在时，物质只有蒸发的能力提高了，理论表明气体溶解某些物质的能力随气体的密度增加而增加，对一定的气体来说，施加一定的压力在其临界温度时密度最大，因此抽提的温度因大于抽提气体的临界温度，所以称为超临界抽提12.抽提率与煤化程度的关系:在烟煤阶段随变质程度的增加而增加，在C为83%时最大，然后随变质程度的提高而急剧下降第六章（煤的物理性质，和物理化学性质）1.煤的真相对密度：不含空隙的煤与同体积的水的质量比2.真相对密度的影响因素:成因因素的影响，矿物质的影响，煤化程度的影响（随

21、煤化程度的增加而增加）TRD3.真相对密度:含有内部空隙AGT4.堆密度：（散密度，包括所有空隙）5.煤的硬度(刻画硬度，显微硬度)：外来机械力的作用下煤抵抗变性或破坏的能力7.硬度随煤化程度的变化：总体呈正比，但是有波折（在烟煤的处初次最大）8.煤的透光率：煤的透光率指每样在100度的稀硝酸溶液中处理90min所得的溶液对一定波长的光的透射率（有色溶液的透光率的测定有分光光度计法，目视比色法（透光率在反映年轻煤的煤化程度时非常灵敏,特别是在煤受到轻微的氧化时，其值不受影响Pm（区别褐煤和长焰煤的主要指标，以及褐煤划分小类的指标）9.煤的润湿性：液体与固体接触时，固体被液体润湿的程度10.润湿热：煤被润湿时会放出热量，通常一克煤被润湿时所释放的热量润湿热的产生实际上是液体在煤的孔隙内表面上发生吸附作用的结果。吸附作用越强，比表面积越大，润湿热就越高。 11.煤的比表面积:煤的比表面积是指单位质量煤中孔隙的表面积12.孔隙的多少与煤化程度的关系:随煤化程度的加深，总空的容积呈下降的趋势，到碳大于88%以后，煤的总孔容积又有所提高第六章课后习题答案1.煤的密度有哪几种表示方法？其含义有何区别 答：真相对密度，视相对密度，散密度（堆密度）2.煤的密度随煤化程度有何变化？为什么？ 答：随煤化程度的提高线下降，然后