煤炭的化学分子是什么 它是怎样形成的

煤炭的化学分子是什么 它是怎样形成的

【煤】
coal
一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成.俗称煤炭.中国是世界上最早利用煤的国家.辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品 ,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址.《山海经》中称煤为石涅,魏、晋时称煤为石墨或石炭 .明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称.希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史》 ,其中记载有煤的性质和产地；古罗马大约在2000年前已开始用煤加热.
煤的生成 在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后 , 由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤至无烟煤.泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程.腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程.腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质.
【煤的分类】 由于研究内容和使用的不同,煤有各种分类法,如按元素组成、成因、变质程度、工业用途、工艺性质等的分类 .早期多根据 煤的元素组成分类 ,称科学分类法.在地质上常采用成因分类法,即将煤分为腐殖煤、腐泥煤和腐殖腐泥煤.按煤化程度可分为褐煤、烟煤和无烟煤.1989年10月 ,国家标准局发布《 中国煤炭分类国家标准 》(GB5751-86),依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、煤样透光性 P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf等6项分类指标,将煤分为14类.即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1／2中粘煤、气煤、气肥煤、1／3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤.
【化学组成】 煤中有机质是复杂的高分子有机化合物,主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成,而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95％以上；煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素.碳是煤中最重要的组分,其含量随煤化程度的加深而增高.泥炭中碳含量为50％～60％,褐煤为60％～70％,烟煤为74％～92％,无烟煤为 90％～98％.煤中硫是最有害的化学成分.煤燃烧时,其中硫生成SO2,腐蚀金属设备,污染环境.煤中硫的含量可分为 5 级：高硫煤,大于4％；富硫煤,为2.5％～4％；中硫煤,为1.5％～2.5％；低硫煤,为1.0％～1.5％；特低硫煤 ,小于或等于1％.煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类.
工业分析 通过工业分析可大致了解煤的性质.又称技术分析.是指煤的水分、挥发分、灰分的测定以及固定碳的计算.水分可分为外在水分、内在水分以及与煤中矿物质结合的结晶水、化合水.外在水分为煤炭在开采、运输、储存及洗选过程中,附着在煤颗粒表面和大毛细孔中的水分.内在水分为吸附或凝聚在煤颗粒内部的毛细孔中的水分,温度超过100℃时可将煤中内在水分完全蒸发出来 .灰分是指煤完全燃烧后残留的残渣量.灰分来自煤的矿物质.挥发分是指煤中有机质可挥发的热分解产物.挥发分随煤化程度增高而降低,可用于初步估测煤种.固定碳是指煤中有机质经隔绝空气加热分解的残余物.固定碳随变质程度的加深而增高,可作为鉴定煤变质程度的指标.
工艺性质 煤的工艺性质是工业评价合 理 用 煤的依据,主要包括粘结性、结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、焦油产率和可选性等.粘结性是指煤在高温干馏中产生胶质体,使煤粒相互粘结成块的性能.粘结性是评价炼焦用煤的主要指标.结焦性是指在炼焦炉中能炼出适合高炉用的有足够强度的冶金焦炭的性质.发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量.煤的发热量是煤质的重要指标,是计算热平衡、耗煤量、热效率等的依据.
煤中伴生元素 指以有机或无机形态富集于煤层及其围岩中的元素.有些元素在煤中富集程度很高,可以形成工业性矿床,如富锗煤、富铀煤、富钒石煤等,其价值远高于煤本身.
根据煤中伴生元素的【性质和用途】,可分为有益元素、有害元素和指相元素3类.有益元素主要 有锗、镓、铀、钒等,可被利用.有害元素 主要有硫 、磷、氟、氯、砷、铍、铅、硼、镉、汞、硒、铬等.硫是煤中常见的有害成分,其他有害元素在煤中含量一般不高,但危害极大,如砷是一种有毒元素.煤在燃烧中,硫是造成城镇环境污染的主要物质源.当然,对有害元素如果收集、处理得当也可变成对人有用的财富.煤中伴生元素,有各自的地球化学性质,形成于不同的沉积环境中.因此,可根据元素的相对含量、元素的共生组合关系及元素的比值,来判断相和沉积环境.
【用途】 煤是重要能源,也是冶金、化学工业的重要原料.主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等.①燃烧.煤炭是人类的重要能源资源,任何煤都可作为工业和民用燃料.②炼焦.把煤置于干馏炉中,隔绝空气加热,煤中有机质随温度升高逐渐被分解,其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出,成为焦炉煤气和煤焦油,而非挥发性固体剩留物即为焦炭.焦炉煤气是一种燃料,也是重要的化工原料.煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等.焦炭主要用于高炉炼铁和铸造,也可用来制造氮肥、电石.电石是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品.③气化.气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气.④低温干馏.把煤或油页岩置于 550℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉煤气,低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料.⑤加氢液化.将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中有机质破坏,与氢作用转化为低分子液态和气态产物,进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料.加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主.
综合、合理、有效开发利用煤炭资源,并着重把煤转变为洁净燃料,是人们努力的方向.
产地 在各大陆、大洋岛屿都有煤分布,但煤在全球的分布很不均衡,各个国家煤的储量也很不相同.中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家,也是世界上主要产煤国,其中中国是世界上煤产量最高的国家.
参考资料：http://baike.baidu.com/view/23985.htm

