《中学化学研究性学习成果》美丽的黑宝石

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1、主导学科：化学学校：青岛二十二中学班级：初三、三班姓名：黄潇翔指导教师：孙燕一、课题背景煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干憾、加氢液化等。我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，不仅储量大，分布广，而且种类齐全，煤质优良，为我国工业现代化提供了极为有利的条件。然而，煤的使用也不可避免的给我们的环境造成了污染和危害。煤的燃烧会放出大量二氧化碳，使地球温室效应更加显著。可以说，煤在帮助我们的同时,也给我们带来了危害。二、能源能源是指可以从其中获得能量的资源，能源是工农业牛产必需的物质基础,也是人类赖以生存和发展的基本物质条件之一。在各种各样的

2、能源中，有些是本来就存在于自然界屮的，可直接利用其能量的能源，成为一次能源；有些不是自然界中天然存在的，而是人类利用一次能源经过加工转化而取得的能源叫二次能源。在一次能源中，煤炭、石油等随着人们的开采利用显著减少的成为非再生能源；谁能、风能等在自然界中能很快得到补充或循环再牛，不随人类的利用而显著减少的成为可再生能源，将能源分类可归纳为下表：再生能源非再生能源分类常规能源常规能憑新能瀝_次能渡水能风能、太阳能化石燃料核聚变燃料生物歲能地热能、洌汐能核裂受燃料油页岩二次能源电能、氢能、石油制品、煤制品、沼气.火药、甲酹、丙烷、苯胺、硝化甘油等.三、煤1.煤的总体介绍煤为不可再生的

3、资源。煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产，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、晋吋称煤为石墨或石炭。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。煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古

4、代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质，由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。煤也是获得有机化合物的源泉。通过煤焦油的分憾可以获得各种芳香桂；通过煤的直接或间接液化，可以获得燃料油及多种化工原料。煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业主产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外，更为重要的是从中制取冶金

5、用的焦炭和制取人造石油，即煤的低温干惚的液体产品一一煤焦油。经过化学加工，从煤炭屮能制造出成千上万种化学产品，所以它又是一种非常重要的化工原料，如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料。大型煤炭工业基地的建设，对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。此外，煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、错、镣等，这些放射性和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料。煤炭对于现代化工业來说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，述是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部

6、门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，不仅储量大，分布广，而口种类齐全，煤质优良，为我国工业现代化提供了极为有利的条件。1.煤的形成过程在地表常温、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屮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

7、和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。2.煤的结构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%。煤屮硫是最有害的化学成分。煤燃烧时，其屮硫生成S02,腐蚀金属设备，污染环境。煤中硫的含量可分为5级