额 煤炭的主要成分就是C
是由原子直接构成的物质，不是分子
成因
煤炭的形成原因为古代植物的残骸层层交叠，经过长时间受到细菌的生物作用，以及地壳变动、环境高温、高压等因素，使这些物质经煤化作用转变成煤炭。在煤化的过程中，亦会产生甲烷（天然气的主要成分），有些逸散至大气中，部份则被封闭在地壳中，形成储气层，这也是采煤工作危险的主因之一。...

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额 煤炭的主要成分就是C
是由原子直接构成的物质，不是分子
成因
煤炭的形成原因为古代植物的残骸层层交叠，经过长时间受到细菌的生物作用，以及地壳变动、环境高温、高压等因素，使这些物质经煤化作用转变成煤炭。在煤化的过程中，亦会产生甲烷（天然气的主要成分），有些逸散至大气中，部份则被封闭在地壳中，形成储气层，这也是采煤工作危险的主因之一。

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http://jpkc.qust.edu.cn/index/qiuruchen/pages/file/multimedia/HANDSOME/CH2/2-2-2.DOC
煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃化石，这就是煤炭的形成过程。

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煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎，在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃化石，这就是煤炭的形成过程。
一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快，植物遗骸堆积得厚，这座煤矿的煤层就厚，反之，地壳下降的速度缓慢，植物遗骸堆积的薄，这座煤矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂，有一些煤层埋到地下更深的地方，有的又被排挤到地表，甚至露出地面，比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄，而且面积也不大，所以没有开采价值，有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。
煤炭是这样形成的吗？有些论述是否应当进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿，煤层很厚，煤质很优，但总的来说它的面积并不算很大。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然堆积而成的，它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原，因此，地下也应当到处有储存煤炭的痕迹；煤层也不一定很厚，因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐植质，又会被植物吸收，如此反复，最终被埋入地下时也不会那么集中，土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。
但是，无可否认的事实和依据，煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的，这是颠簸不破的真理，只要仔细观察一下煤块，就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹；如果把煤切成薄片放到显微镜下观察，就能发现非常清楚的植物组织和构造，而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西，有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。值得探讨的是它为何形成得如此集中，而且又是那么如此的优质呢？
记得上小学的时候，我家住在离城不远的乡村，每当盛夏雨季来临时，一场暴雨过后，村子中央就会出现一条湍急的“小溪流”，我们许多小朋友就会跑到那里面去嬉戏，那小溪流也会因暴雨停止时间的延长，而变得越来越小，最后干涸。但在没有断流之前你会发现，很多水流处却被冲下来的木棍儿、杂草等漂浮物堵塞，形成一个个小的水坎儿。为了能让水流通畅，我们不时地把那些小水坎扒开，有的时候也会借此筑起一道小溪上的“堤坝”。既便是现在居住在城里，一场暴雨过后，街道上很多地方也会出现各种各样的漂浮物截住了水流，堵塞了下水道口，而且很多漂浮物又被集中地滞留在一个地方的现象。
小巫见大巫，由此我们便可以推断出煤炭的形成可能与洪水有直接关系。如果没有洪水那样强大的力量和搬运的功能，煤炭的形成绝对不会那么集中，也不会那么优质。
我们可以设想一下，在千百万年前的地质历史期间，由于气候条件非常适宜，地面上生长着繁茂高大的植物，在海滨和内陆沼泽地带，也生长着大量的植物，那时的雨量又是相当的充沛，当百年一遇的洪水或海啸等自然灾害降临时，就会淹没了草原、淹没了大片森林，那里的大小植物就会被连根拨起，漂浮在水面上，植物根须上的泥土也会随之被冲刷得干干净净，这些带着须根和枝杈的大小树木及草类植物也会相互攀缠在一起，顺流漂浮而下，一旦被冲到浅滩、湾叉就会搁浅，它们就会在那里安家落户，并且象筛子一样把所有的漂浮物筛选在那里，很快这里就会形成一道屏障，并且这个地方还会是下次洪水堆积植物残骸（也会有许多动物的残骸）的地方。当洪水消退后，这里就会形成一道逶迤的堆积植物残骸的丘岭，再经过长期的地质变化，这座植物残骸的丘岭就会逐渐地埋入地下，最后演变成今天的煤矿。
那么也许有人会问，1998年中国遭受的一场罕见的水灾，为何没有出现这样的情况呢？我认为，那是因为中国目前的森林覆盖率很低，而且有森林的地方多在高海拔地区，在平原到处是粮田，几乎到了没有什么森林可淹的境地，只不过是淹没了一些农田的防护林，并且农田防护林的树木很稀少，而且树木的根须又十分的发达，抓地抓得十分牢固，短时间的浸泡、冲击不会造成多大危害。而森林中的树木就不同了，很多树木都挤在一起生活，它们为了吸食太阳的能量，拼命地往上长，根须并不发达，一旦一处树木被洪水连根拨起，就会连带成片的树木被洪水毁掉，就如同放木排一样，顺流漂浮而下，势不可挡，最后全部堆积在一个地方。
另外，由于人类对大自然认识的增强，抵御突发性自然灾害的能力不断提高，兴修水利，筑起坚固的堤坝，加固江堤、河堤，大大地减缓了凶猛洪水的冲击力，泛滥的现象少了，甚至乖乖地听从人类的召唤，并把凶猛的洪水变成了电能、动能、热能，造福于人类，服务于人类社会。
不仅洪水有搬运动植物这样的能力，而且潮汐、台风、海啸也具备这样的能力。由于地震、火山喷发等因素引起的海啸，可以使海浪掀起三、四十米还高，并且在顷刻之间把一个岛屿上的动植物扫荡一空；把海岸线附近的一切生物全部洗劫。
再者，地球表面上的物质不可能永久的一成不变地等待着地球进行沉降运动的，而且地球表面上的物质是在不断地循环流动着的。因此，“水灾说”是使煤炭形成得如此集中、优质，还是有一定的道理的，是有说服力的，也是能够令人信服的。
由于古代的在植物大量沉积,被深深的埋在地层下,受到高压和高温,经过几亿年的时间,变成煤炭
煤矿和其它矿一样，是层状的，且不是到处都有，如果是地表植物积聚而成，则不会那么集中，应该到处都有，所以我认为，书上所说的不对。碳元素是地球故有的，地表的碳大部分以化合物形式存在，地心的碳以单质形式存在，地心的碳向地表喷出时，一部分为钻石，一部分为石墨，大部分为煤（不同条件下形成不同的物质），和其它大部分矿的成因一样。
植物当被压在地下，在长时间的缺氧高压的条件下便会形成煤。
石炭纪地球植物大繁盛，为煤的形成形成的强大的物质基础，后来的造山运动为煤的形成提供了外部条件。经过长年累月，便有了煤。

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